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目的:
甲状腺癌是甲状腺恶性肿瘤最常见的类型,约占全身恶性肿瘤的1%,近年来因其发病率一直呈现上升趋势而备受关注。在甲状腺癌的病理类型中最常见的是乳头状癌,约占全部类型的85%。甲状腺乳头状癌因其分化好,恶性程度低,预后往往较好;但部分患者仍出现早期复发或发生远处转移,严重影响其生活质量及身心健康,甚至威胁生命,因此,目前仍需寻找更准确的诊断方法及更有效的治疗方案。长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是一类转录本长度超过200nt的、没有开放阅读框的RNA。起初,lncRNA被看作是没有生物功能的,只是基因转录过程中产生的“垃圾”,但随着近年来不断深入的研究,越来越多的证据表明lncRNA在肿瘤发生、发展过程中均起着重要作用。转移的发生是肿瘤与肿瘤微环境相互作用的结果,lncRNA可以通过调控微环境中相关细胞因子的表达,从而影响肿瘤的微环境,导致肿瘤的发生和进展。许多研究证实长链非编码RNA在甲状腺乳头状癌的进展过程中起着重要的作用,因此研究甲状腺癌相关lncRNA,并深入挖掘lncRNA的作用机制,可以更好的了解甲状腺癌的演化过程,并为临床上甲状腺癌的诊断和治疗提供新的靶点和方向。
方法:
1.根据课题组硕士学位论文《长链非编码RNA DRBC在乳腺癌中的作用和机制的研究》所筛选出差异基因,进一步在TANRIC数据库甲状腺癌分类中分析该基因在癌与正常组织之间的表达差异以及相关性信息;并在模式识别与生物信息学研究组网站预测该基因的亚细胞定位。
2.采用qRT-PCR检测42对临床甲状腺乳头状癌与癌旁正常组织的lncRNA AK023507表达差异;同时检测甲状腺乳头状癌细胞系TPC-1与B-CPAP的lncRNA AK023507的表达水平。
3.采用siRNA下调lncRNA AK023507在甲状腺癌细胞系B-CPAP的表达水平,并用CCK-8实验、克隆形成实验检测细胞增殖能力;Transwell实验检测细胞迁移和侵袭的能力。
4.采用慢病毒过表达lncRNA AK023507,并转染TPC-1和B-CPAP甲状腺癌细胞系,构建稳转细胞株,并用CCK-8实验、克隆形成实验及Transwell实验分别检测细胞的增殖能力及迁移、侵袭能力。
5.通过Western Blot分别检测甲状腺癌细胞中lncRNA AK023507的表达下调或升高时,N-cadherin蛋白、Vimentin蛋白和β-catenin蛋白的变化,研究lncRNA AK023507表达水平的变化对EMT过程的影响。
6.采用qRT-PCR检测过表达或下调lncRNA AK023507表达时,CXCR7基因表达的变化,同时采用Western Blot检测CXCR7蛋白的变化,研究lncRNA AK023507与CXCR7的相关性。
7.采用ELISA实验检测lncRNA AK023507的表达下调或升高时,甲状腺癌细胞的培养液中CXCL12的浓度变化,研究lncRNA AK023507产生作用的可能途径。
结果:
1.TANRIC数据库分析结果显示:与正常甲状腺组织相比,lncRNA AK023507在甲状腺癌组织呈低表达,且其表达水平与BRAF基因状态存在相关性,并与CXCR7基因表达呈显著的正相关,而与miRNA21的表达呈负相关;模式识别与生物信息学研究组网站预测lncRNA AK023507可能定位于细胞质。
2.qRT-PCR结果显示:甲状腺癌组织的lncRNA AK023507表达水平明显低于癌旁正常组织(P<0.001);与正常甲状腺细胞系HTori-3相比,甲状腺乳头状癌细胞系TPC-1及B-CPAP的lncRNA AK023507的表达均呈低水平,其中该基因在B-CPAP的表达水平明显高于TPC-1。
3.CCK-8实验和克隆形成实验结果显示:当下调lncRNA AK023507的表达时,可以促进甲状腺乳头状癌细胞(B-CPAP)的增殖(P<0.01);而当过表达lncRNA AK023507时,则可以抑制甲状腺癌细胞(TPC-1、B-CPAP)的增殖能力(P<0.01)。
4.Transwell迁移和侵袭实验结果显示:当下调lncRNA AK023507的表达时,甲状腺癌细胞(B-CPAP)的迁移和侵袭能力增强(P<0.001);而当过表达lncRNA AK023507时,甲状腺癌细胞(TPC-1、B-CPAP)迁移、侵袭的能力减弱(P<0.001)。
5.Western Blot结果显示:当过表达lncRNA AK023507时,甲状腺癌细胞(TPC-1、B-CPAP)的N-cadherin、Vimentin和β-catenin蛋白表达减少,CXCR7蛋白表达增加;在下调LncRNA AK023507表达时,甲状腺癌细胞(B-CPAP)的N-cadherin、Vimentin和β-catenin蛋白表达增加,CXCR7蛋白表达减少。
6.qRT-PCR结果显示:在lncRNA AK023507过表达的甲状腺乳头状癌细胞(B-CPAP)中,CXCR7基因的表达升高;相反,在lncRNA AK023507表达被下调时(B-CPAP),CXCR7的基因表达也出现下调。
7.ELISA实验分析细胞培养液的结果显示:与对照组相比,在过表达lncRNA AK023507的细胞(B-CPAP)培养液中,CXCL12的浓度相对降低;而在下调lncRNA AK023507表达的细胞(B-CPAP)培养液中,CXCL12的浓度则相对升高(P<0.01)。
结论:
通过TANRIC数据库及临床组织验证lncRNA AK023507在甲状腺癌中均呈低表达,提示该基因可能存在抑癌的作用。进一步采用siRNA及慢病毒过表达的方式改变基因的表达水平,并通过CCK-8实验、克隆形成实验、Transwell迁移和侵袭实验,验证了该基因的抑癌作用。Western Blot实验发现当lncRNA AK023507的表达变化时可以影响EMT过程中的间质样标志物:N-cadherin蛋白和Vimentin蛋白;且可能通过影响Wnt通路的β-catenin蛋白产生作用。数据库、Western Blot及qRT-PCR结果均显示lncRNA AK023507与CXCR7可能存在共表达情况。此外,ELISA实验显示lncRNA AK023507表达水平的变化可能导致细胞培养液中CXCL12的浓度变化。综上所述,lncRNA AK023507与CXCR7可能相互作用后,改变了细胞微环境的CXCL12,通过Wnt/β-catenin通路影响细胞的功能。因此,lncRNA AK023507作为在甲状腺乳头状癌新发现的lncRNA,将来很有可能作为诊断和治疗潜在的新靶点,其具体作用机制还需进一步研究。
甲状腺癌是甲状腺恶性肿瘤最常见的类型,约占全身恶性肿瘤的1%,近年来因其发病率一直呈现上升趋势而备受关注。在甲状腺癌的病理类型中最常见的是乳头状癌,约占全部类型的85%。甲状腺乳头状癌因其分化好,恶性程度低,预后往往较好;但部分患者仍出现早期复发或发生远处转移,严重影响其生活质量及身心健康,甚至威胁生命,因此,目前仍需寻找更准确的诊断方法及更有效的治疗方案。长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是一类转录本长度超过200nt的、没有开放阅读框的RNA。起初,lncRNA被看作是没有生物功能的,只是基因转录过程中产生的“垃圾”,但随着近年来不断深入的研究,越来越多的证据表明lncRNA在肿瘤发生、发展过程中均起着重要作用。转移的发生是肿瘤与肿瘤微环境相互作用的结果,lncRNA可以通过调控微环境中相关细胞因子的表达,从而影响肿瘤的微环境,导致肿瘤的发生和进展。许多研究证实长链非编码RNA在甲状腺乳头状癌的进展过程中起着重要的作用,因此研究甲状腺癌相关lncRNA,并深入挖掘lncRNA的作用机制,可以更好的了解甲状腺癌的演化过程,并为临床上甲状腺癌的诊断和治疗提供新的靶点和方向。
方法:
1.根据课题组硕士学位论文《长链非编码RNA DRBC在乳腺癌中的作用和机制的研究》所筛选出差异基因,进一步在TANRIC数据库甲状腺癌分类中分析该基因在癌与正常组织之间的表达差异以及相关性信息;并在模式识别与生物信息学研究组网站预测该基因的亚细胞定位。
2.采用qRT-PCR检测42对临床甲状腺乳头状癌与癌旁正常组织的lncRNA AK023507表达差异;同时检测甲状腺乳头状癌细胞系TPC-1与B-CPAP的lncRNA AK023507的表达水平。
3.采用siRNA下调lncRNA AK023507在甲状腺癌细胞系B-CPAP的表达水平,并用CCK-8实验、克隆形成实验检测细胞增殖能力;Transwell实验检测细胞迁移和侵袭的能力。
4.采用慢病毒过表达lncRNA AK023507,并转染TPC-1和B-CPAP甲状腺癌细胞系,构建稳转细胞株,并用CCK-8实验、克隆形成实验及Transwell实验分别检测细胞的增殖能力及迁移、侵袭能力。
5.通过Western Blot分别检测甲状腺癌细胞中lncRNA AK023507的表达下调或升高时,N-cadherin蛋白、Vimentin蛋白和β-catenin蛋白的变化,研究lncRNA AK023507表达水平的变化对EMT过程的影响。
6.采用qRT-PCR检测过表达或下调lncRNA AK023507表达时,CXCR7基因表达的变化,同时采用Western Blot检测CXCR7蛋白的变化,研究lncRNA AK023507与CXCR7的相关性。
7.采用ELISA实验检测lncRNA AK023507的表达下调或升高时,甲状腺癌细胞的培养液中CXCL12的浓度变化,研究lncRNA AK023507产生作用的可能途径。
结果:
1.TANRIC数据库分析结果显示:与正常甲状腺组织相比,lncRNA AK023507在甲状腺癌组织呈低表达,且其表达水平与BRAF基因状态存在相关性,并与CXCR7基因表达呈显著的正相关,而与miRNA21的表达呈负相关;模式识别与生物信息学研究组网站预测lncRNA AK023507可能定位于细胞质。
2.qRT-PCR结果显示:甲状腺癌组织的lncRNA AK023507表达水平明显低于癌旁正常组织(P<0.001);与正常甲状腺细胞系HTori-3相比,甲状腺乳头状癌细胞系TPC-1及B-CPAP的lncRNA AK023507的表达均呈低水平,其中该基因在B-CPAP的表达水平明显高于TPC-1。
3.CCK-8实验和克隆形成实验结果显示:当下调lncRNA AK023507的表达时,可以促进甲状腺乳头状癌细胞(B-CPAP)的增殖(P<0.01);而当过表达lncRNA AK023507时,则可以抑制甲状腺癌细胞(TPC-1、B-CPAP)的增殖能力(P<0.01)。
4.Transwell迁移和侵袭实验结果显示:当下调lncRNA AK023507的表达时,甲状腺癌细胞(B-CPAP)的迁移和侵袭能力增强(P<0.001);而当过表达lncRNA AK023507时,甲状腺癌细胞(TPC-1、B-CPAP)迁移、侵袭的能力减弱(P<0.001)。
5.Western Blot结果显示:当过表达lncRNA AK023507时,甲状腺癌细胞(TPC-1、B-CPAP)的N-cadherin、Vimentin和β-catenin蛋白表达减少,CXCR7蛋白表达增加;在下调LncRNA AK023507表达时,甲状腺癌细胞(B-CPAP)的N-cadherin、Vimentin和β-catenin蛋白表达增加,CXCR7蛋白表达减少。
6.qRT-PCR结果显示:在lncRNA AK023507过表达的甲状腺乳头状癌细胞(B-CPAP)中,CXCR7基因的表达升高;相反,在lncRNA AK023507表达被下调时(B-CPAP),CXCR7的基因表达也出现下调。
7.ELISA实验分析细胞培养液的结果显示:与对照组相比,在过表达lncRNA AK023507的细胞(B-CPAP)培养液中,CXCL12的浓度相对降低;而在下调lncRNA AK023507表达的细胞(B-CPAP)培养液中,CXCL12的浓度则相对升高(P<0.01)。
结论:
通过TANRIC数据库及临床组织验证lncRNA AK023507在甲状腺癌中均呈低表达,提示该基因可能存在抑癌的作用。进一步采用siRNA及慢病毒过表达的方式改变基因的表达水平,并通过CCK-8实验、克隆形成实验、Transwell迁移和侵袭实验,验证了该基因的抑癌作用。Western Blot实验发现当lncRNA AK023507的表达变化时可以影响EMT过程中的间质样标志物:N-cadherin蛋白和Vimentin蛋白;且可能通过影响Wnt通路的β-catenin蛋白产生作用。数据库、Western Blot及qRT-PCR结果均显示lncRNA AK023507与CXCR7可能存在共表达情况。此外,ELISA实验显示lncRNA AK023507表达水平的变化可能导致细胞培养液中CXCL12的浓度变化。综上所述,lncRNA AK023507与CXCR7可能相互作用后,改变了细胞微环境的CXCL12,通过Wnt/β-catenin通路影响细胞的功能。因此,lncRNA AK023507作为在甲状腺乳头状癌新发现的lncRNA,将来很有可能作为诊断和治疗潜在的新靶点,其具体作用机制还需进一步研究。