[00119193]核小分子非编码RNA U11调节膀胱癌细胞T24生长的机制研究

1. 课题来源与背景膀胱癌是最常见的泌尿系统肿瘤之一,全球发病率居所有恶性肿瘤第九位,其中在男性中排名第六,在女性中排名十位之后。在我国,虽然膀胱癌的发病率和死亡率均低于世界平均水平,但部分城市有发病率增高的趋势,严重威胁着患者的生存健康和生活质量。研究膀胱癌的发生发展机制对于提高膀胱的诊治率,具有重要的意义。 Cajal body（CB）是一种重要的细胞核内小体,存在于肿瘤、神经元、肌肉等代谢活跃的细胞中。大量核小分子非编码RNA聚集是其最显著的结构特征。肿瘤细胞中CB通过调节核小分子非编码RNA影响基因组空间结构和基因表达,其中U11是介导CB功能的最重要的核小分子非编码RNA。我们发现在生长快速的膀胱癌细胞中CB表达很高,而在生长缓慢的膀胱上皮细胞不表达;同时,膀胱癌细胞中 U11的表达显著高于正常膀胱上皮细胞。研究U11对膀胱癌细胞生长的影响以及机制,探讨其在膀胱癌发生发展中的作用,为膀胱癌干预治疗提供新的分子靶点。 2. 研究目的与意义目前相关研究尚未见报道。课题组结合对CB以及核小分子非编码RNA的研究积累,首次研究核小分子非编码RNA U11对膀胱癌细胞生长的影响以及机制,探讨其在膀胱癌发生发展中的作用,为膀胱癌干预治疗提供新的分子靶点。 3. 主要论点与论据本研究的意义主要体现在以下几点： ① 在课题研究过程中,通过对 404 例 膀胱癌组织和28例非癌组织的RNA-seq 数据进行分析,发现 U11的表达量均偏低,癌与非癌组织两组间 U11 的表达无显著差异;U11的表达也与膀胱癌的临床分期无显著相关。体外实验结果显示U11在膀胱癌T24细胞系中表达量极低。 ② 课题组对microRNA进行了相应的尝试,预实验过程中发现miR-517a-3p 和 miR-183-3p 在膀胱癌中的表达显著升高,并与临床分期显著相关,这两个 microRNA 有可能在膀胱癌的发生发展过程中发挥一定的作用。 因此,本课题组申请调整研究内容为研究 miR-517a-3p 和 miR-183-3p 在膀胱癌中的临床意义及作用机制。 ③ 我们通过使用多种不同在线工具查找膀胱癌中 miR-517a-3p 和 miR-183-3p 的靶基因。然后,挖掘 GEO 数据库中相关基因芯片数据（GSE24782）,进一步研究转染 miR-517a-3p 和 miR-183-3p 后膀胱癌细胞内的基因表达情况,获取表达差异基因。最后,取预测靶基因集与基因芯片显示差异基因的重叠基因进行GO及 KEGG 通路分析。通过数据挖掘,深入了解膀胱癌中 miR-517a-3p 和 miR-183-3p 靶标的功能以及调控网络。 ④ 课题组利用单因素和多因素cox回归分析的方法鉴定膀胱癌中与预后相关的 lncRNA和可变剪切事件,并分别构建新的预后指数用于预测病人的预后情况。挖掘 Multi-Experiment Matrix （MEM）数据库获取构建预后指数的 lncRNA 的共表达基因, 通过 PPI、GO 和 KEGG 通路分析,探索构建预后指数的 lncRNA 在膀胱癌中的分子机制。 ⑤ 本课题组还从mRNA表达数据中提取剪切因子的表达量,利用相关分析寻找可能 调控剪切事件发生的剪切因子,并构建剪切因子-剪切事件调控网络,进一步探索膀胱癌的发生发展机制。 4. 创见与创新 1) 本项目组首次研究核小分子非编码RNA U11对膀胱癌细胞的生长调控的作用。 2) 首次发现核小分子非编码RNA U11具有调节染色质空间结构的作用,在肿瘤的发生发展中可能具有重要意义。 3) 首次发现 miR-517a-3p和miR-183-3p 在膀胱癌中的表达显著升高,并与临床分期显著相关。 4) 首次通过数据挖掘,深入了解膀胱癌中miR-517a-3p 和 miR-183-3p靶标的功能以及调控网络。 5) 首次利用单因素和多因素cox回归的lncRNA和可变剪切事件,并分别构建新的预后指数用于预测病人的预后情况。 5. 社会经济效益,存在的问题本课题也达到了预期的社会经济效益。本项目原计划研究U11对膀胱癌细 胞生长的影响以及机制。然而,通过 404 例膀胱癌组织和 28 例 非癌组织的 RNA-seq 数据计算,发现 U11 的表达量均偏低,癌与非癌组织两组间 U11 的表达无显著差异;U11的表达也与膀胱癌的临床分期无显著相关。体外实验结果显示 U11 在膀胱癌 T24 细胞系中表达量极低。课题组对microRNA进行了相应的尝试,预实验过程中发现microRNA-517a-3p 和 microRNA-183-3p 在膀胱癌中的 表达显著升高,并与临床分期显著相关,这两个 microRNA有可能在膀胱癌的发生发 展过程中发挥一定的作用。因此,本课题组调整研究内容为研究 microRNA-517a-3p 和 microRNA-183-3p 在膀胱癌中的临床意义及作用机制,在课题推进过程中逐渐延伸 至整体评估膀胱癌中lncRNAs和可变剪切事件的预后价值并探索其生物学机制。 6. 历年获奖情况现本课题组已发表 5 篇 SCI 论文,人才培养方面,通过课题的开展训练了博士研究生1名;硕士研究生1名;另有1名硕士研究生顺利直博;1名本科生完成科研论文写作训练,圆满完成人才培养计划。 与本研究密切相关的5篇SCI论文： 1. Rong-Quan He （一作）, Zhi-Guang Huang, Yan-Ping Wei, Gang Chen, Xing-Gu Lin, Qiu-Yan Wang. Genetic alteration and prospective signaling pathways of miR-517a-3p in bladder cancer: a study based on miRNA sequencing data and bioinformatics methods. Int J Clin Exp. 2017;10（10）:14275-14289. 2. Jia-Min Gao, Lin-Zhen Huang, Zhi-Guang Huang, Rong-Quan He （通讯作者）. Clinical value and potential pathways of miR-183-5p in bladder cancer: A study based on miRNA-seq data and bioinformatics analysis. ONCOL LETT. 2018;15: 5056-5070. 3. Rong-Quan He （一作）, Xian-Guo Zhou, Qiao-Yong Yi, Cai-Wang Deng, Jia-Min Gao, Gang Chen, Qiu-Yan Wang. Prognostic Signature of Alternative Splicing Events in Bladder Urothelial Carcinoma Based on Spliceseq Data from 317 Cases. CELL PHYSIOL BIOCHEM. 2018;48:1355-1368. 4. Zhi-Guang Huang, Rong-Quan He （并列一作）, Zeng-Nan Mo Prognostic value and potential function of splicing events in prostate adenocarcinoma. INT J ONCOL 2018;53: 2473-2487. 5. Rong-Quan He （一作）, Zhi-Guang Huang, Tian-Yu Li, Yan-Ping Wei, Gang Chen, Xing-Gu Lin, Qiu-Yan Wang. RNA-Sequencing Data Reveal a Prognostic Four-lncRNA-Based Risk Score for Bladder Urothelial Carcinoma: An in Silico Updat e. CELL PHYSIOL BIOCHEM. 2018;50:1474-1495。