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目的: 通过使用微阵列芯片筛查在原发性结直肠癌SW480细胞系和转移性大肠癌SW620细胞系的差异表达的反义lncRNA,并通过分子生物学实验验证反义LncRNA参与结直肠癌发生与发展的分子机制,为结直肠癌的治疗与发病机制的研究提供的论证依据。 方法: (1)通过微阵列芯片筛查结直肠癌细胞系(SW480,SW620)中差异表达的lncRNA,并通过qRT-PCR进一步筛选确定结直肠癌转移相关反义长链非编码RNA ST3GAL6-AS1,而后通过基因染色体相对位置分析发现ST3GAL6-AS1可能调控的靶基因ST3GAL6;采用qRT-PCR方法检测ST3GAL6-AS1与ST3GAL6在临床结直肠癌样本与数种细胞系中的表达,验证ST3GAL6-AS1与ST3GAL6的表达相关性。 (2)为明确ST3GAL6-AS1与ST3GAL6的调控关系,我们在SW480与SW620细胞株中分别进行了ST3GAL6-AS1的过表达与沉默,通过在转录水平上检测ST3GAL6的表达量,阐明ST3GAL6-AS1与ST3GAL6的调控关系。 (3)为进一步讨论ST3GAL6-AS1促进ST3GAL6转录的具体分子机制,我们通过染色质免疫共沉淀与RNA免疫共沉淀验证ST3GAL6-AS1与组蛋白甲基转移酶MLL1的结合能力,阐明ST3GAL6-AS1对ST3GAL调控的分子机制。 (4)采用Western blot等方法检测ST3GAL6-AS1转染前后在SW480及SW620细胞中对PI3K/Akt通路及下游蛋白的影响。 (5)通过CCK-8,平板克隆,细胞划痕等功能学实验验证ST3GAL6-AS1对结直肠癌细胞株SW480与SW620功能的影响。并通过裸鼠成瘤,结直肠癌肝转移模型等实验观察ST3GAL6-AS1对SW480与SW620细胞在体内增殖与转移能力的影响。 结果: (1)LncRNAs表达谱发现在结直肠癌原位细胞系SW480中LncRNA-ST3GAL6-AS1呈现高表达,在结直肠癌转移细胞系SW620中ST3GAL6-AS1呈低表达;同样的,在癌与癌旁的临床样本中,ST3GAL6-AS1与ST3GAL6的表达量在结直肠癌中较癌旁组织明显降低。基因染色体相对位置分析发现ST3GAL6-AS1与ST3GAL6分别位于DNA的两条链,并有一定程度的重叠。通过在几株不同组织来源的细胞系中检测ST3GAL6-AS1与ST3GAL6的表达量,发现了ST3GAL6-AS1与ST3GAL6在人体各组织的表达具有相关性。 (2)通过在SW480与SW620中过表达与敲低ST3GAL6-AS1,我们发现ST3GAL6-AS1是ST3GAL6的上游分子,在转录上促进ST3GAL6的表达。进一步的实验发现,ST3GAL6-AS1通过在ST3GAL6启动子区域招募组蛋白甲基转移酶MLL1,使组蛋白发生H3K4me3修饰,从而促进ST3GAL6的转录。 (3)特异性上调ST3GAL6-AS1表达抑制PI3K/Akt通路关键蛋白表达量,抑制通路激活。进一步的实验发现Foxo1作为PI3K/Akt的负向调控蛋白,ST3GAL6-AS1能够通过抑制PI3K/Akt通路促进Foxo1转录入核。通过生物信息学分析与染色质免疫共沉淀验证了ST3GAL6-AS1作为Foxo1转录因子的底物,并受Foxo1所调控。 (4)CCK8、Edu荧光染色及平板克隆等细胞增殖实验的结果显示,ST3GAL6-AS1过表达后,细胞的体外增殖能力呈下降趋势;ST3GAL6-AS1敲低后,细胞的体外增值能力明显上升。细胞划痕实验、transwell侵袭实验的结果表明,ST3GAL6-AS1过表达后,细胞的体外迁移及侵袭能力呈明显降低趋势;而ST3GAL6-AS1敲低后,细胞的转移能力明显增强。裸鼠皮下成瘤实验结果表明过表达ST3GAL6-AS1能够降低结直肠癌细胞的体内成瘤能力。结直肠癌肝转移模型结果显示,过表达ST3GAL6-AS1能够明显降低细胞的肝转移能力。 结论: (1)ST3GAL6-AS1在结直肠癌组织及高转移细胞系中表达降低,且与肿瘤大小、淋巴结转移、远处转移及肿瘤分期具有显著相关性;ST3GAL6-AS1是影响结直肠癌预后的独立危险因素; (2)ST3GAL6-AS1能够明显抑制结直肠癌的增殖、迁移、侵袭等生物学过程; (3)ST3GAL6-AS1通过靶向调控ST3GAL6抑制PI3K/Akt信号通路来发挥抑癌的作用。 (4)我们的研究揭示了S T3GAL6-AS1,ST3GAL6,PI3K/Akt,Foxo1能够形成一个正反馈环路,并且该环路在结直肠癌的发生发展过程中发挥着重要作用。