【摘要】：研究背景:2018年4月5日,國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》發(fā)表了10篇癌癥和腫瘤基因圖譜(TCGA)泛癌癥圖譜(Pan-Cancer Atlas)研究結(jié)果的論文。泛癌癥圖譜是整合基于不同腫瘤類(lèi)型,不同平臺(tái)的TCGA數(shù)據(jù),不僅側(cè)重于對(duì)腫瘤基因測(cè)序數(shù)據(jù)的分析,同時(shí)也對(duì)其他類(lèi)型的數(shù)據(jù),如蛋白組、臨床以及影像方面的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析。消化道惡性腫瘤是侵害人類(lèi)健康與生命的常見(jiàn)疾病。中國(guó)國(guó)家癌癥中心(NCCR)公布我國(guó)2015年確診的消化系統(tǒng)新增癌癥病例總數(shù)為2,089,500例,占新增癌癥的48.68%;消化系統(tǒng)腫瘤死亡人數(shù)1,565,500例,占癌癥死亡人數(shù)的55.63%。我國(guó)消化道腫瘤的結(jié)直腸癌、胃癌、食道癌的發(fā)生率和死亡率均在前五之列。小分子非編碼RNA(small non-coding RNA,sncRNA),特別是snoRNA與snRNA,過(guò)去認(rèn)為它們?cè)隗w內(nèi)穩(wěn)定表達(dá),被廣泛用于檢測(cè)項(xiàng)目的內(nèi)參。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)這些sncRNA參與了腫瘤的發(fā)生發(fā)展的過(guò)程,一些snoRNA還被發(fā)現(xiàn)與腫瘤臨床病例特征和預(yù)后相關(guān)。消化道惡性腫瘤的死亡率高,術(shù)后預(yù)后不佳,普遍存在較高的復(fù)發(fā)率及較差的五年生存率。而目前為數(shù)不多的預(yù)后研究以單個(gè)或少數(shù)幾個(gè)領(lǐng)近區(qū)域的醫(yī)療單位為主要研究對(duì)象,樣本數(shù)量不大、隨訪數(shù)據(jù)缺失多、準(zhǔn)確度不高、可信度差以及預(yù)后指標(biāo)單一等缺陷。臨床上亟需有基于樣本量大、可信度好、預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度高的消化道腫瘤患者預(yù)后分子病理模型。單個(gè)消化道腫瘤的分子研究已被廣泛報(bào)道,但對(duì)消化道Pan-Cancer的綜合性研究報(bào)道比較少見(jiàn)。小分子非編碼RNA中的snoRNA和snRNA在腫瘤中的分子機(jī)制和作用以及臨床預(yù)后價(jià)值還不是很清楚。測(cè)序數(shù)據(jù)中提供了豐富的高通量測(cè)序的基因表達(dá)數(shù)據(jù)以及生存時(shí)間等臨床病理信息。本研究擬通過(guò)測(cè)序數(shù)據(jù)中消化道腺癌的基因表達(dá)數(shù)據(jù),分析小分子非編碼RNA(snoRNA、snRNA和miRNA)在消化道腺癌的分子作用及構(gòu)建預(yù)后分子病理預(yù)測(cè)評(píng)估模型,揭示消化道腺癌的分子生物功能與臨床預(yù)后價(jià)值。通過(guò)構(gòu)建調(diào)控網(wǎng)絡(luò)、蛋白互作網(wǎng)絡(luò)及信號(hào)通路尋找腫瘤發(fā)生發(fā)展的一般規(guī)律,為腫瘤分子研究開(kāi)拓新的思路。課題組前期通過(guò)測(cè)序數(shù)據(jù)挖掘消化道腺癌miRNA的表達(dá)譜發(fā)現(xiàn),miR-7在4種消化道腫瘤中均表達(dá)上調(diào)。一些結(jié)直腸癌的研究表明miR-7在腫瘤組織中表達(dá)上調(diào)具有促進(jìn)細(xì)胞增殖和腫瘤生長(zhǎng)的作用,而另一些報(bào)道顯示在結(jié)直腸癌中miR-7低表達(dá),扮演著抑癌基因的角色。為明確miR-7在結(jié)直腸癌中的作用,本研究擬通過(guò)熒光RT-PCR實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證miR-7-5p在結(jié)直腸癌蠟塊組織中的表達(dá)情況,并通過(guò)體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)探索其細(xì)胞功能,為結(jié)直腸癌診療思路提供新的線索。研究材料和方法:本研究納入2017年TCGA(The Cancer Genome Atlas)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的消化道腺癌的小分子非編碼RNA及mRNA的高通量測(cè)序的level 3表達(dá)數(shù)據(jù)及生存時(shí)間等臨床病理信息,其中包括食道癌(esophageal carcinoma,ESCA)、胃癌(stomach adenocarcinoma,STAD)、結(jié)腸癌(colon adenocarcinoma,COAD)和直腸癌(rectal adenocarcinoma,READ)4類(lèi)腫瘤。使用R語(yǔ)言的edgeR包篩選4種腫瘤的差異表達(dá)的miRNA、snoRNA、snRNA和mRNA。通過(guò)單因素和多因素COX風(fēng)險(xiǎn)回歸模型篩選有預(yù)后價(jià)值的因子,并構(gòu)建預(yù)后分子病理模型。通過(guò)miwalk2.0在線軟件預(yù)測(cè)差異miRNA的靶基因與共同表達(dá)差異的mRNA取交集。構(gòu)建miRNA-mRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò),對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的基因進(jìn)行PPI蛋白互作網(wǎng)絡(luò)分析,GO和KEGG信號(hào)通路分析和基因雷達(dá)分析。收集廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院2017年7月至2017年11月結(jié)直腸肛門(mén)外科行結(jié)腸癌或直腸癌根治術(shù)的患者80對(duì)蠟塊組織樣本驗(yàn)證miRNA的表達(dá)。通過(guò)熒光RT-PCR驗(yàn)證結(jié)腸癌和直腸癌蠟塊組織中miR-7-5p的表達(dá)水平;細(xì)胞功能實(shí)驗(yàn)采用中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院提供的人結(jié)腸癌RKO細(xì)胞株。在結(jié)腸癌細(xì)胞通過(guò)慢病毒轉(zhuǎn)染miR-7-5p抑制劑后進(jìn)行MTT增殖實(shí)驗(yàn)、流式細(xì)胞周期檢測(cè)和細(xì)胞凋亡實(shí)驗(yàn)研究其對(duì)結(jié)腸癌細(xì)胞功能的影響。通過(guò)生物信息學(xué)方法分析miR-7-5p在結(jié)腸癌中的分子生物作用。研究結(jié)果:通過(guò)消化道Pan-Cancer的基因表達(dá)譜及臨床參數(shù)數(shù)據(jù)綜合研究,在結(jié)腸癌中,構(gòu)建了snoRNA(SNORD14E、SNORD67)組成的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分預(yù)后模型。在4種消化道腺癌中獲得3個(gè)共同表達(dá)差異snRNA(RNU1-106P、RNU6-850P和RNU6-529P),以及具有預(yù)后價(jià)值的snRNA(RNVU1-4和RNU6-101P)。構(gòu)建了以3個(gè)差異顯著的miRNA(miR-552、miR-490和miR-133a-2)為核心的消化道腺癌miRNA-mRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò),并對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的基因進(jìn)行PPI蛋白互作網(wǎng)絡(luò)分析、GO和KEGG Pathway富集和基因雷達(dá)檢測(cè)。在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)現(xiàn)PI3K-Akt signaling pathway等信號(hào)通路。此外,還篩選出具有預(yù)后價(jià)值的miRNA(miR-7-3、miR-328和miR-323a)。測(cè)序數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)miR-7-3在4中消化道腺癌中高表達(dá)。通過(guò)熒光RT-PCR驗(yàn)證miR-7-5p的表達(dá)水平,顯示其在結(jié)腸癌和直腸癌組織中表達(dá)上調(diào)。體外結(jié)腸癌細(xì)胞功能實(shí)驗(yàn)表明,抑制miR-7-5p的表達(dá)后,結(jié)腸癌細(xì)胞發(fā)生G2/M細(xì)胞周期阻滯及細(xì)胞增殖能力下降。通過(guò)生物信息學(xué)手段構(gòu)建了miR-7-5p與核心靶基因的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。研究結(jié)論:1.測(cè)序數(shù)據(jù)中4種消化道腺癌存在大量共同異常表達(dá)的miRNA、snoRNA、snRNA和mRNA分子,這些共同異常表達(dá)的生物分子可能在消化道腺癌中存在共同的作用機(jī)制。2.在結(jié)腸癌中,成功構(gòu)建snoRNA(SNORD14E、SNORD67)組成的分子病理風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分預(yù)后模型。3.在結(jié)腸癌中miR-7-5p起到致癌基因的作用。
【圖文】：

小分子非編碼RNA（miRNA、snoRNA和snRNA）及mRNA在消化道腺癌的分子研究

圖 1.1 TCGA 數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)信息Figure 1.1TCGA database data informationThe TCGA database has a data stock of 2.5 petabytes, and the amount of 1petabyte data is equivalenstorage of 212000DVDs. The study reached 33 types of cancer, including 10 rare types of cancer. Thnumber of patients studied more than 11000, including 7 different data categories.基于人類(lèi)基因組計(jì)劃（Human Genome Project，HGP）的 TCGA 是最大規(guī)模的基因工程。TCGA 提供的數(shù)據(jù)類(lèi)型包括：病人資料、治療臨床分期、腫瘤病理、存活情況；基因芯片和二代測(cè)序得到的 miRNA譜（miRNA Sequencing）、mRNA 表達(dá)譜（mRNA Sequencing）、蛋白量（Protein Expression）、遺傳突變（Genetic mutation）、微衛(wèi)星不（Microsatellite Instability，，MSI）、拷貝數(shù)變異（Copy Number）、DNA化（DNAMethylation）程度等。數(shù)據(jù)分為 4 個(gè)等級(jí)：級(jí)別 1 為原始測(cè)據(jù)；級(jí)別 2 為處理后數(shù)據(jù)；級(jí)別 3 為經(jīng)過(guò)區(qū)域化和注釋的數(shù)據(jù)；級(jí)別
【學(xué)位授予單位】：廣西醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：R735

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 周萍;董賀;劉群;孫青;;食管鱗狀細(xì)胞癌轉(zhuǎn)移相關(guān)miRNAs差異表達(dá)譜分析[J];濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào);2012年06期

2 葉昱坪;劉真真;董子明;;miR-129的表達(dá)與食管鱗癌發(fā)生發(fā)展的關(guān)系[J];醫(yī)藥論壇雜志;2011年10期

本文編號(hào)：2704322