【摘要】：[背景和目的] 腫瘤患者死因的90%可歸因于腫瘤轉(zhuǎn)移。癌細(xì)胞的侵襲-轉(zhuǎn)移是一個極其復(fù)雜的多步驟過程。上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)換(Epithelial-Mesenchymal Transition,EMT)是哺乳動物胚胎發(fā)育過程中必需經(jīng)歷的生理過程,它與腫瘤轉(zhuǎn)移的關(guān)系近年來成為腫瘤轉(zhuǎn)移領(lǐng)域最大的突破。EMT過程中,上皮細(xì)胞失去了細(xì)胞-細(xì)胞間的黏附結(jié)構(gòu),極性消失,具有較強的遷移、運動能力,獲得了間質(zhì)細(xì)胞的表型。 EMT與腫瘤侵襲-轉(zhuǎn)移的關(guān)系在絕大多數(shù)實體腫瘤中得到明確,為腫瘤轉(zhuǎn)移研究領(lǐng)域帶來巨大的變革和機會。研究人員可以利用細(xì)胞模型來模擬EMT過程(特別是生長因子誘導(dǎo)的EMT),便捷地研究EMT過程中復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。 鼻咽癌是華南地區(qū)常見的惡性腫瘤,其中95%以上的鼻咽癌屬于低分化癌,復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移幾率大。通過生長因子(如EGF或TGF-β1)誘導(dǎo)構(gòu)建鼻咽癌細(xì)胞的EMT模型,分析EMT過程中mRNA表達(dá)譜和microRNA表達(dá)譜的變化規(guī)律,將有助于理解EMT過程中的分子調(diào)控機制,篩選和侵襲-轉(zhuǎn)移相關(guān)的標(biāo)志物,對于鼻咽癌的轉(zhuǎn)移研究具有較重要的基礎(chǔ)與臨床意義。 [方法] 利用EGF(終濃度50ng/m1)或TGF-β1(終濃度10ng/m1)處理鼻咽癌細(xì)胞HK-136小時,誘導(dǎo)EMT發(fā)生。分離細(xì)胞RNA,利用基因芯片分別進(jìn)行mRNA和microRNA表達(dá)譜分析。 對mRNA表達(dá)譜數(shù)據(jù)進(jìn)行pathway分析、GO分析、GSEA(基因集富集分析),并分析了EMT過程中EGFR、TGF-β和EMT通路的變化情況。將EGF或TGF-β1調(diào)控基因所構(gòu)成的“特征”與鼻咽癌組織樣本的基因表達(dá)譜數(shù)據(jù)進(jìn)行了相關(guān)性分析。 對microRNA表達(dá)譜數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析,對差異表達(dá)的microRNA分子做了初步的功能分析,并預(yù)測其潛在的靶基因。 結(jié)合差異microRNA和mRNA分子,利用microRNA-靶基因間的對應(yīng)關(guān)系,建立EMT過程中的“microRNA-靶基因-信號通路”網(wǎng)絡(luò)。 [結(jié)果] 利用EGF或TGF-β1誘導(dǎo)36小時之后,發(fā)現(xiàn)鼻咽癌細(xì)胞HK-1出現(xiàn)了明顯的EMT,對細(xì)胞的mRNA和microRNA表達(dá)譜產(chǎn)生明顯的影響。EGF誘導(dǎo)的EMT過程中,383個基因表達(dá)上調(diào),161個下調(diào)；8個microRNA上調(diào),4個下調(diào)。TGF-β1誘導(dǎo)的EMT過程中,124個基因上調(diào),165個下調(diào)；12個microRNA上調(diào),28個下調(diào)。 EGF和TGF-β1處理組中共同上調(diào)的基因多與細(xì)胞運動能力相關(guān),共同下調(diào)的基因多與細(xì)胞周期、細(xì)胞分裂相關(guān)。差異基因所涉及的信號通路主要是：Jak-STAT信號通路、細(xì)胞因子-受體交互作用、Focal adhesion、TGF-β信號通路、凋亡、細(xì)胞外基質(zhì)受體交互作用、ErbB信號通路等。 GSEA分析發(fā)現(xiàn)EGF所引起的細(xì)胞的應(yīng)激反應(yīng)與炎癥、感染所引起的應(yīng)激反應(yīng)具有很大相似性,而TGF-β1主要影響了Tp53和Tp63的靶基因集。另外,EGF主要影響了轉(zhuǎn)錄因子IRF、STAT5、HMGIY、 BACH2、HNF4A和E47的靶基因集,而TGF-β1主要影響了轉(zhuǎn)錄因子ATF3、SP1、TCF11、AML和AP1的靶基因集。進(jìn)一步的分析發(fā)現(xiàn),EGF誘導(dǎo)的EMT過程中,主要依賴ETS家族-EGRl調(diào)控軸線；而TGF-β1誘導(dǎo)的EMT過程中,主要依賴SMAD轉(zhuǎn)錄因子網(wǎng)絡(luò)。 將EGF或TGF-β1調(diào)控基因所構(gòu)成的“特征”與鼻咽癌組織樣本的基因表達(dá)譜數(shù)據(jù)進(jìn)行了相關(guān)性分析,發(fā)現(xiàn)“EGF特征”對于鼻咽癌發(fā)病機制具有促進(jìn)作用,而“TGF-β特征”對鼻咽癌發(fā)病機制不具有促進(jìn)作用。 通過對差異表達(dá)microRNA分子的上游DNA序列結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子及其結(jié)合強度進(jìn)行預(yù)測,發(fā)現(xiàn)生長因子誘導(dǎo)的EMT過程中,mRNA轉(zhuǎn)錄調(diào)控體系和microRNA轉(zhuǎn)錄調(diào)控體系存在明顯的差異。 結(jié)合miRNA芯片和mRNA芯片結(jié)果,首次報道了EMT過程中的“microRNA-靶基因-信號通路”網(wǎng)絡(luò)。 生長因子誘導(dǎo)的鼻咽癌細(xì)胞EMT過程中,miR-505和miR-1207-5p表達(dá)上調(diào)；初步的功能分析顯示它們具有抑癌基因的特征。miR-505和miR-1207-5p的這種負(fù)反饋作用可能是EMT過程中魯棒性的機制之一。 [結(jié)論] 1.EGF和TGF-β1均可誘導(dǎo)鼻咽癌細(xì)胞發(fā)生EMT,對細(xì)胞的mRNA和microRNA表達(dá)譜產(chǎn)生明顯的影響。 2.EGF誘導(dǎo)的EMT過程中,主要依賴ETS家族-EGR1調(diào)控軸線；而TGF-β1誘導(dǎo)的EMT過程中,主要依賴SMAD轉(zhuǎn)錄因子網(wǎng)絡(luò)。 3.描繪了EGF和TGF-β1誘導(dǎo)的EMT過程中所存在的“microRNA-靶基因-信號通路”網(wǎng)絡(luò)。 4.生長因子誘導(dǎo)的鼻咽癌細(xì)胞EMT過程中,miR-505和miR-1207-5p是魯棒性的機制之一。
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：R739.63

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 趙榮志;吳志浩;周清華;;上皮細(xì)胞間質(zhì)化與腫瘤的轉(zhuǎn)移[J];中國肺癌雜志;2011年07期

2 周長春;劉芝華;齊軍;;AP-1和腫瘤的關(guān)系研究進(jìn)展[J];世界華人消化雜志;2006年01期

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本文編號：2557262