关键词:
全转录组测序
肺鳞癌
lncRNA
细胞增殖/调亡
侵袭及迁移
摘要:
背景:
肺癌是临床常见恶性肿瘤,根据美国癌症协会发布的最新全球癌症的统计数据,肺癌是全球发病率(占总病例数的11.6%)和死亡率(占癌症总死亡人数的18.4%)最高的肿瘤类型。并且由于早期诊断不足、恶性程度高、易对化疗药物产生耐药,致使预后不佳,肺癌的5年生存率一般不足20%。近年来随着高通量测序技术应用,基于基因突变的肺癌个体化治疗取得了巨大进步,推动了精准医学的发展,从而促进了肺癌的分子靶向治疗。长链非编码RNA在肿瘤发生、发展中的重要作用已经成为肿瘤研究的新热点。
研究目的:
通过对肺鳞癌组织及其癌旁组织进行全转录组测序,应用生物信息学分析相关联lnc RNA表达谱,筛选、验证共同差异表达的两lnc RNA分子(MIR205HG),并深入的研究MIR205HG表达对肺癌细胞增殖、凋亡、侵袭、迁移等功能方面的影响及作用机制。
实验方法:
(1)通过高通量测序平台,对收集的肺鳞癌手术患者癌组织及癌旁组织,进行了两lnc RNA测序,应用生物信息学分析了两lnc RNA表达谱、预测差异表达lnc RNA靶基因及功能富集,筛选共有的差异显著的lnc RNA。(2)对差异表达的7条lnc RNA进行RT-q PCR验证,并在另外的12对肺鳞癌组织中检测候选的7条lnc RNA表达水平。(3)结合lnc RNA测序分析与RT-q PCR验证、扩大样本量检测,筛选出1条lnc RNA-MIR205HG,在筛选出的SK-MES-1细胞株中,进行过表达或敲减,利用CCK-8实验检测肿瘤细胞增殖能力,平板克隆实验检测克隆成形能力,Transwell实验检测细胞迁移、侵袭能力,应用流式细胞技术检测细胞凋亡(Annexian V/PI),观察线粒体膜电位(Jc1)及线粒体(ATP)的变化,及Western-blot测定相关凋亡通路蛋白表达等技术,通过检测MIR205HG的表达水平的变化,研究它在肺鳞癌细胞中的生物特性。
实验结果:
(1)在4对肺鳞癌、癌旁组织中,进行全转录组测序,筛选出差异表达的Lnc RNA共310条,共有的差异表达明显的7条,分别是:MIR205HG、CTD-2562J17.6、XLOC_071808、FENDRR、RP11-116G8.5、RP3-523K23.2、RP5-968D22.1;(2)应用RT-q PCR对以上筛选出7条Lnc RNA进行验证,结果发现,MIR205HG、XLOC_071808、RP11-116G8.5、RP3-523K23.2、RP5-968D22.1在肺鳞癌组织中表达上调,CTD-2562J17.6、FENDRR在肺鳞癌组织中表达下调。这与测序结果趋势相同,从而验证了测序结果可靠性。将样本扩大到12对,检测肺鳞癌组织及癌旁组织中这7条Lnc RNA的表达水平,进一步验证了之前的结果。通过靶基因预测软件、功能富集分析结合RT-q PCR验证结果,筛选出MIR205HG。(3)在肺鳞癌细胞株SK-MES-1中,敲减MIR205HG使肿瘤细胞的增殖、克隆形成及细胞侵袭、迁移能力起到明显抑制;干扰MIR205HG促进了细胞凋亡、膜电位下降,干扰组较对照组凋亡更快;且在干扰MIR205HG组,Bcl-2的表达低于对照组,其余Bax,Akt1/2/3,Caspas3、7、8、9,P53,PKB表达水平均明显高于对照组,说明干扰MIR05HG促进肺鳞癌细胞凋亡,而且很可能是通过线粒体途径介导Caspase完成的。
结论:
本研究应用高通量测序技术及生物信息学分析,获得了肺鳞癌相关Lnc RNA差异表达谱,并发现与肺鳞癌密切相关的新Lnc RNA分子。通过RT-q PCR验证MIR205HG在肺鳞癌细胞中显著上调。在肺鳞癌细胞功能研究中,敲减该基因可抑制线粒体介导的caspase依赖细胞凋亡的发生,对肿瘤细胞的增殖、克隆形成及侵袭、迁移能力有抑制作用。为更加深入地研究其在肺癌中的作用机制奠定了基础,为肺鳞癌的分子靶向治疗提供了新的依据。