Lnc01094/miR-877-5p/Del-1轴促进三阴性乳腺癌恶性表型的发生

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目的:乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一,发病率已跃居全球女性恶性肿瘤的首位。根据雌孕激素受体和人表皮生长因子2(HER-2)的表达情况,临床上将乳腺癌分为4种亚型,即管腔A型、管腔B型、HER-2过表达型以及三阴性乳腺癌。各种类型的乳腺癌在临床进展及治疗,疾病转归及预后等方面不尽相同。其中三阴性乳腺癌由于缺乏相应的、针对性的治疗手段,肿瘤的进展较快,出现淋巴结及远处转移的几率大而备受瞩目。近年来许多研究者着力研究三阴性乳腺癌的分子机制,努力寻找新的治疗靶点。但目前为止,除了化疗外,仍然没有有效的治疗手段及治疗靶点。影响肿瘤预后及治疗效果的重要因素是肿瘤的局部侵袭和远处转移,而和这些因素联系最密切的就是肿瘤细胞的上皮间质转化。上皮间质转化是指癌细胞从上皮表型转化为间质表型的过程。从形态学上来说,就是细胞由多角形,圆形转变为梭形。从分子角度来说,即表达上皮细胞特征的标志物(CK和E-cadherin)表达水平下降,与此同时,表达间质细胞特征的标志物(Vimentin和N-cadherin)表达水平升高。和其他类型的乳腺癌相比,三阴性乳腺癌的癌细胞大多呈多角形,甚至长梭形,间质反应明显,上皮间质转化相对活跃,容易发生淋巴结和远处转移。这也是导致三阴性乳腺癌预后不良的一个重要原因。近些年来,随着生物技术的快速发展,越来越多的证据显示,包括lncRNA在内的多种非编码RNA(ncRNA)在肿瘤的发生中发挥着重要的作用。一种RNA间的相互作用新机制ceRNA成为近来科学家们研究的重点,其原理是通过竞争性的结合相同种类的miRNA,从而影响其表达水平。lncRNA就是其中一种miRNA的分子“海绵”,它含有miRNA的结合位点,能够吸附miRNA,影响功能的表达。而miRNA是一种内源性的、非编码的单链RNA,它作为转录后调控因子下调靶mRNA的翻译。lncRNA通过与miRNA的相互结合,从而参与mRNA的调控。lncRNA-miRNA-mRNA这条作用轴在疾病的发生发展中,发挥着举足轻重的作用。因此,本研究将针对乳腺癌,特别是三阴性乳腺癌进行lncRNA-miRNA-mRNA这一条作用轴开展相关研究,试图找出三阴性乳腺癌新的分子作用机制,为三阴性乳腺癌的诊断提供新的依据,也为三阴性乳腺癌的治疗提供新的靶点。方法:第一部分:本研究首先通过检索基因表达谱交互分析数据库(GEPIA)及相关文献,筛选出lnc01094为乳腺癌差异表达的lncRNA。qRT-PCR检测乳腺癌及癌旁组织以及乳腺癌不同分子分型之间的mRNA表达量,分析其临床病理因素的关系,同时qRT-PCR检测不同类型的乳腺癌细胞系及正常乳腺上皮细胞系的mRNA表达量。通过敲减和过表达三阴性乳腺癌细胞系MDA-MB-231和HCC-1937中的lnc01094表达量,利用MTT实验,细胞划痕修复实验及Transwell实验分别检测不同lnc01094水平的MDA-MB-231细胞系和HCC-1937细胞系的增殖、迁移及侵袭能力。Western blot检测不同lnc01094水平的上皮及间质细胞的标志物来评估MDA-MB-231细胞系和HCC-1937细胞系的EMT的变化。第二部分:通过数据库及生物信息软件筛选及预测出可能与lnc01094存在靶向作用关系的miRNA以及可能与miR-877-5p有靶向关系的mRNA。利用双荧光素酶实验验证lnc01094与miR-877-5p,miR-877-5p与Del-1的靶向关系。qRT-PCR检测miR-877-5p与Del-1在乳腺癌和癌旁组织的mRNA表达量,分析lnc01094与miR-877-5p,lnc01094与Del-1的相关性。同时qRT-PCR检测miR-877-5p与Del-1在不同类型的乳腺癌细胞系及正常乳腺上皮细胞中的mRNA表达情况。通过调控MDA-MB-231细胞系和HCC-1937细胞系中lnc01094与miR-877-5p的表达量,qRT-PCR检测miR-877-5p与Del-1中mRNA表达量的变化。通过MTT实验,细胞划痕修复实验及Transwell实验分别检测lncRNA-miRNA-mRNA轴中lnc01094、miR-877-5p、Del-1表达量变化对MDA-MB-231和HCC-1937细胞系的增殖,迁移及侵袭能力的影响。通过Western blot检测lnc01094、miR-877-5p、Del-1表达量变化对上皮及间质细胞的标志物的影响。第三部分:Western blot检测乳腺癌组织及正常乳腺组织Del-1的蛋白表达量,免疫组织化学的方法检测乳腺癌组织中Del-1的表达情况,并分析临床病理之间的关系及与预后的关系。同时免疫组织化学方法检测乳腺癌组织中E-cadherin、N-cadherin及Vimentin的表达量并分析三者与Del-1之间的关系,检测CD34及D2-40的表达量,计数微血管及微淋巴管密度。结果:第一部分:首先通过检索基因表达谱交互分析数据库(GEPIA)发现lnc01094在乳腺浸润癌(BRCA)组织中表达量升高。qRT-PCR进一步验证了lnc01094在乳腺癌组织及乳腺癌细胞系中表达量均升高,且三阴性乳腺癌中表达最高。lnc01094高表达与高组织学分级,脉管内瘤栓,ki-67的高表达以及ER、PR、HER-2的阴性表达率相关。在敲减了lnc01094之后,MTT实验结果显示MDA-MB-231细胞系和HCC-1937细胞系增殖率降低,划痕修复实验显示MDA-MB-231细胞系和HCC-1937细胞系迁移能力降低,Transwell实验结果显示MDA-MB-231细胞系和HCC-1937细胞系侵袭能力降低。Western blot结果显示,敲减lnc01094后,MDA-MB-231细胞系和HCC-1937细胞系的上皮细胞标志物(E-cadherin)表达升高,间质细胞标志物(N-cadherin和Vimentin)表达减少,lnc01094抑制了上皮间质的转化,反向功能验证实验结果与之相反。功能实验说明lnc01094能够促进三阴性乳腺癌细胞系的增殖、迁移及侵袭,同时促进了上皮间质转化。第二部分:双荧光素酶实验验证了lnc01094与miR-877-5p,miR-877-5p与Del-1之间均存在靶向结合关系。qRT-PCR检测乳腺癌组织中miR-877-5p的mRNA表达量显示,与癌旁组织相比,乳腺癌组织中miR-877-5p的mRNA表达量降低,Del-1的mRNA表达量则升高,并且miR-877-5p与lnc01094的表达呈负相关,而Del-1与lnc01094的表达则呈正相关。在细胞系的验证中也得到了同样的表达趋势,并且发现和其它细胞系相比,所有三阴性乳腺癌细胞系miR-877-5p的mRNA表达量最低,而Del-1的mRNA表达量最高。接下来的细胞拯救实验验证了lnc01094负性调控三阴性乳腺癌细胞系miR-877-5p的表达。细胞功能实验中,同时抑制三阴性乳腺癌lnc01094与miR-877-5p的表达可以逆转只单独抑制miR-877-5p导致的细胞恶性表型的改变,包括MTT法测细胞的增殖,划痕修复实验测细胞的迁移,Transwell测细胞的侵袭,Western blot测EMT。与此同时,我们在敲减lnc01094的同时抑制miR-877-5p,通过qRT-PCR检测Del-1的mRNA表达量,结果显示敲减lnc01094能够使Del-1的表达下调,而敲减miR-877-5p能够上调Del-1的表达,敲减miR-877-5p能够逆转由敲减lnc01094导致的Del-1的下调。细胞功能实验显示,在敲减lnc01094的同时上调过表达Del-1的表达可以逆转只单独敲减lnc01094所导致的三阴性乳腺癌细胞系的细胞恶性表型的改变,包括MTT法测细胞的增殖,划痕修复实验测细胞的迁移,Transwell测细胞的侵袭,Western blot测EMT。第三部分:Western blot检测乳腺癌新鲜标本及乳腺正常组织,结果显示和正常乳腺组织相比,Del-1在乳腺癌组织中的表达升高。我们又对200例乳腺癌组织标本进行免疫组化染色,结果显示在乳腺癌组织中存在不同程度的的Del-1表达,其中三阴性乳腺癌表达的阳性率及阳性强度更高。Del-1的阳性表达率与ER、PR、HER-2的阴性表达率、ki-67的高表达率、脉管瘤栓及组织学分级显著相关,而与肿瘤大小和患者的年龄无关。Del-1高表达组的上皮细胞标志物(E-cadherin)表达降低,间质细胞标志物(N-cadherin和Vimentin)表达升高。并且Del-1高表达组微血管和微淋巴管的密度更大。Del-1高表达组无病生存期及总生存期更短。结论:1.lnc01094在乳腺癌中的表达上调,并且三阴性乳腺癌表达量高于其他类型的乳腺癌,高表达的病例组织学分级更高,并且更容易发生脉管内癌栓。lnc01094能够促进三阴性乳腺癌细胞系MDA-MB-231和HCC-1937细胞的增殖、迁移、侵袭以及上皮间质转化。2.在三阴性乳腺癌细胞系MDA-MB-231和HCC-1937中,lnc01094通过吸附miR-877-5p上调Del-1的表达,促进三阴性乳腺癌细胞的增殖、迁移及侵袭,并且诱导EMT的发生。3.Del-1在乳腺癌中高表达,且与ER、PR、HER-2的阴性表达率,Ki-67的高表达率,脉管瘤栓及组织学分级显著相关。Del-1高表达组EMT表型增加,微血管和微淋巴管的密度更大,无病生存期及总生存期更短。与其他类型的乳腺癌相比,三阴性乳腺癌中Del-1表达更高。
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