長鏈非編碼RNA-HOXD-AS1在肝癌中的功能和機制研究.pdf

1、原發(fā)性肝細胞癌是世界范圍內(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，確診時已大多屬于肝癌晚期，錯過了手術(shù)治療的最佳時機。而另一方面，肝癌的易擴散、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)致了肝實質(zhì)細胞的的惡性轉(zhuǎn)化。盡管在肝癌的診斷和治療上已經(jīng)取得了長足的進步，但是由于肝癌發(fā)生發(fā)展過程中錯綜復(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)病的分子機制，尋找更特異的肝癌早期診斷的分子標志物，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。
　　真核生物基因表達調(diào)控的普遍觀念一直是以蛋白質(zhì)編碼基因為中心，然而隨著非編碼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)實驗技術(shù)等手段在臨床肝癌組織、體外肝癌細胞系和體內(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)控機制進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，并與肝癌患者的臨床病理指標和預(yù)后生存密切相關(guān)。
　　我們通過LncRNAs高通量表達譜芯片技術(shù)發(fā)現(xiàn)了一個全新的、尚未報道過的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，并且其異常高表達可能是多種上皮組織來源的惡性腫瘤中一個共性現(xiàn)象。同時，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在肝癌中的表達水平與臨床患者的術(shù)后生存期進行統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)HOXD-AS1的表達量越高則可能預(yù)示著肝癌患者的預(yù)后生存情況越差。
　　二、HOXD-AS1可以促進肝癌的異常增殖并增強其轉(zhuǎn)移和侵襲能力。
　　我們利用功能獲得性和功能缺失性實驗方法在體外細

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在體外細胞水平可以促進肝癌細胞的增殖和定植能力，并且能夠抑制肝癌細胞的凋亡。此外，HOXD-AS1還能增強肝癌細胞的遷移和侵襲的潛力。與此同時，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能夠顯著增強肝癌轉(zhuǎn)移的能力，促

8、進肝癌的遠端轉(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，促進其組蛋白去乙?；?，從而抑制了RGS3基因的表達，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基因的表達升高，激活了Mek、Erk信號通路，促進了肝癌的發(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的表達抑制，后者通過激活磷酸化的Akt，促進了肝癌的轉(zhuǎn)移。
　　綜上所述，我們發(fā)現(xiàn)了一個與肝癌發(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在肝癌中的分子機制;