全基因組關(guān)聯(lián)研究發(fā)現(xiàn)的胰腺癌易感位點(diǎn)及易感基因的功能研究.pdf

1、胰腺癌是一種發(fā)病率相對(duì)較低的消化系統(tǒng)惡性腫瘤，但是其預(yù)后極差，提示胰腺癌惡性程度非常高。全基因組關(guān)聯(lián)研究(Genome-wide association study,GWAS)是研究復(fù)雜疾病的有效手段。在前期的胰腺癌GWAS當(dāng)中，從2972例胰腺癌患者和正常對(duì)照中(981例胰腺癌患者，1991例正常人對(duì)照)鑒定了5個(gè)新的與胰腺癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的染色體區(qū)段，其中rs372883(位于基因BACH1的3'UTR)在胰腺癌易感中具有顯著意義(T

2、＞C，odds ratio(OR)=0.69，95％confidence interval(CI)，0.62-0.70;P=2.10×10-10)，提示BACH1在胰腺癌易感中可能具有重要作用。然而，上述只是數(shù)據(jù)上的關(guān)聯(lián)分析，真正要解析的是易感位點(diǎn)或基因在胰腺癌發(fā)生發(fā)展中的生物學(xué)機(jī)制。因此，本研究運(yùn)用生化及分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)等研究策略，對(duì)與胰腺癌易感性相關(guān)的SNP rs372883及易感基因BACH1進(jìn)行生物學(xué)功能考察，以闡明其生物

3、學(xué)作用機(jī)制。
　　構(gòu)建了rs372883不同基因型的報(bào)告基因載體，結(jié)合生物信息學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)并驗(yàn)證了miRNA-1257能夠與rs372883T等位基因結(jié)合，而C等位基因則破壞了miRNA與mRNA之間的結(jié)合作用。miRNA-1257與rs372883T等位基因的結(jié)合能顯著降低報(bào)告基因的表達(dá)，并且這種現(xiàn)象能被miRNA-1257的抑制劑所逆轉(zhuǎn)。隨后考察了BACH1在胰腺癌患者癌旁組織中的表達(dá)，結(jié)果提示攜帶rs372883T等位基因的

4、患者其癌旁組織中BACH1的表達(dá)顯著低于攜帶C等位基因的患者，這在生物學(xué)機(jī)制方面解釋了關(guān)聯(lián)分析的結(jié)果。
　　隨后進(jìn)一步探究了BACH1基因在胰腺癌發(fā)生及藥物敏感性中發(fā)揮的生物學(xué)效應(yīng)。在mRNA和蛋白水平考察了BACH1在胰腺癌患者癌與癌旁組織中的表達(dá)情況，結(jié)果顯示BACH1在癌組織中的表達(dá)顯著低于癌旁組織，提示BACH1可能具有抑制腫瘤生長(zhǎng)的作用。使用穩(wěn)定過(guò)表達(dá)和敲降BACH1的胰腺癌細(xì)胞系，發(fā)現(xiàn)過(guò)表達(dá)BACH1能顯著抑制胰腺癌細(xì)

5、胞增殖、平板集落形成能力及誘導(dǎo)HUVEC體外成管能力，而敲降BACH1則得到了相反的結(jié)果。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)得到了與體外實(shí)驗(yàn)一致的結(jié)果，即過(guò)表達(dá)BACH1能顯著抑制裸鼠皮下瘤的生長(zhǎng)能力，而敲降BACH1則抑制裸鼠皮下瘤的生長(zhǎng)。先前有文獻(xiàn)報(bào)道，BACH1是一個(gè)轉(zhuǎn)錄抑制因子，血紅素加氧酶1(HMOX1)是它的靶基因。通過(guò)染色質(zhì)免疫共沉淀技術(shù)發(fā)現(xiàn)BACH1可以結(jié)合到HMOX1基因轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游兩個(gè)增強(qiáng)子區(qū)。細(xì)胞水平和組織水平的驗(yàn)證結(jié)果提示BACH1與

6、HMOX1的表達(dá)呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系，HMOX1能夠逆轉(zhuǎn)BACH1所引起的細(xì)胞表型改變。進(jìn)一步的信號(hào)通路分析發(fā)現(xiàn)BACH1能夠通過(guò)HMOX1調(diào)控下游AKT和ERK介導(dǎo)的促癌通路。
　　上述機(jī)制研究初步解釋了BACH1作為胰腺癌易感基因所發(fā)揮的生物學(xué)效應(yīng)。吉西他濱是胰腺癌化療使用的一線藥物，有文獻(xiàn)報(bào)道HMOX1能介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的耐藥。根據(jù)我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，BACH1與HMOX1存在負(fù)調(diào)控關(guān)系，而rs372883多態(tài)又可以影響B(tài)ACH1的表達(dá)，

7、因此提出假設(shè)，rs372883遺傳變異是否會(huì)反映胰腺癌患者對(duì)吉西他濱治療的應(yīng)答反應(yīng)，進(jìn)而影響胰腺癌患者的生存時(shí)間。在102例接受吉西他濱治療的胰腺癌患者中進(jìn)行了rs372883遺傳變異的基因分型、療效評(píng)價(jià)和隨訪。結(jié)果提示攜帶rs372883CC基因型的患者對(duì)吉西他濱的治療較TT基因型的患者更為敏感，且生存時(shí)間顯著延長(zhǎng)。體外細(xì)胞藥敏實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明在miRNA-1257存在的前提下，rs372883CC基因型的胰腺癌細(xì)胞對(duì)吉西他濱的處理較T

8、T基因型更不敏感，這些結(jié)果提示rs372883不僅與胰腺癌易感相關(guān)，還與胰腺癌患者對(duì)吉西他濱治療的應(yīng)答反應(yīng)相關(guān)。
　　綜上所述，BACH1在胰腺癌易感及藥物敏感性中可能具有抑制腫瘤的作用，而位于其3'UTR的遺傳變異rs372883通過(guò)改變miRNA-1257的結(jié)合來(lái)調(diào)控BACH1的表達(dá)，進(jìn)而調(diào)節(jié)下游增殖及促血管生成信號(hào)通路，使個(gè)體對(duì)胰腺癌具有不同的遺傳易感性。這些發(fā)現(xiàn)闡明了先前GWAS發(fā)現(xiàn)的易感位點(diǎn)及基因的生物學(xué)機(jī)制，研究結(jié)果對(duì)