假基因GOLGA2P10拷贝数变异通过microRNA-940调控癌基因GOLGA2在肺癌发生中的作用机制研究

来源 :广州医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:k1165445191
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目的:  通过解析GOLGA2P10CNV-72323与我国人群肺癌发病的关系,并阐明其影响肺癌发生的生物学机制,探索适合我国人群肺癌发病评价的遗传标志物,为我国人群肺癌发病风险的预测提供科学依据。  方法:  1.采用Taqman拷贝数分型技术检测1559例肺癌病例和1679例对照的人群样本CNV-72323的拷贝数分布,分析其与肺癌发病的关联,以及“基因-环境”的交互作用。  2.检测276对肺癌组织和癌旁组织GOLGA2P10的表达,探索CNV-72323拷贝数对GOLGA2P10表达的影响。  3.分别构建GOLGA2P10慢病毒cDNA过表达载体和shRNA干扰载体,转染肺细胞建立稳转细胞系,检测上述细胞生物学表型,探讨GOLGA2P10对癌细胞生物学活性的影响。应用CCK8细胞增殖实验、平板克隆形成实验、软琼脂集落形成实验分析过表达和干扰GOLGA2P10对细胞增殖能力的影响;利用流式细胞术分析细胞周期分布与凋亡情况;运用Transwell迁移和侵袭实验分析过表达和干扰GOLGA2P10对肿瘤细胞迁移和侵袭能力的影响。采用裸鼠成瘤实验分析过表达和干扰GOLGA2P10对肿瘤细胞增殖能力的影响。  4.假基因GOLGA2P10和真基因GOLGA2的生物信息学分析比对。  5.检测276对肺癌组织和癌旁组织GOLGA2的表达,揭示假基因GOLGA2P10与真基因GOLGA2的关系。  6.构建携带GOLGA23’-UTR的萤光素酶报告基因并转染肺癌细胞系,采用预测的miRNAs的模拟物和抑制物处理肺癌细胞系,观察miRNAs与GOLGA2的结合能力;用放线菌素D阻滞GOLGA2P10过表达和干扰细胞系RNA生成,加入不同剂量的miRNA模拟物或抑制物,观察不同时间点假基因GOLGA2P10的表达量,论证假基因GOLGA2P10对可能的miRNA的吸附效应。  结果:  1.CNV-72323与肺癌的发病关联均有统计学意义,关联属于显性模型。与2-copy携带者相比,3/4-copy携带者发生肺癌的风险增加了73%(OR=1.73,95%CI=1.41-2.11);苏州人群研究结论与广州人群一致,3/4-copy携带者发生肺癌的风险是2-copy携带者的1.77倍(OR=1.77,95%CI=1.34-2.35)。分层与交互作用分析,CNV-72323基因型与暴露因素在增加肺癌的发病风险中无交互作用(所有P>0.05)。  2.假基因GOLGA2P10在肺癌组织中的mRNA表达量显著高于癌旁正常组织(P=0.013),并且mRNA表达量随CNV-72323拷贝数增加而增加(P<0.0001)。在癌旁正常组织中,mRNA表达量同样随CNV-72323拷贝数的增加而增加,差异具有统计学意义(P=0.002)。两两比较发现,3-copy和4-copy组织mRNA水平均高于2-copy组织,差异具有统计学意义(P<0.001)。  3.GOLGA2P10在肺癌细胞系的表达水平高于肺正常细胞系(P<0.05),且在肺癌细胞系A549和NCI-H520中的表达水平较高。胞核胞浆亚细胞定位结果显示GOLGA2P10在胞核与胞浆均有分布,其中在胞核的分布较胞浆分布多。  4.构建GOLGA2P10慢病毒过表达和干扰质粒及各自对照质粒,包装病毒并感染人肺癌细胞系A549和NCI-H520,使其稳定过表达和低表达GOLGA2P10,同时设置空白对照组细胞。①CCK8增殖实验:GOLGA2P10过表达组细胞的增长速率大于空白对照组,而GOLGA2P10干扰组细胞的增长速率则小于空白对照组,并且都具有时间依赖特性(P<0.05)。②平板克隆实验:GOLGA2P10过表达组的细胞克隆数明显高于空白对照组的细胞克隆数(P<0.05)。GOLGA2P10干扰组的细胞克隆数低于空白对照组的细胞克隆数(P<0.01)。③软琼脂集落形成实验:GOLGA2P10过表达组的细胞集落数多于空白对照组的细胞集落数(P<0.05)。GOLGA2P10干扰组的细胞集落数少于空白对照组的细胞集落数(P<0.01)。④细胞周期分布:GOLGA2P10可引起G0-G1期比例下降,而S期比例显著增高(所有P均<0.05)。⑤细胞凋亡:GOLGA2P10过表达组凋亡率均低于空白对照组,GOLGA2P10干扰组凋亡率均高于空白对照组(所有P均<0.05)。⑥细胞迁移实验:GOLGA2P10过表达组细胞个数显著多于空白对照组(P<0.01)。GOLGA2P10干扰组细胞个数少于空白对照组(P<0.01)。⑦侵袭实验:GOLGA2P10过表达组细胞个数显著多于空白对照组(P<0.01)。GOLGA2P10干扰组个数少于空白对照组(P<0.01)。⑧裸鼠成瘤实验:与空白对照组相比,GOLGA2P10过表达组裸鼠的肿瘤生长速度明显较快,且肿瘤的体积也明显较大(所有P<0.05);GOLGA2P10干扰组裸鼠的肿瘤生长速度较慢,肿瘤的体积也较小(所有P<0.05)。  5.生物信息学分析结果显示,假基因GOLGA2P10和癌基因GOLGA23’UTR存在相同序列,两者可能竞争性结合的miRNAs有miRNA-143、miRNA-940、miRNA-93。  6.检测276对癌和癌旁正常组织GOLGA2的表达水平,结果显示,GOLGA2在肺癌组织中的mRNA表达量高于癌旁正常组织(P=0.007),且GOLGA2P10与GOLGA2表达水平呈正相关关系(r=0.458,P<0.001)。Western-blot结果显示,与空白对照组相比,GOLGA2P10过表达组GOLGA2的表达量也增加,而GOLGA2P10干扰组GOLGA2的表达量则降低。  7.miRNA-143、miRNA-940和miRNA-93的表达水平在肺癌细胞A549和NCI-H520均无统计学差异(所有P>0.05)。GOLGA23’UTR萤光素酶报告基因在miRNA-940模拟物和抑制物处理下转录活性发生改变,差异有统计学意义(P<0.05)。32对癌和癌旁组织miRNA-940的表达水平差异无统计学意义(P=0.082)。  8.放线菌素D处理GOLGA2P10过表达和GOLGA2P10干扰的肺癌细胞A549和NCI-H520,并加入不同浓度的miRNA-940模拟物,GOLGA2P10过表达组在加入miRNA-940模拟物后没有明显变化,而空白对照组检测到GOLGA2P10的表达量减少,并且具有时间依赖性。GOLGA2P10干扰组GOLGA2P10的表达量随着时间下降更快,且比空白对照组还少。提示GOLGA2P10对miRNA-940的吸附作用。  结论:  1.GOLGA2P10CNV-72323拷贝数增加导致肺癌的发病风险增加。  2.GOLGA2P10在体内外均能促进肿瘤的生长、增殖、迁移和侵袭的能力。  3.GOLGA2P10与GOLGA2可能通过共同竞争性结合miRNA-940调控肺癌的发生。
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