乳腺癌亚型特异lincRNA的识别及EGOT、EPB41L4A-AS2的生物学功能研究

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背景及目的乳腺癌是全球女性最常见的恶性肿瘤之一,其发病机理复杂。目前,乳腺癌的治疗主要依据肿瘤的分子分型。临床上常采用免疫组化方法明确乳腺癌分子亚型,因受技术和人为因素的影响,它尚存在诸多弊端。因此,优化或弥补这一分子分型是乳腺癌研究的重要课题。基因间长链非编码RNA(long intergnetic noncoding RNA,lincRNA)是非编码RNA的重要组成部分。众多研究发现,lincRNA的异常表达能作为肿瘤诊断和(或)治疗的分子标志物;同时,它对于肿瘤疾病进展、监测预后方面同样发挥重要作用。基于上述问题,lincRNA能否参与乳腺癌分子分型以及亚型特异的lincRNA是否存在是需要深入考虑的问题。本研究采用转录组测序的方法,识别乳腺癌分子亚型特异lincRNA,尝试构建由lincRNA组成的乳腺癌分子分型系统。本研究对差异表达基因EGOT和EPB41L4A-AS2进行研究,检测它们在乳腺癌中的表达情况、分析其异常表达与病人临床病理特征的相关性及对病人预后的影响,探索其潜在的分子机制。方法根据St.Gallen乳腺癌分子分型指南,选择5个亚型的乳腺癌组织及配对癌旁组织(每个亚型3对)和正常组织(3个)予以高通量测序。通过生物信息方法分析、识别亚型特异的lincRNA,构建由lincRNA组成的分子分型系统linctype。采用250个癌组织和50个癌旁组织,qPCR进一步验证亚型特异的lincRNA;利用TCGA数据分析linctype,将其与PAM50进行比较,判断其预测预后的能力。此外,通过上述样本对差异表达基因EGOT和EPB41L4A-AS2进行qPCR检测,分析其表达水平与预后的关系。体外实验研究EGOT和EPB41L4A-AS2对肿瘤细胞增殖、凋亡、迁移和侵袭的影响。结果分析测序数据,共获得79340个转录本,包括新识别的lincRNA共26477个。在这些新识别的lincRNA中,亚型间差异的基因共715个。乳腺癌存在亚型特异的lincRNA,利用这些lincRNA构建新的分型系统linctype,它能够将TCGA乳腺癌病人分为5类。此外,采用预后分析,linctype预测预后的能力不亚于PAM50。与乳腺正常组织相比,EGOT在乳腺癌组织中表达降低(P<0.001)。EGOT低表达的病人常伴随较大的肿瘤体积(P=0.022)、淋巴结转移(p=0.02)、高Ki-67(P=0.017)。EGOT高表达的病人总生存(OS)与无病生存(DFS)时间均较长(P均小于0.05)。体外实验发现,MCF-7细胞给予雌激素刺激,EGOT表达降低;但是,当雌激素超过10-9M后,EGOT表达上调。平板细胞克隆实验证实MDA-MB-231和UACC812细胞系过表达EGOT后,克隆形成能力降低(P<0.05)。Transwell实验证实UACC812和MDA-MB-231细胞系过表达EGOT后,细胞迁移和侵袭能力降低(P均小于0.05)。同样,采用上述样本,qPCR证实EPB41L4A-AS2在癌组织中表达降低(P=0.028),且EPB41L4A-AS2在luminal A亚型中表达最高(P<0.05)。分析TCGA乳腺癌、肺癌、肾癌数据,EPB41L4A-AS2在三种癌组织中表达降低;EPB41L4A-AS2低表达的病人总生存差(P均小于0.001)。在乳腺癌细胞系MDA-MB-231、肺癌细胞系A549、肾癌细胞系786-O过表达EPB41L4A-AS2,细胞增殖降低,流式细胞凋亡增加,平板克隆实验克隆形成能力降低(P均小于0.05)。结论乳腺癌存在分子亚型特异的lincRNA,检测分子亚型特异的lincRNA有助于提高乳腺癌诊断准确率,弥补现有分子分型的不足。新的分型系统linctype能够区分乳腺癌分子亚型、预测预后。EGOT、EPB41L4A-AS2在乳腺癌组织中表达降低,且二者低表达的病人预后差;体外实验提示它们抑制肿瘤细胞增殖与侵袭,具体机制有待于进一步研究。
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