CircRNA_100395通过调控microRNA-1228/ORC6信号轴影响前列腺癌增殖和转移能力的机制研究

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背景前列腺癌是所有癌症中第六常见的恶性肿瘤,也是全世界男性中第二常见的恶性肿瘤。在中国,前列腺癌的发病人数正在逐年上升,特别是在较发达的城市,已成为影响国民身体健康的重大问题。目前,尽管前列腺癌在手术干预及术后辅助化疗方面取得了很大突破,但由于前列腺癌早期没有特异性的症状、缺乏有效的筛查手段,导致前列腺癌的5年生存率仍处于较低的水平。因此,临床上亟需探寻新的、更加高效的前列腺癌生物标志物。近年来,随着高通量测序技术的高速发展,肿瘤微环境中的非编码RNA(ncRNAs)受到越来越多的关注,包括Circular RNAs(circRNAs)、long noncoding RNAs(lncRNAs)和 microRNAs(miRs)等。其中,circRNA 是一类缺乏5’末端和3’末端修饰的共价环状结构,致使他们能抵抗RNA酶的降解,比线性RNA更稳定,且在肿瘤进程中充当了调节剪接、转录和结合蛋白等多重角色。CircRNA_100395是典型的circRNA之一,参与了乳腺癌、肝癌的进展,但目前尚不清楚circRNAs_100395在前列腺癌发生、发展中的作用。此外,大量研究表明circRNA的microRNA海绵吸附机制是其发挥肿瘤调控作用的关键机制。本研究通过实时定量聚合酶链反应(RT-qPCR)分析circRNA_100395在前列腺癌中的表达水平及其与临床参数、病理参数的关系,从而解析circRNA_100395在前列腺癌发生发展中的作用。此外,我们通过生信分析发现miR-1228和ORC6可能是circRNA_100395的下游关键调控靶点,并进一步分析circRNA_100395与miR-1228及ORC6基因在细胞中的表达水平及相关性,最终阐明circRNA_100395/miR-1228/ORC6信号轴在前列腺癌发生发展中的生物学作用,为前列腺癌诊治提供了新型有效的思路。第一部分CircRNA_100395在前列腺癌中的表达及临床意义目的:检测circRNA_100395的表达水平与前列腺癌患者临床病理特征的关系。方法:1、收集73例前列腺癌组织标本,术后经病理证实。2、定量聚合酶链反应(RT-qPCR)实验方法,检测肿瘤病灶和正常癌旁标本中circRNA_100395 的表达。结果:1、circRNA_100395在前列腺癌组织中的表达水平明显低于癌旁正常组织;2、circRNA_100395的表达水平与肿瘤大小(P<0.001)、Gleason评分(P<0.001)、淋巴结转移(P=0.0001)及肿瘤TNM分期(P=0.003)相关;结论:CircRNA_100395在前列腺恶性肿瘤中呈现明显低表达现象,且其表达水平与前列腺恶性肿瘤患者的肿瘤参数(肿瘤大小、Gleason评分、淋巴结转移及肿瘤TNM分期)有相关性。第二部分CircRNA_100395对前列腺癌细胞增殖、转移能力的影响目的:研究circRNA_100395对前列腺癌细胞增殖、侵袭转移能力的影响方法:1、RT-qPCR检测正常前列腺上皮细胞(RWPE)及6种前列腺癌细胞株(PC-3、DU145、LNCAP、C4-2、22RV1、VCAP)中circRNA_100395的表达情况;2、通过慢病毒载体转染上调PC-3及DU145细胞中circRNA_100395的表达,并通过嘌呤霉素筛选出稳定过表达的细胞株;3、上调circRNA_100395的表达水平后,用CCK-8实验分析PC-3及DU145细胞的增殖能力情况;4、上调circRNA_100395的表达水平后,流式细胞技术检测PC-3及DU145细胞周期分布情况;5、上调circRNA_100395的表达水平后,Transwell实验检测PC-3及DU145细胞侵袭、转移的变化情况,Western blotting检测上皮-间质转化(Epithelial-Mesenchymal Transition,EMT)信号通路蛋白的表达变化。结果:1、RT-qPCR实验结果显示:对比正常前列腺细胞,circRNA_100395在前列腺癌细胞中表达呈抑制状态,其中PC-3及DU145两个细胞的表达最低(P<0.001)。2、荧光定量PCR结果显示:利用慢病毒转染技术能显著上调PC-3及DU145前列腺癌细胞内的circRNA_100395表达(P<0.001)。3、上调circRNA_100395表达后,PC-3及DU145前列腺癌细胞的细胞增殖能力下降,大部分细胞阻滞于G2/M期;4、上调circRNA_100395表达后,PC-3及DU145前列腺癌细胞的侵袭转移能力下降,且上皮标记物(E-cadherin)表达上调,而间充质标记物(包括N-cadherin,Vimentin 和 Slug 蛋白)表达下调。结论:上调circRNA_100395的表达水平诱导更多的前列腺癌细胞阻滞于G2/M期,进而抑制前列腺癌细胞的增殖能力,同时通过抑制EMT相关信号通路进而抑制细胞侵袭转移的能力。第三部分过表达microRNA-1228可抵抗过表达circRNA_100395对前列腺癌细胞株的抑癌效应目的:研究microRNA-1228与circRNA_100395的相关性及其在前列腺癌细胞中表达调控的作用方法:1、利用公开生物信息数据库筛查circRNA_100395的下游潜在结合靶点;2、通过双荧光素酶报告基因实验检测circRNA_100395与mircoRNA-1228在细胞内的结合关系;3、RT-qPCR检测circRNA_100395过表达的PC-3前列腺癌细胞株中mircoRNA-1228的表达水平;4、在circRNA_100395过表达的PC-3前列腺癌细胞株中,用诱导剂mircoRNA-1228 mimics上调细胞内microRNA-1228的表达水平,并进一步检测细胞增殖能力及侵袭转移能力的变化情况。结果:1、通过生物信息学软件分析,预测出microRNA-1228可能是circRNA_100395的下游直接调控靶点;2、双荧光素酶报告基因实验结果:经microRNA-1228mimics处理后的细胞,转染野生型质粒的293T细胞组的荧光素酶活性比转染突变型质粒的293T细胞组低。3、MicroRNA-1228在circRNA_100395过表达的细胞株中的表达水平明显下调。4、在circRNA_100395过表达的PC-3前列腺癌细胞株中,用诱导剂mircoRNA-1228mimics上调细胞内microRNA-1228的表达水平,前列腺癌细胞的增殖能力及侵袭转移能力增强。结论:CircRNA_100395在前列腺癌细胞中可结合并调控microRNA-1228的表达发挥其抑癌效应。第四部分CircRNA_100395通过调控microRNA-1228/ORC6信号轴抑制前列腺癌细胞的增殖及侵袭转移能力目的:研究ORC6与circRNA_100395/microRNA-1228信号轴的相关性及其在前列腺癌细胞中表达、调控的作用方法:1、RT-qPCR检测正常前列腺上皮细胞(RWPE)及6种前列腺癌细胞株(PC-3、DU145、LNCAP、C4-2、22RV1、VCAP)中ORC6基因的表达水平;2、通过质粒转染技术上调PC3前列腺癌细胞内ORC6基因的表达水平,并进一步检测细胞增殖能力及侵袭转移能力的变化情况。结果:1、ORC6基因在前列腺癌细胞株中的表达水平明显低于前列腺上皮细胞。2、在circRNA_100395过表达并转染microRNA-1228mimics 的PC-3前列腺癌细胞株中,上调细胞内ORC6基因的表达水平后,前列腺癌细胞的增殖能力及侵袭转移能力下降。结论:CircRNA_100395在前列腺癌细胞中可直接结合mircoRNA-1228,并上调下游靶基因ORC6的表达水平,进而抑制前列腺癌细胞的增殖能力及转移侵袭能力。
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