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第一部分FOXF1-AS1在非小细胞肺癌(NSCLC)组织中的表达模式及对NSCLC细胞迁移的影响背景及目的:肺癌是世界上死亡率最高的恶性肿瘤。总体来讲,按照其病理类型可将其分为小细胞肺癌(SCLC)和非小细胞肺癌(NSCLC)两类,而非小细胞肺癌比例占肺癌总数的80-85%。据统计,大多数NSCLC患者就诊时已至中晚期,外科手术难以做到根治,而且术后复发率高,生存期亦不理想。肺癌的常规辅助治疗方案有放疗和化疗,近年来地位逐渐提高,但难以特异性消灭肿瘤细胞,无法显著延长生存期,同时还可能产生较大的毒副作用。因此,越来越多的学者开始寻找治疗非小细胞肺癌的新途径。近年来,寻找有效的分子基因治疗的靶点是研究的热点,尤其各类研究开始从分子基因水平阐明NSCLC的发生、发展和演变机理。长链非编码RNA(lncRNA)是一组特殊类型RNA,长度较长,超过200个核苷酸,但多不具备编码蛋白质功能,曾经被认为是基因转录过程中的“噪点”,但对lncRNA的最新研究结果显示,其所具备的生物学功能不仅限于此,在许多生理过程中发挥重要作用。目前认为细胞增殖调控、细胞凋亡等过程都有它的参与。此外,研究还发现lncRNA的异常表达与许多疾病密切相关,包括在肿瘤方面。学者们对多种恶性肿瘤进行研究,发现皆出现了lncRNA异常表达,如肝癌、前列腺癌等,其与肿瘤生长密切相关,与浸润和转移紧密相连,甚至参与到复发过程当中。由此可见,lncRNA在肿瘤生长转移中可能发挥促癌或抑癌的作用。因此我们有理由认为lncRNA可作为一种新的肿瘤标志物用于诊断当中,并在判断预后和疗效方面发挥重要作用,另外lncRNA也可能成为一种新的肿瘤基因靶向治疗的靶点。前期我们查阅了美国国立生物技术信息中心(National Center for Biotechnology Information,NCBI)的GEO(Gene Experssion Ominbus)数据库,选取了4组转移与非转移NSCLC组织芯片数据(GSE27262,GSE19804,GSE19188,GSE30219),经过筛选发现一种lncRNA FOXF1-AS1在NSCLC中表达有显著性差异。FOXF1-AS1基因全长3099nt,定位于染色体16号染色体(16q21.1),由4个外显子构成。然而,FOXF1-AS1的异常表达是否对NSCLC发生发展起调节作用,以及其潜在的作用机制还不清楚。本部分研究拟通过实验证实人类NSCLC组织与正常肺组织中FOXF1-AS1表达是否存在差异,而这种差异是否对NSCLC的迁移能力产生影响。方法:收集34例手术切除的非小细胞肺癌及其匹配的癌旁组织,培养非小细胞肺癌细胞系,用实时定量PCR法检测FOXF1-AS1在非小细胞肺癌组织及细胞系中的表达情况,并通过实时定量PCR法检测6个不同肺癌细胞系中FOXF1-AS1的表达量。随后构建高表达和沉默FOXF1-AS1非小细胞肺癌细胞系(A549),并通过Transwell迁移、侵袭实验以及划痕实验研究FOXF1-AS1差异表达对非小细胞肺癌细胞体外生物学功能的影响。进而构建裸鼠荷瘤及腹腔移植瘤模型,研究高表达FOXF1-AS1差异表达对非小细胞肺癌细胞动物体内生物学功能的影响。结果:通过本部分的实验研究我们发现,FOXF1-AS1在非小细胞肺癌患者癌组织中的表达明显低于癌旁组织。同时,FOXF1-AS1在三个高转移肺癌细胞系PG-CL3、PG-BE1、PG-LH7中FOXF1-AS1表达较原代NSCLC细胞系表达水平更低。而体外实验证实上调FOXF1-AS1的表达可降低NSCLC细胞的迁移和侵袭能力;相反,沉默FOXF1-AS1的表达可增加NSCLC细胞的迁移能力。体内实验中FOXF1-AS1高表达,可以抑制NSCLC瘤体的生长及迁移。结论:Lnc RNA FOXF1-AS1在NSCLC组织及细胞中呈明显低表达。高表达FOXF1-AS1可明显抑制NSCLC细胞迁移;沉默表达FOXF1-AS1可明显促进NSCLC细胞迁移。本部分研究结果揭示了FOXF1-AS1在非小细胞肺癌发生、发展中的部分功能,明确了FOXF1-AS1在非小细胞肺癌中呈现为抑癌作用,提示FOXF1-AS1可能成为非小细胞肺癌的一个潜在治疗靶点和预测因子。第二部分FOXF1-AS1影响NSCLC细胞迁移的潜在机制研究背景及目的:已有研究表明,lncRNA发挥生物学功能的主要机制包括基因印记、剪接调控、染色质重塑、细胞周期调控、翻译调控以及m RNA降解等。如H19、X染色体特异性失活转录物(Xist)等多种lncRNA参与了基因印记过程;过表达HOTAIR,可以引起PRC2复合体在全基因组范围内的重新定位,进而沉默若干抑癌基因,促进乳腺癌的转移;ANRIL通过结合并募集PRC1和PRC2复合体,进而改变染色质状态,抑制了p16INK4a基因的表达;Gas5通过模拟糖皮质激素应答元件来结合糖皮质激素受体(Glucocorticoid receptor)的DNA结合结构域,阻止糖皮质激素受体与糖皮质激素应答元件的相互作用,从而抑制下游基因的表达,促进细胞凋亡的发生等。但是到目前为止,关于FOXF1-AS1在NSCLC细胞迁移侵袭中作用的相关机制研究尚未见报道。我们在第一部分的研究中证实FOXF1-AS1在NSCLC组织及细胞中均呈现低表达,而其异常表达可以对NSCLC细胞迁移侵袭起负调控作用。我们通过查阅相关文献发现了关于FOXF1-AS1的一些功能性研究,2013年Grote等在研究中发现FOXF1-AS1可以携带转录复合物PRC2与其下游的两个靶分子FOXF1、PITX2启动子区域结合,并调控其表达。故我们以此为依据,拟通过体外实验探索FOXF1-AS1影响NSCLC细胞迁移潜在的分子机制。方法:首先采用qPCR及Western Blot技术检测高表达FOXF1-AS1非小细胞肺癌细胞系FOXF1及PITX2的表达。随后采用定量qPCR及Western Blot技术检测沉默FOXF1-AS1非小细胞肺癌细胞系PITX2的表达。通过Transwell迁移实验进一步研究上调PITX2表达对NSCLC细胞生物学功能的影响;并采用定量qPCR及Western Blot技术检测高表达PITX2非小细胞肺癌细胞系中FN1的表达,证实PITX2与FN1的关系。最后用免疫组化法检测FN1在75例NSCLC组织芯片中的表达。结果:通过本部分实验我们发现在NSCLC细胞中,上调FOXF1-AS1水平可以抑制PITX2的表达;相反,下调FOXF1-AS1水平可以促进PITX2的表达;而上调FOXF1-AS1水平后FOXF1表达变化无统计学差异。体外实验证实上调PITX2的表达可促进NSCLC细胞的迁移能力;并且在NSCLC细胞中PITX2高表达后,FN1表达明显上调;而FN1表达在III、IV期肺癌组明显升高。结论:本部分研究结果提示:FOXF1-AS1可能通过调控PITX2启动子影响细胞迁移相关分子FN1的表达,从而调节NSCLC细胞迁移,FN1与NSCLC的恶性进展程度相关。