长链非编码RNA RMST遗传变异与乳腺癌易感性关联分析及初步功能研究

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乳腺癌是女性疾病中负担最大的恶性肿瘤,2020年其发病率已经超过肺癌,成为女性发病率最高的癌症,中国女性的乳腺癌发病率居高不下,呈逐年升高趋势。近年来研究发现长链非编码RNA(lncRNA)在癌症发生中起到调控作用,与乳腺癌的易感性也在存在关联,lncRNAs可以与miRNA靶向结合,后者又可以与靶基因结合,形成ceRNA网络参与癌症的调控机制。同时,实验室证据表明位于lncRNA的遗传变异与癌症发生相关,可介导lncRNA获得或失去与miRNA的结合能力进而改变乳腺癌的发病风险。目的本研究是基于人群的病例对照研究,目的是探索lncRNA RMST单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms,SNPs)与女性乳腺癌的遗传易感性之间是否存在关联,确定与乳腺癌相关的RMST SNPs-环境交互因素,预测导致RMST与miRNAs靶向结合能力改变的SNPs位点并进行实验室验证,为乳腺癌的早期筛选和诊断提供理论依据,并为个体化治疗提供较有力的证据。方法(1)筛选和预测lncRNA RMST SNPs:通过生物信息学和数据库筛选,共筛选出lncRNA RMST的4个SNPs(rs7965805、rs11109043、rs75458243和rs79688455),RNAfold网站预测SNPs的二级结构,lncRNASNP2和DIANA等预测RMST SNPs的靶向miRNAs。(2)研究对象和基因分型:研究根据年龄(±2)进行频数匹配开展病例对照研究,通过PASS15.0软件计算样本量,最终纳入病例504例和对照505例。提取血液基因组的DNA,通过SNPscanTM多重分型试剂盒进行SNPs基因分型。(3)实时荧光定量PCR(qRT-PCR)实验:qRT-PCR实验选用SYBR染料法分别检测4个SNPs不同基因型的血浆样本中RMST的相对表达量,分析结果用2-ΔCt表示。比较miR-3976在乳腺癌细胞系MDA-MB-231和MCF-7与正常细胞MCF-10A的相对表达量,结果用2-ΔΔCt表示。(4)双荧光素酶报告基因实验:根据预测,rs7965805A可能靶向结合miR-3976,构建突变型和野生型载体以及miRNA模拟物,在MCF-7和293T细胞中,验证rs7965805G是否导致RMST与miR-3976失去结合。(5)细胞实验探索miR-3976对乳腺癌增殖、侵袭和迁移能力的影响:根据qRT-PCR结果中miR-3976的相对表达量,构建miR-3976敲低和阴性对照(NC)慢病毒载体,将病毒转染至MDA-MB-231和MCF-7细胞,筛选单克隆稳转株,通过CCK8、划痕愈合实验和Transwell实验分别探索miR-3976敲低对乳腺癌细胞增殖、侵袭和迁移能力的影响。(6)统计分析:独立样本t检验或X~2检验描述研究对象的基本特征,分别计算4个SNPs在对照组是否符合Hardy-Weinberg平衡。非条件logistics回归分析SNPs与乳腺癌发病风险的关联。SNP单体型分析通过SHEsis在线软件进行,SNP-环境交互作用通过多因子降维法(MDR)分析。采用独立样本t检验分别比较qRT-PCR、双荧光素酶实验、CCK8 OD值、Transwell实验和划痕实验结果的差异;其中,需要先使用Image J软件计算划痕实验的空白区域面积,使用Photoshop计数Transwell实验的染色细胞数目。结果(1)LncRNA RMST rs7965805(A>G)共显性模型AG基因型(OR:1.38,95%CI:1.04-1.85)、显性模型AG+GG基因型(OR:1.34,95%CI:1.01-1.77)患乳腺癌风险升高;SNP rs11109043(G>A)共显性模型AA基因型(OR:0.34,95%CI:0.14-0.80)、隐性模型GG+GA基因型(OR:0.33,95%CI:0.14-0.78)、SNP rs79688455(G>A)共显性模型AA基因型(OR:0.27,95%CI:0.07-0.99)、显性模型GA+AA基因型(OR:0.68,95%CI:0.48-0.96)均与乳腺癌风险降低有关。(2)分层结果显示rs7965805G可增加初潮年龄>15岁(OR:1.94,95%CI:1.15-3.25),怀孕次数≥2(OR:1.37,95%CI:1.02-1.84)个体的乳腺癌患病风险。当怀孕次数<2,rs75458243 AT+TT对乳腺癌具有保护作用(OR:0.27,95%CI:0.09-0.78)。当流产次数≥2时,rs79688455的显性GA+AA的发病风险低于纯合野生型GG(OR:0.51,95%CI:0.29-0.90)。此外,rs7965805G可降低PR+乳腺癌(OR:0.19,95%CI:0.05-0.72)和luminal型乳腺癌(OR:0.13,95%CI:0.03-0.62)的发病风险。(3)单体型分析结果显示单体型Ars7965805Grs11109043Ars75458243Ars79688455可以降低乳腺癌发病风险(OR:0.65,95%CI:0.46-0.94),其他单体型与乳腺癌发病风险无关。(4)MDR软件分析SNP-环境因素交互作用结果显示,当个体具有怀孕史、流产史以及携带rs7965805G,其乳腺癌易感性是对照人群的6.15倍(OR:6.42,95%CI:4.68-8.08)。假阳性率分析显示以上阳性研究结果真实可靠。(5)QRT-PCR实验显示rs7965805的RMST在纯合野生型AA的相对表达量(1.85±1.17)低于杂合型AG(3.76±2.62,P=0.001)和纯合突变型GG(3.96±2.79,P=0.041),RMST在rs75458243的纯合野生型AA(1.52±1.00)的相对表达量低于杂合型AT(3.36±2.78,P=0.031)。与MCF-10A细胞相比,miR-3976在MDA-MB-231细胞的相对表达量较低(P<0.001),在MCF-7细胞的相对表达量较高(P<0.001)。(6)双荧光素酶报告基因结果显示在293T细胞中,WT+mimics组的Rluc/luc比值低于WT+NC组(P<0.001)和MUT+mimics组(P=0.038),在MCF-7细胞中同样是WT+mimic组的Rluc/luc最低,表明rs7965805 A>G突变后RMST失去与miR-3976的结合位点。(7)在MDA-MB-231细胞中,CCK8结果显示miR-3976敲低组在增殖24h(P<0.001)、72 h(P=0.032)和96 h(P=0.005)后的OD值均更高且差异具有统计学意义;Transwell侵袭和迁移结果均表示miR-3976的染色细胞数均显著高于NC组(P<0.001);划痕愈合实验表示miR-3976敲低组的24 h愈合率高于NC组(P=0.04)。结论(1)LncRNA RMST rs7965805 A>G可能增加乳腺癌发病风险,rs11109043G>A和rs79688455 G>A可能会降低乳腺癌发病风险。SNP rs7965805G对PR受体阳性或luminal型乳腺癌具有保护作用。(2)LncRNA RMST rs7965805G、怀孕史和流产史具有交互作用,与乳腺癌发病率升高有关。(3)RMST rs7965805和rs75458243野生型的RMST表达量低于突变型。(4)RMST rs7965805 A>G可能会影响RMST与miR-3976的结合,从而调控RMST的表达量,最终影响乳腺癌细胞的增殖、侵袭和迁移能力。
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