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研究目的： 肝细胞癌(Hepatocellular carcinoma，HCC)是世界上高发的恶性肿瘤之一，其死亡率居恶性肿瘤的第三位。在中国，肝细胞癌的新发病例数和死亡率高居世界前列，其中，乙型肝炎病毒感染占大多数。在广西地区，肝细胞癌是死亡率最高的恶性肿瘤。由于肝细胞癌起病隐匿、肿瘤生长迅速、转移性高，多数患者就诊时已经属于中晚期。虽然目前肝脏手术切除或肝移植等治疗手段可缓解病人情况，但是术后肿瘤复发和转移严重影响患者的生活质量。因此，深入研究肝细胞癌的发生、发展机制，探索针对肝细胞癌早期、特异性诊断标志物和治疗靶点十分必要，这将为肝细胞癌的诊断和治疗提供有力依据。 肝细胞癌是一种高度异质性的基因源性肿瘤。肿瘤基因本身不仅可导致细胞癌变，而且可通过表观遗传学水平调控引起肝细胞的癌变，主要包括甲基化、乙酰化、基因印记、染色体修饰和非编码RNA调控等。其中，最近的研究证实，长链非编码RNA(long noncoding rnas，lncRNAs)在恶性肿瘤发生、发展中起到重要作用，如lncRNA PCA，HOTAIR，H19等。长链非编码RNA是一类长度大于200nt核苷酸RNA，既可以位于胞质内，也可以位于胞核内，主要在转录水平或转录后水平调控相关靶基因，影响肿瘤细胞生物学功能。随着深入研究发现，lncRNAs在不同肿瘤组织中具有特异性表达，这使lncRNAs可能作为特定肿瘤的早期筛查生物标志物，并且相关机制研究也证实，lncRNAs可作为特异性肿瘤生物靶向标志物，进行干预治疗。因此，lncRNAs在恶性肿瘤诊断和治疗中具有良好应用前景。 随着人类基因组计划的完成和生物信息学技术的发展，蛋白质组和转录组等相关组学研究迅速兴起。在“后基因时代”中，新一代基因检测技术也迅速发展，高通量测序芯片和表达谱芯片从根本上改变了转录组学的思维方式，为我们提供有力研究工具。高通量表达谱芯片是一种深度检测转录组的常用分析工具，包括lncRNAs探针和mRNAs探针，主要是整体在单核苷酸水平检测特定物种的转录本，其优点是检测已知转录本定位准、灵敏度高，可为肿瘤研究提供全面的转录组水平信息，筛选肿瘤差异表达基因，为机制研究提供科学依据。 目前，lncRNAs在肝细胞癌早中期的表达和机制分析尚不完全清楚。本研究拟在转录组表达谱芯片的基础上，对早中期肝细胞癌的转录组基因进行整体的分析和验证，发现参与肝细胞癌发生、发展过程的差异lncRNAs和mRNAs，验证重要差异lncRNAs，并深入分析其与mRNAs的关系，探究目标lncRNAs参与的相关肝细胞癌通路和可能的发病机制，为肝细胞癌的诊断和治疗提供可靠的依据。 研究方法： 在第一部分中，通过高通量表达谱芯片筛选差异lncRNAs和mRNAs及其亚组关系，利用GO、KEGG分析差异基因参与相关通路，进一步通过GSEA，本研究深入探究整体转录基因簇参与的癌症相关通路。在第二部分中，依据第一部分差异表达结果，本研究使用RT-PCR方法验证人群中差异表达的10个lnRNAs，并通过受试者工作曲线分析，探究目标lncRNAs是否可作为肝细胞癌预测诊断标志物。进一步，通过TCGA数据库挖掘，验证目标差异lncRNAs是否可做预后评价标志物。最后，利用共表达网络分析和IPA(Ingenuity Pathway Analysis)，探索重要lncRNAs和mRNAs参与调控肝细胞癌发生、发展的信号通路，预测癌症预后的可能机制。 研究结果： 一.肝细胞癌差异表达基因分析 1.通过高通量表达谱芯片检测，结果显示4433个差异的lncRNAs，5210个差异的mRNAs，并与已发表的肝细胞癌文献对比，结果显示有4个常见差异lncRNAs。 2.GO和KEGG分析结果显示，mRNAs参与的重要调控通路，主要与细胞周期，剪切接拼通路等有关。 3.GSEA分析结果显示，重要基因簇主要参与代谢和免疫相关通路，如P53信号通路，Toll样受体信号通路等。 二.长链非编码RNA的初步验证 1.通过对HCC人群的RT-PCR实验验证，结果显示9个显著差异的lncRNAs，其中有4个上调和5个下调，其表达与芯片结果一致。 2.通过两个HCC人群样本验证，ENST00000524045, ENST0000042149和NR0027633个lncRNAs组成联合诊断模型可以作为预测肝细胞癌诊断标志物，其中ENST00000524045对早期肝细胞癌诊断预测有较好效果。 3.通过TCGA数据的预后分析，结果显示ENST00000443523、ENST00-000524045、ENST000005081473个lncRNAs与肝细胞癌病人总生存时间有密切关系。 4.通过共表达网络分析，结果显示差异lncRNAs和mRNAs参与肝细胞癌发生相关通路，主要结果显示与细胞周期，PPAR信号通路和DNA复制有关。 5.通过IPA，结果显示了重要mRNAs调控网络，主要为重要的核内基因CCND1，CDK1参与细胞周期调控早期肝细胞癌的发生、发展。 研究结论： 在肝细胞癌发生、发展过程中，差异表达lncRNAs起到重要作用，参与潜在的细胞周期调控;候选目的lncRNAs通过人群验证，证实了在肝细胞癌人群中差异表达，并且与预测诊断肝细胞癌、预后有密切关系。其中，ENST00000524045与ZFPM2的相互作用可能在肝细胞癌中发挥重要机制作用。