全轉錄組分析△S2 LF-PRLR對人類乳腺癌細胞(MCF-7)基因表達的影響.pdf

1、催乳素受體(prolactin receptor，PRLR）是I型細胞因子受體超家族的成員之一，為單次跨膜受體。PRLR在介導催乳素（prolactin，PRL）的生物學效應中起著關鍵的作用。在 PRL的作用下，PRLR發(fā)生二聚化，從而啟動細胞信號轉導并實現(xiàn)其生物學效應?！鱏2 LF-PRLR為Tan等人于人類乳腺癌細胞克隆并首次報道的一種PRLR的變體。其主要結構特征是：受體的膜外區(qū)S2亞結構域缺失（由100個氨基酸組成，另一個亞結構

2、域為 S1）。已有實驗表明，△S2 LF-PRLR在沒有PRL存在時，亦能發(fā)生二聚化，即所謂的自有二聚化（constitutive dimerization），并產生生物學效應如促進細胞增殖等。提示△S2 LF-PRLR在人類乳腺癌的發(fā)生中可能具有重要的分子病理意義。
　　PRLR激活后，通過啟動其下游的JAK2-STAT5細胞信號轉導途徑，進而導致STAT5的磷酸化、二聚化及核轉移，從而結合在其靶基因的啟動子區(qū)域而調節(jié)相應基因的

3、表達?！鱏2 LF-PRLR由于其細胞外的S2亞結構的丟失，我們推測這一缺失改變了PRLR的分子特性，從而影響細胞轉導途徑進而改變其靶基因的表達譜及表達水平，最終改變乳腺癌細胞的生物學行為，例如細胞的過度增殖等。
　　本研究中，我們采用病毒介導的基因轉移方法，將攜帶 LF-PRLR（LF-PRLR組）或△S2 LF-PRLR（△S2 LF-PRLR組）cDNA的腺病毒轉染人類乳腺癌細胞（MCF-7），對照組（Con）則以不攜帶任何

4、外源基因的空病毒轉染。細胞繼續(xù)培養(yǎng)48小時后，提取細胞總RNA，然后進行RNA測序（RNA-Seq），測序數(shù)據(jù)上傳至加州大學桑塔克魯斯分校基因組瀏覽器網(wǎng)站（genome.ucsc.edu）進行比對。結果表明：（1）△S2 LF-PRLR過表達后，表達變化較大（即Con、LF-PRPR及△S2 LF-PRLR三組細胞之間差異較大）的基因，主要集中在染色體11，12，14，16，17，19、20，而在染色體4、13、18，21差異則相對較小

5、；（2）受其影響的基因不但有編碼基因，還包括非編碼基因。Con、LF-PRPR及△S2 LF-PRLR三組細胞測得的表達基因數(shù)（減去RPKM值最低的5％后）分別為19648（編碼基因17594非編碼基因2054）、20247（編碼基因18093，非編碼基因2154）及19500（編碼基因17472，非編碼基因2028）。（3）全轉錄組中有192個基因僅在△S2 LF-PRLR MCF-7細胞中表達（其中編碼基因有118個，非編碼基因有7

6、4個）；483個基因在△S2 LF-PRLR MCF-7細胞中不表達，而在LF-PRLR及Con組表達（其中編碼基因有362個，非編碼基因有121個）；18924個基因在三組細胞中均有表達（其中編碼基因有17053個，非編碼基因有1871個）；在三組中都有表達但在△S2 LF-PRLR組高表達的基因有3個（全為非編碼基因）；在三組中都有表達但是在△S2 LF-PRLR組低表達的基因有1個（亦為非編碼基因）；（4）△S2 LF-PRLR過

7、表達引起腫瘤相關基因的表達變化。三組樣品的轉錄組中有30個腫瘤相關基因有表達差異，有27個腫瘤相關基因僅在△S2 LF-PRLR組表達，而在Con組及LF-PRLR組不表達。（5）△S2 LF-PRLR過表達改變部分凋亡相關基因的表達水平。三組中有11個凋亡相關基因表達有差異，其中9個凋亡相關基因僅在△S2 LF-PRLR表達，有2個抗凋亡基因在Con及LF-PRLR組均表達，但在△S2 LF-PRLR組不表達。（6）部分微小RNA（m

8、icroRNA）亦是△S2 LF-PRLR作用的靶點。三組樣品的轉錄組中有15個MicroRNAs有表達差異，有8個MicroRNAs僅在△S2 LF-PRLR組表達，4個MicroRNAs在△S2 LF-PRLR組不表達而在其他2組有表達。（7）△S2 LF-PRLR具有調節(jié)snoRNA表達的功能，三組中共有19個snoRNA基因表達有差異，其中13個是box C/D snoRNAs、6個是box H/ACA snoRNAs。其中有1

9、0個snoRNA基因在△S2 LF-PRLR不表達，而另外2組有表達，7個snoRNA基因僅在△S2 LF-PRLR表達，其他2組不表達。
　　根據(jù)實驗結果，本研究主要結論如次：（1）△S2 LF-PRLR過表達，能夠廣泛影響人類乳腺癌細胞（MCF-7）基因的表達。受其影響的包括編碼基因及非編碼基因。（2）對人類乳腺癌細胞（MCF）基因轉錄的影響，△S2 LF-PRLR顯然不同于全長的受體LF-PRLR。（3）△S2 LF-PRL