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目的:MicroRNAs(miRNAs)是一类非编码的小分子单链RNA,它在转录后水平调节着靶基因的表达,研究发现miRNAs与癌症关系密切。本研究应用微阵列芯片检测MicroRNA在喉鳞癌及其癌旁非癌组织中的表达谱;探讨miRNAs在喉癌中的差异表达,研究miR-206在喉鳞癌中表达与喉癌侵袭转移及病理分级等的关系,并进一步探讨miR-206与对喉鳞癌细胞生长和凋亡的影响及其可能机制,可望为揭示喉癌的发病机制及其基因治疗提供新的理论和实验依据。
方法:应用miRNA芯片对我院4例病理确诊为喉鳞状细胞癌的患者手术切除标本及相对应的癌旁正常粘膜进行基因表达谱的检测,并应用实时定量RT-PCR技术对35例喉鳞癌组织、癌旁正常对照及喉鳞癌Hep-2细胞系验证miR-206、miR-375和miR-19a的表达情况。比较miR-206在喉癌及癌旁组织中的差异表达及其与喉癌颈淋巴结转移、病理分级、T分级和临床分期等临床病理特征的关系。在细胞水平,将miR-206转染到喉鳞癌Hep-2细胞中,应用MTT实验、流式细胞技术、肿瘤侵袭实验检测转染miR-206的喉鳞癌Hep-2细胞的增殖、侵袭和凋亡情况。在体内动物实验水平,建立裸鼠动物模型,进行高表达miR-206喉癌Hep-2细胞的成瘤实验。
结果:①共筛选出85个喉鳞癌相关的差异性表达的miRNA(P<0.01),其中有19个miRNA在喉鳞癌组织与正常组织中的差异表达在5倍以上。其中表达上调的miRNAs有miRNA一21、miRNA-19a、miRNA-33a,表达下调的有miRNA-206、miRNA-34b、miRNA-885-5p、miRNA-218、miRNA-34c-3p、miRNA-299-5p、miRNA-375、miRNA-30a、miRNA-410、miRNA-1299、miRNA-128a:9.1、miRNA-432、miRNA-136、miRNA-337-3p、miRNA486-3p、mi RNA125b-2;②实时定量RT-PCR结果与miRNAs芯片的结果比较符合;喉癌组织中miR-206的表达水平显著低于癌旁组织,并且miR-206的表达水平与喉癌的T分级,颈淋巴结转移,病理分级,临床分期等呈现明显的负相关,而与性别、年龄和发病部位等无关。③超过50%喉鳞癌Hep-2细胞在转染后24小时发现miR-205荧光蛋白的表达并稳定转染;real-time PCR分析发现在用miR-206转染的喉鳞癌Hep-2细胞中比对照组表达水平显著增高;④MTT结果显示miR-206转染后的喉鳞癌Hep-2细胞的活性在每个不同的时间点(24,48,72和96小时)显著降低。而喉鳞癌Hep-2细胞在对照组中的生存率在每个不同的时间点并没有显示出明显的变化。肿瘤侵袭实验中,miR-206转染后的喉鳞癌Hep-2细胞组与对照组比较,transwells中每个视野的侵袭性细胞显著减少(118±12和9.27±15,p<0.01);流式细胞技术证实miR-206转染后的喉鳞癌Hep-2细胞组凋亡细胞的百分率与对照组比较显著增加(P<0.01);⑤Western blot实验显示与对照组比较在miR-206转染后的喉鳞癌Hep-2细胞中的VEGF蛋白水平减少。对照组和未经治疗组中发现相似的VEGF蛋白的表达。18只皮下注射Hep-2细胞的裸鼠在实验结束时均有肿瘤的生长,然而在miR-206转染后的喉鳞癌Hep-2细胞接种的裸鼠中,与对照组比肿瘤的生长显著被抑制,前组肿瘤的体积(0.708±0.108 cm3)显著低于后组肿瘤的体积(1.574±0.211 cm3)(p<0.01)。
结论:①微阵列芯片是一种高通量检测小RNA表达情况的方法,具有快速、方便、可靠的优点。②喉鳞状细胞癌中存在miRNA的表达失调,为进一步的功能学研究和扩大实验提供了线索。③miR-206的表达下调在喉癌的发生发展中起着重要作用。④人工上调miR-206的表达能有效抑制喉癌的侵袭生长并促进其凋亡,从而降低喉癌的恶性表型。其机制可能与调节VEGF信号通路有关。⑤miR-205可望成为喉鳞癌的一个新的抑癌因子,但仍有待于继续研究。