miR-21對胰腺導管腺癌細胞增殖、凋亡和侵襲的影響及相關(guān)機制的研究
發(fā)布時間:2018-03-05 03:04
本文選題:胰腺導管腺癌 切入點:miR-21 出處:《武漢大學》2016年博士論文 論文類型:學位論文
【摘要】:背景:胰腺導管腺癌(pancreatic ductal adenocarcinoma,PDAC)惡性程度高、進展快、診斷難、治療效果及預后效果差等特點,嚴重威脅人類的健康。PDAC位于癌癥死亡的原因第4名,5年期生存率僅為3%~5%,中位生存期不超過6月。如何有效的干預PDAC的發(fā)生和治療PDAC患者,提高其生存率成為目前重大緊迫的問題。因此尋找PDAC有效的治療靶點,闡明其發(fā)病機制具有重要的意義。越來越多的研究證實,除PDAC自身蛋白編碼基因突變外,microRNA(miRNA)的表達失調(diào)也會影響PDAC的發(fā)生發(fā)展。miRNA是近年來發(fā)現(xiàn)的廣泛存在動植物體內(nèi)的非編碼單鏈RNA,長約18-26個堿基。miRNA與靶基因3’UTR結(jié)合,通過降解靶基因,并且miRNA可以通過抑制基因翻譯對各種生物活動發(fā)揮負向調(diào)控作用。大量研究報道證實miRNA可以調(diào)控細胞的增殖、胚胎早期發(fā)育,細胞分化、細胞凋亡,細胞的免疫調(diào)節(jié)等。近年的研究還發(fā)現(xiàn),miRNA還扮演抑癌基因和促癌基因的角色,不同類型腫瘤組織中存在其特異的miRNA表達譜,許多miRNA與腫瘤發(fā)生、發(fā)展、診斷、治療及預后都密切相關(guān)。目前研究發(fā)現(xiàn)包括miR-101、miR-122、miR-13a、 miR-195、miR-21、miR-221、miR-301等在內(nèi)的眾多niRNA在胰腺癌中異常表達,并在胰腺癌的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用。這些miRNA的異常表達能通過對細胞增殖、凋亡、遷移和侵襲等生物學行為的影響進而影響PDAC的發(fā)生和發(fā)展。然而,對于這些異常表達的niRNA是如何參與PDAC的發(fā)生和發(fā)展的分子機制卻有待于進一步的研究,探索PDAC中表達異常的miRNA及其功能和作用機制,尋找PDAC新的特異性標記分子,可為PDAC的診斷、治療和預后判斷提供新的理論依據(jù)。目的:本研究旨在分析miR-21在胰腺導管腺癌組織中的表達水平,并統(tǒng)計分析miR-21及其潛在靶基因表達量與胰腺導管腺癌患者臨床病理特征的關(guān)系,在此基礎上再以獲得性與缺失性功能實驗確定miR-21在胰腺導管腺癌細胞中的生物學功能,分析和驗證其發(fā)揮功能的直接靶基因,探求其在胰腺導管腺癌發(fā)生發(fā)展中可能的分子機制。方法:利用real time-PCR法檢測miR-21在胰腺導管腺癌組織及細胞中的表達情況;利用real time-PCR和western blot法檢測細胞凋亡、增殖、分化和轉(zhuǎn)移等生物學行為密切相關(guān)的調(diào)控因子PTEN、Bcl-2和c-Myc的mRNA和蛋白表達情況;統(tǒng)計分析miR-21、PTEN、Bcl-2和c-Myc表達量與胰腺導管腺癌患者臨床病理特征之間的相關(guān)性;通過體外轉(zhuǎn)染pre-miR-21和miR-21 inhibitor,以MTT、克隆形成、流式細胞術(shù)、劃痕實驗、transwell小室等實驗方式檢測miR-21對胰腺導管腺癌細胞生物學行為的影響;通過雙熒光素酶報告基因系統(tǒng)、過表達實驗、western blot等方法鑒定miR-21的直接功能靶基因,并檢測細胞周期、凋亡、侵襲相關(guān)分子在miR-21和PTEN過表達細胞中的變化,進一步探討miR-21參與胰腺導管腺癌細胞生物學行為調(diào)控的分子機制。結(jié)果:1. 分別檢測了38例胰腺導管腺癌組織及配對的癌旁組織、3株胰腺癌細胞系和1株正常胰腺導管上皮細胞中miR-21的表達水平,發(fā)現(xiàn)miR-21在胰腺導管腺癌組織和胰腺導管腺癌細胞中的表達水平明顯上升,差異具有顯著性。2.分析miR-21與胰腺導管腺癌臨床病理特征相關(guān)性,發(fā)現(xiàn)miR-21表達水平與患者年齡、性別、腫瘤位置、腫瘤大小無關(guān),與腫瘤的分級、TNM分期及淋巴轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。提示miR-21可作為一個判斷胰腺導管腺癌患者預后的標記分子。3. Real-time PCR和western-blot分析PTEN、Bcl-2、c-Myc在胰腺導管腺癌組織中的表達水平,結(jié)果顯示,Bcl-2、c-Myc在癌組織中表達上調(diào),差異具有統(tǒng)計學意義,PTEN表達顯著下調(diào),差異具有統(tǒng)計學意義。與胰腺導管腺癌臨床病理特征相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn),PTEN、Bcl-2和c-Myc與腫瘤患者年齡、性別、腫瘤位置等病理因素無關(guān),與腫瘤的病理分級、臨床分期和淋巴轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。提示PTEN、Bcl-2、c-Myc的表達能反映胰腺癌的生物學行為,可協(xié)同作為胰腺導管腺癌診斷標記分子。4.miR-21表達與PTEN表達呈負相關(guān),與c-Myc表達呈正相關(guān),與Bcl-2表達趨勢一致,但無顯著相關(guān)性,提示PTEN可能為miR-21直接調(diào)控的功能靶基因。5.miR-21體外功能研究結(jié)果顯示:MTT、克隆形成實驗證實miR-21促進了胰腺導管腺癌細胞的體外增殖能力;流式細胞凋亡檢測發(fā)現(xiàn)miR-21能抑制胰腺導管腺癌細胞的凋亡;流式細胞周期檢測發(fā)現(xiàn)miR-21能促使癌細胞由G期向S期轉(zhuǎn)化;劃痕實驗證實miR-21過表達促進了癌細胞的遷移;transwell實驗提示miR-21能顯著增強癌細胞的侵襲能力。6.細胞表型變化與細胞調(diào)控因子檢測相結(jié)合,推測PTEN、Bcl-2和c-Myc為miR-21候選靶基因,Western blot分析表明胰腺導管腺癌細胞中調(diào)控miR-21的表達能顯著影響PTEN、Bcl-2和c-Myc蛋白的表達。7.通過構(gòu)建PTEN 3'-UTR野生型和突變型的熒光素酶報告載體,共轉(zhuǎn)染PTEN3'-UTR野生型和突變型與pre-miR-21于腫瘤細胞后,野生型PTEN 3'-UTR和miR-21共同轉(zhuǎn)染腫瘤細胞后,導致降低了熒光素酶活性,突變型轉(zhuǎn)染組熒光素酶活性無明顯變化,表明miR-21的過表達可以直接作用于PTEN 3'-UTR的靶序列,下調(diào)靶基因PTEN的表達。8.miR-21過表達顯著上調(diào)PTEN/AKT信號通路中關(guān)鍵分子pAKT、PFOXO3a、 Cyclin1、Cdk2、MMP2蛋白的表達,下調(diào)P21、Bax的表達。表明miR-21通過PTEN/AKT信號通路干擾其下游眾多信號分子的表達進而參與細胞凋亡、周期調(diào)控、侵襲和轉(zhuǎn)移等細胞生物學行為的調(diào)控。結(jié)論:1.miR-21在胰腺導管腺癌組織中的表達明顯上調(diào),提示miR-21表達增高,和胰腺導管腺癌病理過程呈正相關(guān)。胰腺導管腺癌組織中miR-21的表達水平與胰腺癌患者的病理參數(shù)密切相關(guān),提示miR-21的過表達可作為診斷胰腺導管腺癌及其患者預后的潛在預測指標。2.Bcl-2和c-Myc在胰腺導管腺癌組織中的表達明顯上調(diào),PTEN在胰腺導管腺癌組織中的表達明顯下降,并均與胰腺癌患者的病理參數(shù)相關(guān),暗示PTEN、Bcl-2和c-Myc參與胰腺導管腺癌的調(diào)控,可作為潛在分子靶標用于胰腺癌的診斷。3.miR-21促進胰腺導管腺癌細胞增殖、克隆形成、侵襲和遷移,抑制細胞凋亡。4. PTEN被鑒定為miR-21的直接功能靶基因。Bcl-2、c-Myc為miR-21的間接功能靶標。5.miR-21通過PTEN/AKT信號通路間接調(diào)節(jié)CyclinD1、Bcl-2、c-Myc、MMP2等蛋白的表達來參與細胞凋亡、周期調(diào)控、侵襲和轉(zhuǎn)移等細胞生物學行為的調(diào)控。
[Abstract]:......
【學位授予單位】:武漢大學
【學位級別】:博士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:R735.9
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本文編號:1568451
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