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目前结肠癌是全世界发病率和死亡率均排名第三的恶性肿瘤,严重危害人类的健康和生活质量。临床实践和研究发现发生远处器官转移是导致结肠癌治疗失败和预后不良的主要原因。最新研究表明上皮间质转化(EMT)是肿瘤发生远处器官转移的关键步骤,深入探索哪些分子和信号传导通路参与了结肠癌EMT过程,发现可以逆转结肠癌EMT的关键分子靶点,在结肠癌转移的关键步骤对其进行有效干预从而抑制结肠癌的转移,具有重要的理论意义和临床应用价值。迄今为止研究发现多个与结肠癌EMT及转移相关的基因,拓宽了我们对该领域的认识的视野和角度。然而EMT的发生涉及多个基因和信号通路,因此寻找更为有效的分子靶点才能达到理想的诊断和治疗效果。 microRNA是近年来发现的一类长度为19-26个碱基的单链RNA,它们在肿瘤的发生发展过程中起重要作用。目前研究认为microRNA通过负性调控靶基因的转录或翻译,在肿瘤EMT和转移中发挥重要调节作用,并且单一microRNA可以同时负性调控多个靶基因的表达,但迄今为止仅少数microRNA被证实参与肿瘤EMT发生发展。本实验室前期研究表明:与结肠癌低转移细胞系相比,microRNA-185-5p是在结肠癌高转移细胞系中表达下调最明显的分子,它可以抑制结肠癌细胞的侵袭迁移及EMT。发现并证实microRNA-185-5p发挥作用的关键下游靶基因有可能为揭示结肠癌侵袭转移的具体分子机制提供一个新的线索。 目的: 探讨microRNA-185-5p-YWHAZ轴在结肠癌侵袭转移及EMT中发挥的作用及机制。 方法: 1.利用生物信息学软件预测、mRNA芯片、i-TRAQ蛋白质谱技术三种方法联合筛选microRNA-185-5p的功能靶基因,双荧光素酶报告基因实验对microRNA-185-5p功能靶基因进行验证。 2.qRT-PCR和Western-blotting实验验证靶基因在结肠癌高转移细胞系SW620和低转移细胞系SW480中的表达。 3.免疫组织化学染色验证靶基因在结肠癌组织的表达情况,并分析其表达与临床各项病理参数的相关性。 4.利用Transwell实验、细胞免疫荧光染色、Western-blotting实验验证靶基因对结肠癌细胞侵袭迁移及EMT表型的调节作用;利用裸鼠尾静脉成瘤实验验证靶基因对于结肠癌细胞肝脏转移能力的影响。 5.利用Western-blotting实验验证YWHAZ与microRNA-185-5p之间负调控作用,通过Transwell实验和Western-blotting实验进行microRNA-185-5p-靶基因对结肠癌细胞侵袭迁移及EMT的表型研究。 结果: 1. YWHAZ是microRNA-185-5p的重要功能靶基因。 采用四种生物信息学预测软件(TagetScan、miRanda、CLIP-Seq、miRDB)联合预测microRNA-185-5p的功能靶基因,取交集并进行分析,初步确定111个分子为microRNA-185-5p候选功能靶基因;mRNA芯片结果、i-TRAQ蛋白质谱结果均提示YWHAZ是下调倍数最明显的分子;双荧光素酶报告基因实验结果提示microRNA-185-5p可与YWHAZ mRNA的3’-UTR直接结合抑制荧光素酶的活性。 2.YWHAZ在结肠癌高转移细胞系中高表达。 qRT-PCR实验和Western-blotting实验结果表明,与结肠癌低转移细胞系SW480相比YWHAZ在结肠癌高转移细胞系SW620中表达明显升高。 3. YWHAZ在结肠癌组织表达高于癌旁组织,与淋巴结转移、TNM分期及临床预后呈相关性。 免疫组织化学染色结果提示YWHAZ在90例结肠癌组织标本中,相对于正常癌旁组织,YWHAZ在结肠癌组织标本中呈阳性表达,统计分析后结果提示,YWHAZ的阳性表达与结肠癌淋巴结转移情况及TNM分期呈显著相关性,YWHAZ的阳性表达与患者不良预后呈相关性。 4.YWHAZ可促进结肠癌细胞EMT表型,促进结肠癌细胞侵袭迁移能力。 利用小干扰RNA技术下调YWHAZ在SW620细胞系中的表达,Transwell实验结果提示,细胞的侵袭和迁移能力明显减弱;细胞免疫荧光和Western-blotting实验结果提示细胞的EMT表型可被YWHAZ有效逆转;裸鼠尾静脉注射体内成瘤实验结果提示:上调YWHAZ在SW480细胞系中的表达后,其肝脏转移能力明显增强。 5.YWHAZ与microRNA-185-5p之间负调控,microRNA-185-5p调控结肠癌侵袭迁移及EMT主要是通过作用于靶基因YWHAZ发挥作用。 western-blotting实验和qRT-PCR实验结果提示:在SW480/SW620细胞系中下调/上调microRNA-185-5p的表达,YWHAZ的表达明显上调/下调;Transwell实验结果显示:microRNA-185-5p调控结肠癌侵袭迁移及EMT主要是通过作用于靶基因YWHAZ发挥作用。 结论: 本研究证实了YWHAZ可以促进结肠癌细胞侵袭迁移及EMT表型,可能成为新的结肠癌相关肿瘤标志物;YWHAZ在结肠癌组织中的表达情况与患者TNM分期、淋巴结转移及不良预后显著相关,可能成为预测结肠癌患者生存期的分子标志物;microRNA-185-5p抑制结肠癌侵袭转移及EMT是通过作用于靶基因YWHAZ发挥作用,为阐明结肠癌侵袭转移和EMT机制提供新的思路。