鼻咽癌中miR-21功能的初步研究
本文選題:鼻咽癌 + miR-21 ; 參考:《南方醫(yī)科大學(xué)》2014年碩士論文
【摘要】:MicroRNAs (miRNAs)是真核生物中發(fā)現(xiàn)的內(nèi)源性非編碼小分子單鏈RNA,大約由18-25個核苷酸組成,主要參與基因轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控,通過與靶mRNA的3'-UTRs完全或不完全互補結(jié)合,引起靶mRNA的降解或翻譯抑制,在包括器官發(fā)育、細胞增殖、分化、凋亡等生命過程中發(fā)揮著巨大的作用。研究發(fā)現(xiàn)超過50%的microRNA在基因組上定位于與腫瘤相關(guān)的脆性位點,它們通過對靶mRNA的調(diào)控,影響腫瘤細胞的增殖、凋亡、侵襲、血管形成和轉(zhuǎn)移,參與腫瘤發(fā)生發(fā)展的各個階段。研究顯示,許多腫瘤組織中microRNA相對于其正常組織表達異常,這些microRNA可作為瘤基因或抑瘤基因,在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中扮演重要角色。 miR-21是人類組織和細胞中較早發(fā)現(xiàn)的microRNA之一,位于17號染色體TMEM49基因編碼區(qū)域內(nèi),全長22個核苷酸,在多種組織中廣泛表達,有其自身的啟動子區(qū)域。目前已證實,miR-21在腦膠質(zhì)瘤、喉癌、非小細胞肺癌、乳腺癌、胃癌、肝癌、結(jié)直腸癌、卵巢癌、宮頸癌、膀胱癌、前列腺癌等多種腫瘤中異常表達,參與眾多腫瘤細胞的增殖、侵襲、血管浸潤和轉(zhuǎn)移等過程,介導(dǎo)放療及藥物抵抗,作用機制涉及多條信號通路,其靶基因具有組織特異性,被認(rèn)為是一個潛在的腫瘤治療靶點。 鼻咽癌(nasopharyngeal carcinoma, NPC)是發(fā)生于鼻咽粘膜上皮的惡性腫瘤,其發(fā)病有顯著地理差異,好發(fā)于東南亞及我國南方地區(qū),其中以廣東、廣西、湖南等省發(fā)病率最高。病理類型多為低分化或未分化癌,惡性程度高,侵襲性強,短期可發(fā)生遠處轉(zhuǎn)移,Ⅲ~Ⅳ期患者五年生存率僅30%。隨著放射治療技術(shù)的改進、化療及靶向藥物的綜合應(yīng)用,鼻咽癌患者的局部控制率和生存率得到改善,但局部復(fù)發(fā)及遠處轉(zhuǎn)移仍是鼻咽癌治療的瓶頸,缺乏有效的治療手段。腫瘤干細胞假說認(rèn)為,腫瘤組織內(nèi)存在一小部分具有自我更新能力和多向分化潛能的腫瘤干細胞,是腫瘤的“本源”,傳統(tǒng)放療、化療只能殺死已分化或分化中的腫瘤細胞,腫瘤干細胞是腫瘤治療后復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移的根本原因。大量研究證實上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition, EMT)是腫瘤細胞轉(zhuǎn)移和遷徙的先發(fā)條件,腫瘤干細胞通常兼有EMT的屬性。上皮向間充質(zhì)轉(zhuǎn)化通常表現(xiàn)為:細胞間粘附減弱;細胞形態(tài)從多邊形向梭形轉(zhuǎn)化;同時伴有上皮標(biāo)志物E-cadherin的表達下調(diào)和間充質(zhì)標(biāo)志物N-cadherun、Vimentin、Fibronectin等表達上調(diào)。近期研究表明,miR-21在鼻咽癌患者血漿中高表達,且其表達量與腫瘤大小及范圍(T分期)、區(qū)域淋巴結(jié)受累情況(N分期)顯著相關(guān),聯(lián)合測定miR-21等五個microRNA的血漿表達水平可作為鼻咽癌診斷的無創(chuàng)性指標(biāo),其診斷靈敏度為87.7%,特異性為82.0%。然而miR-21在鼻咽癌組織中的表達譜、miR-21在鼻咽癌發(fā)生發(fā)展的作用,目前尚未見報道。 基于miR-21的研究現(xiàn)狀及其在鼻咽癌發(fā)生發(fā)展的潛在意義,本課題研究目的為:明確miR-21在鼻咽癌組織及鼻咽癌細胞株中的表達譜,驗證miR-21在鼻咽癌增殖、凋亡、遷移、侵襲、EMT及放射抵抗性方面的作用并探討其機制。我們通過上調(diào)和下調(diào)miR-21的表達水平明確其對鼻咽癌細胞生物學(xué)行為的影響,隨后進行下游基因的篩選和驗證,初步探討miR-21在鼻咽癌發(fā)生發(fā)展中所扮演的角色及其機制,為深入理解鼻咽癌發(fā)病的分子機制和尋找新的分子靶向治療靶點奠定理論基礎(chǔ),為此本課題進行了如下研究: 方法: 1.檢測鼻咽癌組織標(biāo)本及細胞株中miR-21的表達譜 運用定量反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(qRT-PCR)方法檢測CNE1、CNE2, SUNE1、HONE1、5-8F、6-10B及C666-1共7種鼻咽癌細胞株miR-21的表達譜,以永生化鼻咽上皮細胞株NP69作為對照。收集鼻咽癌組織標(biāo)本48例和慢性鼻咽炎癥組織標(biāo)本20例,運用qRT-PCR方法檢測以上68例組織標(biāo)本中miR-21的表達譜。結(jié)果分析運用2-△△Ct方法進行比較。 2.下調(diào)鼻咽癌細胞中內(nèi)源性miR-21表達水平對鼻咽癌細胞增殖、遷移、侵襲、及放射抵抗等生物學(xué)行為的影響 利用脂質(zhì)體介導(dǎo)瞬時轉(zhuǎn)染技術(shù)將化學(xué)合成的miR-21抑制物(miR-21inhibitor)轉(zhuǎn)染至CNE2鼻咽癌細胞中,轉(zhuǎn)染后分別于24小時、48小時、72小時及96小時收集細胞并提取RNA, qRT-PCR檢測轉(zhuǎn)染后的細胞miR-21表達水平以評價抑制效果。 生長曲線(MTT法)檢測下調(diào)miR-21表達后細胞體外增殖能力的改變。 流式細胞技術(shù)檢測下調(diào)miR-21表達后細胞凋亡情況的改變。 細胞劃痕實驗及Transwell小室實驗檢測下調(diào)miR-21表達后細胞體外遷移能力的改變;Boyden小室實驗檢測下調(diào)miR-21表達后細胞體外侵襲能力的改變。 Western Blot從蛋白水平檢測下調(diào)miR-21表達后細胞EMT相關(guān)基因E-cadherin、N-cadherin及Vimentin表達水平的變化。 直線加速器照射不同處理組鼻咽癌細胞株后,運用流式細胞技術(shù)檢測細胞凋亡情況。 直線加速器照射不同處理組鼻咽癌細胞株后,運用克隆形成實驗檢測細胞克隆形成情況。 3.上調(diào)鼻咽癌細胞中miR-21表達水平驗證miR-21如上功能 利用脂質(zhì)體介導(dǎo)瞬時轉(zhuǎn)染技術(shù)將化學(xué)合成的miR-21模擬物(miR-21mimics)轉(zhuǎn)染至6-10B鼻咽癌細胞中,轉(zhuǎn)染后分別于24小時、48小時、72小時及96小時收集細胞并提取RNA, qRT-PCR檢測轉(zhuǎn)染后的細胞miR-21表達水平以評價過表達效果。 生長曲線(MTT法)檢測上調(diào)miR-21表達后細胞體外增殖能力的改變。 流式細胞技術(shù)檢測上調(diào)miR-21表達后細胞凋亡情況的改變。 細胞劃痕實驗及Transwell小室實驗檢測上調(diào)miR-21表達后細胞體外遷移能力的改變;Boyden小室實驗檢測上調(diào)miR-21表達后細胞體外侵襲能力的改變。 Western Blot從蛋白水平檢測上調(diào)miR-21表達后細胞EMT相關(guān)基因E-cadherin、N-cadherin及Vimentin表達水平的變化。 直線加速器照射不同處理組鼻咽癌細胞株后,運用流式細胞技術(shù)檢測細胞凋亡情況。 直線加速器照射不同處理組鼻咽癌細胞株后,運用克隆形成實驗檢測細胞克隆形成情況。 4.初步篩查鼻咽癌細胞中miR-21的下游蛋白 Western Blot從蛋白水平檢測干擾CNE2、6-10B鼻咽癌細胞miR-21表達水平后PTEN、PDCD4、RECK表達水平的變化。結(jié)果: 1.鼻咽癌組織標(biāo)本和細胞株中miR-21的表達譜 運用qRT-PCR方法檢測48例鼻咽癌組織和20例慢性鼻咽炎癥組織中miR-21的表達,結(jié)果顯示,與慢性鼻咽炎癥組織相比,鼻咽癌組織中miR-21的表達水平明顯上調(diào)(圖1A,P0.001),且miR-21的表達水平與腫瘤大小及范圍(T分期,P=0.0223)、區(qū)域淋巴結(jié)受累情況(N分期,P=0.0012)及臨床分期(P=0.0266)顯著相關(guān)(表1)。qRT-PCR方法檢測CNE1、CNE2. SUNE1、HONE1、5-8F.6-10B及C666-1共7種鼻咽癌細胞株miR-21的表達譜,以永生化鼻咽上皮細胞株NP69作為對照。結(jié)果顯示,miR-21在CNE2、SUNE1、HONE1、5-8F及C666-1等5種鼻咽癌細胞株中的表達水平高于NP69(圖1B,P0.05),而miR-21在CNE1、6-10B兩種細胞株中的表達水平略低于NP69,其差異無統(tǒng)計學(xué)意義(圖1B,P0.05)。 2.干擾鼻咽癌細胞中內(nèi)源性miR-21表達水平對鼻咽癌細胞增殖、遷移、侵襲及放射抵抗等生物學(xué)行為的影響 利用脂質(zhì)體介導(dǎo)瞬時轉(zhuǎn)染技術(shù)將化學(xué)合成的miR-21抑制物(miR-21inhibitor)導(dǎo)入CNE2鼻咽癌細胞中,同時將miR-21模擬物(miR-21mimics)導(dǎo)入6-10B鼻咽癌細胞中,分別于轉(zhuǎn)染后24小時、48小時、72小時、96小時收集細胞并提取RNA, qRT-PCR檢測各組細胞miR-21的表達,結(jié)果顯示,與各自的對照組(NC)相比,miR-21的抑制及過表達效率在轉(zhuǎn)染后96小時仍達80%以上,為后續(xù)實驗奠定基礎(chǔ)(圖2A、B)。 2.1細胞增殖 生長曲線(MTT法)實驗結(jié)果表明下調(diào)miR-21表達可抑制CNE2細胞體外增殖(圖3A),而上調(diào)miR-21表達可促進6-10B細胞體外增殖(圖3B)。 2.2細胞凋亡 凋亡實驗結(jié)果表明下調(diào)miR-21表達后CNE2細胞凋亡比例增加,而上調(diào)miR-21表達后6-10B細胞凋亡比例減少(圖4,表2)。 2.3細胞遷移能力 細胞劃痕實驗、Transwell小室實驗結(jié)果均表明下調(diào)miR-21表達水平后CNE2細胞體外遷移能力減弱(圖5A、C)。然而上調(diào)miR-21表達水平后6-10B細胞的體外遷移能力增強(圖5B、D)。 2.4細胞侵襲能力 Boyden小室實驗結(jié)果顯示,下調(diào)miR-21表達水平減弱了CNE2細胞體外侵襲能力(圖6A)。上調(diào)miR-21表達水平則促進6-10B細胞體外侵襲能力(圖6B)。 2.5EMT相關(guān)基因表達 Western Blot從蛋白水平檢測干擾miR-21表達水平后細胞EMT相關(guān)基因E-cadherin、N-cadherin、Vimentin表達水平的變化。結(jié)果顯示,抑制miR-21后CNE2細胞的E-cadherin表達水平上調(diào),N-cadherin、Vimentin表達水平下調(diào)(圖7A);過表達miR-21后6-10B細胞的E-cadherin表達水平下調(diào),與此同時N-cadherin、Vimentin表達水平上調(diào)(圖7B)。以上實驗表明,miR-21促進鼻咽癌細胞發(fā)生EMT。 2.6細胞放射抵抗性 對照組及實驗組細胞均接受8Gy放療照射后24小時,運用流式細胞分析儀檢測不同處理組間細胞凋亡比例的變化。結(jié)果顯示,抑制miR-21后CNE2細胞的凋亡比例增加(P=0.0220);過表達miR-21后6-10B細胞的凋亡比例減少(P=0.0390)(圖8)。 對照組及實驗組細胞均接受8Gy放療照射后24小時,進行克隆形成實驗檢測不同處理組細胞克隆形成能力的變化。結(jié)果顯示,抑制miR-21后CNE2細胞的克隆形成數(shù)量減少(P=0.0236)(圖9A、C);過表達miR-21后6-10B細胞的克隆形成數(shù)量增多(P=0.0158)(圖9B、C)。 以上實驗表明,miR-21增加鼻咽癌細胞的放射抵抗性。 3.初步篩查鼻咽癌細胞中miR-21的下游蛋白 Western Blot檢測miR-21抑制實驗及過表達實驗后,細胞PTEN、PDCD4、 RECK蛋白水平的變化。結(jié)果顯示,抑制miR-21后CNE2細胞的PTEN表達水平無明顯變化,過表達miR-21后6-10B細胞的PTEN表達水平亦無明顯變化。抑制miR-21后CNE2細胞的PDCD、RECK表達水平上調(diào),與此同時過表達miR-21后6-10B細胞的PDCD4、RECK表達水平下調(diào)(圖10),提示在鼻咽癌細胞中,miR-21抑制PDCD4及RECK蛋白的表達。 結(jié)論: 相對于慢性鼻咽炎癥組織,miR-21在鼻咽癌組織標(biāo)本中表達升高,且表達量與腫瘤T分期、N分期及臨床分期呈正相關(guān)。相對于NP69, miR-21在CNE2、SUNE1、HONE1、5-8F及C666-1等5種鼻咽癌細胞株中的表達水平增高。細胞體外實驗證實,miR-21減少鼻咽癌細胞凋亡,促使鼻咽癌細胞發(fā)生EMT,促進鼻咽癌細胞增殖、遷移及侵襲,增加其放射抵抗性。miR-21在鼻咽癌細胞中抑制PDCD4及RECK蛋白的表達。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】:南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號】:R739.63
【共引文獻】
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本文編號:1972836
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