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可选择性剪接和多聚腺苷酸化(alternative cleavage and polyadenylation,APA)是mRNA成熟过程中,在转录本上选择一类特定具有可选择性的剪接位点,进行剪接和多聚腺苷酸化,被认为是一种调节基因表达的重要机制,在绝大多数真核生物基因中含有多个剪接和多聚腺苷酸化位点,基因在转录过程中可以通过可选择性的剪切和多聚腺苷酸化位点形成mRNA异构体。可选择性剪接和多聚腺苷酸化位点(Alternativecleavage and polyadenylation sites,pAs)能使转录本形成有差异的成熟mRNA。pAs位于基因3非编码区域(3UTR)时,会选择不同的剪接和多聚腺苷酸化位点形成多种mRNA异构体。pAs位于3UTR区域形成的mRNA异构体主要差异是丢失被选择pAs下游全部3UTR区域,该区域的丢失未改变该基因的编码区域,形成的mRNA异构体会编码相同的蛋白质,但大量的研究表明这类mRNA异构体能显著影响基因自身的表达及稳定性,对mRNA的代谢也起着重要的作用,同时与肿瘤的发生与发展也存在密切的联系。 目的:APA被认为与人类多种疾病的发生与发展有关,筛选的候选基因AURKA与SMAD3在3UTR区域可能存在可选择性剪接和多聚腺苷酸化位点,使AURKA与SMAD3分别产生两种含有不同3 UTR长度的mRNA异构体。近年来许多研究证明,在肿瘤中APA模式的发生能使3UTR广泛缩短,本研究在于探究AURKA与SMAD3基因因APA事件能产生不同mRNA异构体,研究AURKA与SMAD3基因产生的mRNA异构体中短3UTR区域的mRNA在肝癌和配对癌旁中表达量的差异,阐明3UTR长度与原发性肝细胞肝癌(简称肝癌;Hepatocellular carcinoma; HCC)存在的关联。 方法:实验前期检索美国国立生物信息(National Center forBiotechnology Information,NCBI),通过下载基因表达汇编(Gene ExpressionOmnibus,GEO)公共数据库中的肝细胞癌样本数据集GSE12941、GSE19665,以及对38对肝癌与配对癌旁组织采用高通量技术,进行基因表达谱检测获得外显子芯片数据集,采用生物信息学的PLATA方法(probelevel alternative transcript analysis)同时对三组数据集进行可选择剪切的预测,成功筛选出候选基因AURKA与SMAD3,并针对AURKA与SMAD3有不同长度的mRNA异构体的序列特征共设计2对引物,采用RT-PCR(reversetranscription PCR)技术分别对L02细胞系和HEPG2细胞系提取的RNA进行逆转录,并对PCR阳性产物进行sanger测序验证。用半定量RT-PCR技术检测50对肝癌/配对癌旁组织中AURKA与SMAD不同异构体的表达情况。 结果:AURKA与SMAD3基因在3UTR区域都存在pAs,AURKA与SMAD3在L02、Hep G2以及在肝癌/癌旁组织都证实各存在两条不同的成熟mRNA,AURKA的3UTR区域在肝癌/配对癌旁组织中缩短3UTR的mRNA异构体表达水平无统计学差异(P>0.05),而SMAD3的3UTR区域在肝癌/配对癌旁组织中缩短3UTR的mRNA异构体表达水平有统计学差异(P<0.05)。 结论:AURKA与SMAD3基因存在pAs,使基因发生可变剪接与多聚腺苷酸化,AURKA的3UTR区域在肝癌中无缩短,但是SMAD3的3UTR区域在肝癌中存在缩短,SMAD3的3UTR区域的缩短与肝癌的发生显著相关,为肝癌的发生与发展提供了新的解释机制。