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结直肠癌(colorectal cancer;CRC)是一种常见的胃肠道恶性肿瘤。美国临床肿瘤杂志发表的2020年全球肿瘤统计一文中指出CRC在男性和女性中的发病率和死亡率均位列第三[1]。临床上目前主要采用的是以手术为主,结合新辅助治疗(neoadjuvant therapy)、术后辅助治疗(adjuvant therapy)、免疫治疗(immunological therapy)等疗法的综合治疗手段[2],虽然取得了一定的效果,但是仍有一些病人出现术后疾病进展——复发和转移[3]。因此我们仍需要挖掘诊断效能高的分子来早期确诊CRC并且深入探索其发生、进展以及预后的机制。虽然经过许多前人的研究求证,CRC发生、进展以及预后的潜在机制已被部分揭示,但是这种求证是一个复杂而多元的历程,我们仍需在这条路上探索着前行。结合以往研究,我们发现很多因子在CRC的发生、进展和预后中发挥多种功能,如各种基因、m RNA(messenger RNA;信使RNA)、nc RNA(non-coding RNA;非编码RNA)、TF(Transcription Factors;转录因子)、SNP(Single Nucleotide Polymorphisms;单核苷酸多态性)等,这些因子可以在基因的转录、翻译、表观遗传等水平发挥作用[4-6]。其中,lnc RNAs因为具有一定的组织细胞特异性,并且可以通过多途径调控多因子来影响CRC的发生进展而受到研究者们的重视。我们通过数据分析发现LINC02257在CRC组织中表达水平高并且是整体生存的独立危险因素。通过查阅文献,我们发现LINC02257在甲状腺肿瘤和CRC中是一种高表达的lnc RNA[7,8],但是我们仍不清楚该分子是否在CRC的临床应用和分子机制中发挥作用。本研究就是为了证实LINC02257在CRC中的表达水平及临床应用价值,同时证实该分子对CRC细胞株(SW480)增殖、侵袭、迁移、体内成瘤的影响以及其下游通路的初步探索。第一部分目标lnc RNA的选择、临床意义及样本的验证研究目的:结合TCGA数据库和组织样本,选择目标lnc RNA并分析其和CRC患者临床病理特征之间的关系以及对患者生存的影响。研究方法:通过R软件下载TCGA[9]转录组数据、临床信息和随访数据,并根据纳入排除标准筛选符合标准的数据集。筛选数据集中具有表达差异、分期差异和生存差异的lnc RNAs,并结合文献和Cox回归分析结果选择LINC02257作为目标lnc RNA。进一步通过选择合适的统计方法分析LINC02257与临床病理特征之间的关联。最后使用在长征医院收集的22对CRC样本行RT-q PCR检测,验证LINC02257的表达水平。研究结果:LINC02257在524例CRC样本中高表达(Pvalue<0.05),并且其表达量和TNM分期密切相关(Pvalue<0.05),同时该分子的表达水平和年龄、术前CEA水平、T分期(T stage;局部浸润深度)和M分期(M stage;远处转移)这4项临床病理特征一样是CRC患者生存的独立预后危险因素(HR:1.17;95%CI:1.01-1.35;Pvalue=0.032)。通过统计分析发现,LINC02257的表达水平和肠息肉病史、PLN、TNM分期、T分期及N分期(N stage;淋巴结转移情况)明显相关(Pvalue<0.05)。LINC02257在本中心CRC活组织也是高表达(Pvalue<0.05)。研究结论:CRC中LINC02257的表达水平高并且是患者生存的独立危险因素。另外LINC02257的表达水平和肠息肉病史、PLN、TNM分期、T分期(T stage;局部浸润深度)及N分期(N stage;淋巴结转移情况)显著相关。第二部分LINC02257对SW480细胞增殖、侵袭和迁移的影响研究目的:通过体外和体内实验研究LINC02257对SW480细胞株增殖、侵袭、迁移和体内成瘤的影响。研究方法:构建低表达LINC02257的SW480细胞株(si RNA组)和阴性对照(Mock组),使用RT-q PCR验证LINC02257的表达水平。通过体外实验(Transwell侵袭;细胞划痕;CCK-8)和体内实验(裸鼠皮下成瘤)证实下调LINC02257对SW480细胞增殖、侵袭、迁移和体内成瘤的影响。研究结果:相对于Normal组(正常SW480细胞株组)和Mock组,si RNA组SW480细胞株的LINC02257表达水平显著降低,其在CCK-8实验中的吸光度明显降低(Pvalue<0.05),其在Transwell实验中的侵袭细胞计数明显降低(Pvalue<0.05),其在划痕实验中的迁徙面积明显减少(Pvalue<0.05),其在裸鼠皮下成瘤实验中的成瘤体积明显减少(Pvalue<0.05)。研究结论:我们可以通过转染获得稳定低表达LINC02257的SW480细胞株。体外实验证实低表达的LINC02257可抑制SW480细胞的增殖、侵袭和迁移。体内实验证实低表达的LINC02257可抑制SW480细胞的皮下成瘤。第三部分LINC02257下游调控通路的初步探索研究目的:使用生物信息学(Bioinformatics)的方法结合TCGA及相关工具构筑LINC02257的ce RNA网络。研究方法:通过R软件下载TCGA的mi RNAs和m RNAs数据,并根据纳入排除标准筛选符合标准的数据集。根据差异表达的mi RNAs和m RNAs结合DIANA-Lnc Base v2和mi RWalk 3.0的预测结果,通过spearman分析初步形成LINC02257的ce RNA调控网络,并通过KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes;京都基因与基因组百科全书)分析其下游调控通路。进一步通过生存分析选出LINC02257下游影响生存的m RNAs并构建最终影响患者生存的ce RNA网络。研究结果:使用DESeq2包进行差异分析,利用|log2FC|>2及校正Pvalue<0.05的筛选标准共选出在TCGA数据库中具有表达差异的m RNAs共2109个,具有表达差异的mi RNA共634个。结合差异表达的mi RNAs和m RNAs,使用spearman、DIANA-Lnc Base v2和mi RWalk 3.0初步预测LINC02257下游mi RNAs和m RNAs,共得到下调的10个mi RNAs分子和149个上调的m RNAs。使用KEGG分析发现LINC02257下游可能通过Cytokine-cytokine receptor interaction(细胞因子-细胞因子受体相互作用通路)、Wnt signaling pathway(Wnt信号通路)、Signaling pathways regulating pluripotency of stem cells(调控多能干细胞信号通路)、Hippo signaling pathway(Hippo信号通路)等调控细胞的增殖、侵袭和迁移。进一步对149个m RNAs进行Kaplan-Meier分析,发现其中有20个m RNAs对CRC患者的生存有影响(Pvalue<0.05)。最终,结合以上分析结果构建了包含10mi RNAs和20个m RNAs的LINC02257的ce RNA调控网络,该调控网络和CRC患者的生存相关。研究结论:本节通过生信分析构筑了LINC02257的ce RNA网络,该网络和CRC患者生存相关。另外,A2ML1、C5orf46、DMP1、FJX1、GAST、HOXC6、IBSP、KIF26B、KRT17、KRT3、KRT6C、LEF1、MROH9、NDUFA4L2、ONECUT2、PAEP、PDZD7、PERM1、STC2、WNT8B可能作为LINC02257下游靶标m RNAs影响CRC患者的生存。