長鏈非編碼RNA-HOXD-AS1在肝癌中的功能和機(jī)制研究.pdf

1、原發(fā)性肝細(xì)胞癌是世界范圍內(nèi)最常見的惡性腫瘤之一，發(fā)病率在所有腫瘤中位列第五，死亡率高居第三。全球每年有超過78萬的肝癌新增病例并有大約75萬人死于肝癌。雖然臨床手術(shù)切除或者肝移植對于肝癌患者而言仍是最有效的治療方法，但是許多患者卻只能采取保守治療，究其原因主要是由于肝癌發(fā)病速度快，惡性程度高，多數(shù)患者在肝癌早期并沒有明顯的臨床癥狀，確診時(shí)已大多屬于肝癌晚期，錯(cuò)過了手術(shù)治療的最佳時(shí)機(jī)。而另一方面，肝癌的易擴(kuò)散、易轉(zhuǎn)移以及術(shù)后的高復(fù)發(fā)率，又

2、給臨床治療帶來了極大的困難，因此肝癌患者的五年生存率很低。肝癌的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移是一個(gè)多基因、多步驟參與的復(fù)雜的生物學(xué)過程，其中涉及到了許多基因的改變，最終導(dǎo)致了肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞的的惡性轉(zhuǎn)化。盡管在肝癌的診斷和治療上已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步，但是由于肝癌發(fā)生發(fā)展過程中錯(cuò)綜復(fù)雜的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)相互交織著，肝癌的發(fā)病機(jī)制至今仍沒有完全闡述清楚。因此，迫切需要我們更深刻的理解并破譯肝癌發(fā)病的分子機(jī)制，尋找更特異的肝癌早期診斷的分子標(biāo)志物，為臨床發(fā)展并應(yīng)用

3、更有效的靶向治療方法提供更大的幫助。
　　真核生物基因表達(dá)調(diào)控的普遍觀念一直是以蛋白質(zhì)編碼基因?yàn)橹行模欢S著非編碼RNA研究的逐漸深入以及基因芯片和高通量測序技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，大量長片段的非編碼RNA被人們所發(fā)掘，它們在生命活動(dòng)中的重要意義也逐漸得到揭示。比如長鏈非編碼RNA，它是一類可以像mRNA一樣具有多聚腺苷酸化，轉(zhuǎn)錄本長度從200nt一直到100kb的細(xì)胞內(nèi)源性RNA分子，雖然不具備編碼蛋白質(zhì)的能力，但卻參與了包括染

4、色體沉默、基因組印跡、染色質(zhì)修飾、轉(zhuǎn)錄激活、轉(zhuǎn)錄后調(diào)控、蛋白質(zhì)功能調(diào)節(jié)等多種十分重要的生命活動(dòng)調(diào)控過程，并且在多種人類腫瘤的發(fā)生發(fā)展中均扮演著極其重要的角色。
　　本研究中采用基因表達(dá)譜芯片、蛋白質(zhì)組學(xué)等高通量篩選技術(shù)并輔以生物信息學(xué)分析、經(jīng)典分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)等手段在臨床肝癌組織、體外肝癌細(xì)胞系和體內(nèi)裸鼠模型中對長鏈非編碼RNA:HOXD-AS1在肝癌發(fā)生發(fā)展及肝癌轉(zhuǎn)移過程中的生物學(xué)功能和調(diào)控機(jī)制進(jìn)行了廣泛而深入的研究，并取得了

5、如下結(jié)果:
　　一、長鏈非編碼RNA:HOXD-AS1在肝癌中異常高表達(dá)，并與肝癌患者的臨床病理指標(biāo)和預(yù)后生存密切相關(guān)。
　　我們通過LncRNAs高通量表達(dá)譜芯片技術(shù)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)全新的、尚未報(bào)道過的LncRNA分子HOXD-AS1。研究發(fā)現(xiàn)HOXD-AS1在肝癌及多種上皮組織來源的腫瘤中表達(dá)水平異常升高，提示HOXD-AS1參與了肝癌的發(fā)生和發(fā)展過程，并且其異常高表達(dá)可能是多種上皮組織來源的惡性腫瘤中一個(gè)共性現(xiàn)象。同時(shí)，我們

6、還在肝癌合并門靜脈癌栓的腫瘤轉(zhuǎn)移組織中也發(fā)現(xiàn)了HOXD-AS1的表達(dá)升高。提示HOXD-AS1不僅參與了肝癌的發(fā)生、發(fā)展并且還與肝癌的轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。此外，我們還將HOXD-AS1在肝癌中的表達(dá)水平與臨床患者的術(shù)后生存期進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)HOXD-AS1的表達(dá)量越高則可能預(yù)示著肝癌患者的預(yù)后生存情況越差。
　　二、HOXD-AS1可以促進(jìn)肝癌的異常增殖并增強(qiáng)其轉(zhuǎn)移和侵襲能力。
　　我們利用功能獲得性和功能缺失性實(shí)驗(yàn)方法在體外細(xì)

7、胞水平和體內(nèi)裸鼠模型中探討了HOXD-AS1在肝癌發(fā)展和轉(zhuǎn)移過程中的具體生物學(xué)功能。研究發(fā)現(xiàn)，HOXD-AS1在體外細(xì)胞水平可以促進(jìn)肝癌細(xì)胞的增殖和定植能力，并且能夠抑制肝癌細(xì)胞的凋亡。此外，HOXD-AS1還能增強(qiáng)肝癌細(xì)胞的遷移和侵襲的潛力。與此同時(shí)，我們在裸鼠皮下荷瘤模型以及裸鼠經(jīng)脾臟注射肝臟的原位模型中發(fā)現(xiàn)HOXD-AS1能夠顯著促進(jìn)小鼠肝癌的發(fā)生和發(fā)展，并且在裸鼠尾靜脈轉(zhuǎn)移模型中發(fā)現(xiàn)HOXD-AS1能夠顯著增強(qiáng)肝癌轉(zhuǎn)移的能力，促

8、進(jìn)肝癌的遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)移。
　　三、HOXD-AS1在肝癌發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)移過程中的具體作用機(jī)制
　　我們通過研究發(fā)現(xiàn)，HOXD-AS1可以與多梳蛋白Suz12特異性結(jié)合，通過表觀遺傳水平影響G蛋白信號途徑調(diào)節(jié)蛋白RGS3基因的轉(zhuǎn)錄，促進(jìn)其組蛋白去乙?；剑瑥亩种屏薘GS3基因的表達(dá)，并導(dǎo)致RGS3基因直接調(diào)控的下游小G蛋白信號通路相關(guān)分子Ras基因的表達(dá)升高，激活了Mek、Erk信號通路，促進(jìn)了肝癌的發(fā)生和發(fā)展。而另一方面，我們

9、發(fā)現(xiàn)HOXD-AS1可以通過競爭性吸附miR-19a，從而解除了miR-19a對其靶基因:小G蛋白家族成員Rap2a的表達(dá)抑制，后者通過激活磷酸化的Akt，促進(jìn)了肝癌的轉(zhuǎn)移。
　　綜上所述，我們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)與肝癌發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)移密切相關(guān)的LncRNA分子HOXD-AS1，通過影響小G蛋白信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路從而促進(jìn)了腫瘤的增殖及轉(zhuǎn)移。深入探討HOXD-AS1在肝癌發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)移過程中的重要作用，不但豐富了LncRNAs在肝癌中的分子機(jī)制;