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目的:通过微阵列芯片分析原发性结直肠癌(primary colorectal cancer,p CRC)患者与结直肠癌肝转移(Colorectal cancer liver metastasis,CRLM)患者血浆外泌体中差异表达的小核糖核酸(mirco RNA,miRNA),结合肿瘤基因组图谱(The cancer genome atlas,TCGA)数据库样本信息,筛选候选miRNA,使用q PCR技术检测其在样本中表达水平,分析其成为监测结直肠癌肝转移标志物的潜力,并通过构建细胞模型,进行体外实验,初步探究候选miRNA对结直肠癌细胞株系的生物学功能的影响。方法:(1)利用Agilent微阵列技术,以差异倍数(Fold change,FC)>1,差异显著性(P-value,P)<0.05为标准,构建6例原发性CRC患者和6例CRLM患者血浆外泌体miRNA差异表达谱;使用TCGA数据库中包含590个样本的样本集,其中包括原发样本500个和远处转移(m CRC)样本90个,以P<0.05和|log2FC|>0.3为临界值,筛选满足条件的前20个miRNA构成数据集,并通过LASSO Logistic回归分析模型对上述20个miRNA再次筛选,得到对区分是否发生转移有最佳效果的miRNA集合;将上述两个数据集取交集,结合回归分析结果,筛选出合适的候选miRNA,通过数据库分析候选的miRNA靶基因,对靶基因进行GO/KEGG分析。(2)采用试剂盒提取血浆外泌体和血浆外泌体总RNA,通过透射式电子显微镜(TEM)、纳米粒子追踪分析(NTA)和Western blot(WB)对外泌体进行鉴定,并对RNA进行逆转录;使用实时荧光定量PCR(q RT-PCR),进一步在30对p CRC患者和CRLM患者血浆外泌体中检测miR-146a-5p表达情况,同时提取患者血浆总RNA并进行逆转录、q PCR,检测血浆miR-146a-5p表达情况;对血浆及血浆外泌体miR-146a-5p之间关系进行分析,并对其诊断效能进行分析。(3)使用miR-146a-5p相似物及空白对照(Negative control,NC)转染转移性结直肠癌细胞LoVo细胞及原发性结直肠癌细胞HCT116细胞,建立miR-146a-5p过表达的细胞模型,使用q RT-PCR检测转染后不同分组细胞miR-146a-5p表达水平,验证转染效率。通过细胞增殖实验、细胞凋亡实验及细胞侵袭、迁移实验,验证miR-146a-5p对结直肠癌细胞增殖、迁移、侵袭及凋亡等生物学功能影响。结果:(1)经过外泌体鉴定后,对构建的外泌体miRNA基因芯片进行分析,在符合条件的miRNA中,与CRC患者相比,CRLM患者中有13个miRNAs表达上调,99个miRNAs表达下调,得到包含了112个miRNA的数据集;来源于TCGA的组织miRNA数据,去除在>10%的CRC样本中未表达的miRNA后,筛选出在CRC样本和m CRC样本中表达差异符合条件的20个miRNA数据集,通过LASSO Logistic回归分析再次进行筛选,得到8个对CRC和m CRC具有最佳分组效果的miRNA;将筛选得到的8个miRNA与前述包含112个miRNA的数据集求交集,得到三个候选的miRNA,包括在转移中表达下调的miR-146a-5p、miR-625-3p,表达上调的miR-200-5p。对三个候选miRNA进行靶基因分析,共有2722个靶基因;对靶基因进行GO/KEGG通路分析的结果显示,候选miRNA靶基因富集在癌症相关通路。(2)外泌体检测结果:TEM检测显示囊泡呈圆形、椭圆形的双层膜样结构,纳米粒子追踪分析提示所提取细胞外囊泡直径约30-150nm之间,Western blot结果表明囊泡表面标志蛋白CD63、CD9、TSG101呈阳性,符合外泌体特征;q RT-PCR结果显示,在与CRC样本相比,CRLM样本血浆、血浆外泌体中miR-146a-5p表达均降低,与芯片结果一致。通过相关性分析,血浆外泌体miR-146a-5p与血浆miR-146a-5p表达水平之间不存在相关性(R=-0.054,P=0.72);使用ROC曲线进行诊断效能分析,血浆外泌体miR-146a-5p(AUC=0.588,P<0.01)对CRLM诊断效能优于血浆miR-146a-5p(AUC=0.588,P<0.01)。(3)通过q PCR鉴定,过表达组中miR-146a-5p表达水平较NC组升高,说明细胞转染成功,可以进行下一步研究。CCK8实验表明,miR-146a-5p过表达组的增殖能力较对照组减弱;划痕实验表明,miR-146a-5p过表达组较对照组迁移能力降低;Annexin V-FITC/PI荧光双染法检测细胞凋亡率,过表达组早期凋亡率较对照组上升;Transwell侵袭实验结果显示miR-146a-5p过表达组较对照组侵袭能力降低。结论:(1)通过对血浆外泌体芯片进行分析,结合组织芯片验证,在结直肠癌原发与结直肠癌转移患者间存在多个表达具有差异的miRNA。(2)血浆外泌体miR-146a-5p在结直肠癌原发与肝转移患者表达存在差异,在转移患者中表达明显下调,且与血浆miR-146a-5p相比对CRLM有较高的诊断效能,有成为监测结直肠癌患者肝转移标志物的潜力。(3)miR-146a-5p的表达水平对结直肠癌细胞迁移、增殖能力有影响,其表达增高抑制了细胞的迁移、侵袭和增殖,并诱导其早期凋亡。