FOXF2转录调控LINC02532介导SOX7 mRNA稳定性调控胃癌进展的机制研究

来源 :中国医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:luckymanjxj
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目的:胃癌是世界范围内第五大最常见的肿瘤,同时也是第四大肿瘤死亡原因,患者预后相对较差,严重威胁着人类健康。其中,东亚地区占据着胃癌发病和死亡例数的主要部分,而每年近一半新发和死亡病例在中国。目前胃癌的诊断金标准为内镜检查,然而由于诊断费用高并且患者依从性较差,在中国诊断为早期胃癌的患者比例低于10%。早期胃癌患者的存活率超过了60%,而晚期胃癌存活率却低于24%。胃癌的发生和进展是由遗传学,表观遗传学和环境等多种因素共同作用的结果,其中,表观遗传学是近些年研究的热点,包括DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑及非编码RNA调控等。非编码RNA在胃癌等多种肿瘤中的重要调控作用已被证实,因此,探索非编码RNA调控机制有助于揭示胃癌发生发展规律以及发掘有效的胃癌诊断,治疗和预后管理生物标志物。研究发现,人类基因组序列中仅有较少部分基因具有编码蛋白的功能,而绝大部分的基因组序列没有编码蛋白的功能,而是转录后形成非编码转录本。其中的长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是指长度大于200个核苷酸、不具备蛋白编码功能的长链RNA分子,已被证实可以参与调控肿瘤细胞的增殖、迁移和侵袭等恶性生物学行为。本研究旨在通过分析TCGA(The Cancer Genome Altas)数据库胃癌RNA-Seq数据,发掘异常表达的lncRNA基因。测序数据发现LINC02532在胃癌组织中的表达水平显著高于癌旁组织,且LINC02532高表达的胃癌患者预后较差。这些发现提示LINC02532有可能作为原癌基因促进胃癌的发生和发展,然而目前关于LINC02532在胃癌发生发展中的分子机制尚不清楚。因此,我们进一步通过体内、外实验,证实了FOXF2/LINC02532/SOX7轴在胃癌细胞迁移和侵袭调控中的作用。研究方法:通过分析TCGA数据库RNA-Seq和临床参数数据,选择异常高表达并且具有重要临床意义的lncRNA LINC02532进行深入研究。实时荧光定量PCR(q RT-PCR)检测LINC02532在胃癌细胞及组织水平的表达情况,并分析其临床病理意义。生物信息学的方法研究LINC02532的亚细胞定位情况和非编码功能,RNA荧光原位杂交技术证实LINC02532亚细胞分布情况。设计LINC02532过表达质粒和小干扰RNA(si RNA),通过Transwell实验检测LINC02532过表达及沉默后对胃癌细胞迁移和侵袭能力的影响。同时,通过裸鼠成瘤实验观察过表达LINC02532对胃癌细胞成瘤能力的影响。q RT-PCR和Western blot实验观察沉默LINC02532对上皮间质转化(Epithelial-mesenchymal transition,EMT)相关基因mRNA和蛋白水平的调控。以LINC02532表达中位数将TCGA胃癌病人分成两组,通过基因集富集分析(Gene Set Enrichment Analysis,GSEA)探索LINC02532可能发挥的调控方式。q RT-PCR和Western blot实验检测胃癌组织水平FOXF2和SOX7表达,Pearson统计分析LINC02532分别与FOXF2和SOX7表达相关性。生物信息学工具预测FOXF2与LINC02532启动子区域转录结合位点以及LINC02532与SOX7 3’UTR区域结合位点,双荧光素酶报告基因实验验证结合位点。应用放线菌素D药物处理胃癌细胞,观察沉默LINC02532表达后对SOX7降解速率的影响。然后,分别进行Transwell实验检测FOXF2/LINC02532轴以及LINC02532/SOX7轴对胃癌细胞迁移和侵袭能力的调控。结果:1.TCGA数据库表明LINC02532在胃癌组织中表达显著高于癌旁组织(P=0.001),Kaplan-Meier生存分析表明LINC02532高表达病人预后显著差于低表达病人(log-rank P=0.003),Cox回归分析发现LINC02532可以作为胃癌独立的预后因素。q RT-PCR实验证实LINC02532在胃癌细胞系(SGC-7901,MGC-803,AGS,MKN-45)和52对胃癌组织中表达异常升高。卡方检验分析52对胃癌组织LINC02532表达与临床病理参数关系,结果表明LINC02532高表达与高TNM分期(P=0.008)和低肿瘤分化程度(P=0.023)相关。2.沉默LINC02532表达减弱了胃癌细胞迁移和侵袭能力,而过表达LINC02532增强了胃癌细胞迁移和侵袭能力。过表达LINC02532的MGC-803细胞系可促进裸鼠成瘤能力的增强。LINC02532表达沉默处理胃癌细胞后可显著提高上皮型EMT标志物E-cadherin的mRNA和蛋白水平,而间质型EMT标志物N-cadherin、Vimentin和SLUG的mRNA和蛋白水平显著降低。3.GSEA结果表明LINC02532高表达与基础转录因子通路显著负相关(P=0.039),Jaspar生物信息学网站预测发现转录因子FOXF2可以和LINC02532启动子区域结合。Pearson相关性分析发现胃癌组织中FOXF2表达与LINC02532呈负相关,且FOXF2表达沉默可显著提高LINC02532的表达。荧光素酶报告基因实验证实了FOXF2对于LINC02532的负调控作用。细胞功能实验结果显示FOXF2可以通过负调控LINC02532影响胃癌细胞迁移和侵袭能力。4.上述GSEA结果同时也表明LINC02532高表达与RNA降解通路显著正相关(P=0.027),Inta RNA网站预测发现LINC02532与SOX7 mRNA的3’UTR区域结合。RNA荧光原位杂交实验表明LINC02532主要定位于细胞质中,提示LINC02532主要在细胞质发挥作用。Pearson相关性分析提示胃癌组织中LINC02532水平与SOX7呈负相关,且沉默表达LINC02532可显著提高SOX7的表达量。双荧光素酶报告基因实验证实了LINC02532与SOX7 mRNA的3’UTR区域结合。放线菌素D药物实验发现沉默表达LINC02532后SOX7降解速率显著低于阴性对照组。细胞功能实验表明LINC02532可以负调控SOX7参与调节胃癌细胞迁移和侵袭的能力。结论:1.LINC02532在胃癌细胞系和组织水平表达均异常升高,可以促进胃癌细胞的迁移和侵袭,并且参与调控EMT相关标志物的表达。2.LINC02532的表达与胃癌TNM分期和分化程度显著相关,可以作为胃癌独立的预后因素,用于预测胃癌患者1年,2年和3年生存率。3.FOXF2低表达减弱了对LINC02532的转录抑制作用而引起LINC02532异常高表达,FOXF2通过转录调控LINC02532参与调控胃癌细胞迁移和侵袭能力。4.LINC02532通过与SOX7 mRNA的3’UTR区域结合促进其降解和表达减少,同时参与胃癌细胞迁移和侵袭能力的调控。
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