瘢痕疙瘩中lncRNA表达谱及基因组甲基化异常的初探

发布时间：2017-12-12 07:19

  本文关键词：瘢痕疙瘩中lncRNA表达谱及基因组甲基化异常的初探

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【摘要】：背景:瘢痕疙瘩是人类特有的皮肤纤维增生性良性肿瘤。长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)对编码基因转录的调控和DNA甲基化调控的表观遗传学基因调控,广泛参与各种生物学过程,在多种疾病尤其是肿瘤发病中发挥重要作用。研究表明,瘢痕疙瘩中存在lncRNA和DNA甲基化调控,但具体机制尚不清楚。目的:初步探讨lncRNA在瘢痕疙瘩中的表达以及其在瘢痕疙瘩发病机制中的潜在生物学作用。初步分析DNA启动子区甲基化调控在瘢痕疙瘩发病中所起的作用。方法:1.对5例瘢痕疙瘩组织(实验组)及瘤旁正常组织(对照组),进行lncRNA/mRNA芯片、lncRNA子类分析、信号通路分析及编码-非编码RNA共表达分析,筛选实验组和对照组中差异表达的lncRNA/mRNA,分析差异表达的lncRNA与mRNA之间相关作用关系。2.从瘢痕疙瘩组织、包皮组织中分别分离并培养原代瘢痕疙瘩成纤维细胞(实验组)、正常成纤维细胞(对照组),3例实验组和3例对照组通过lncRNA/mRNA芯片、信号通路分析方法,筛选出组织和细胞中共同差异表达的lncRNA/mRNA,以及目的lncRNA,并在组织样本中采用实时荧光定量PCR验证。3.对3例瘢痕疙瘩成纤维细胞和3例正常成纤维细胞进行甲基化DNA免疫沉淀-测序、启动子区差异甲基化表达分析,找出组织和细胞中共同差异表达的mRNA与启动子区差异甲基化的关系,筛选出目的mRNA并在组织和细胞样本中测定RNA相对表达水平,在扩大的组织样本中验证。结果:1.瘢痕疙瘩组织与正常组织相比,有3680个差异表达的lncRNAs和5448个差异表达的mRNAs。其中上调和下调的lncRNA分别为2238个和1442个;上调和下调的mRNA分别为2526个和2922个(差异倍数≥2且p值0.05)。2.上调的mRNAs主要参与细胞外骨架形成和细胞外基质合成,参与的信号通路最活跃的是细胞外基质受体相互作用通路,其余包括粘附、Wnt及PI3K/Akt通路等。下调的mRNAs主要参与物质代谢过程和氧化还原过程,参与的信号通路最活跃的为缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的降解通路,其余还有碳代谢通路等。3.lncRNAs子类分析中,72.5%geniclncRNAs与其相关的mRNAs调节方向一致,27.5%genic lncNRAs与其相关的mRNAs调节方向相反。393个enhancer-like lncRNAs和864个lincRNAs与其邻近的差异性表达的基因有调节变化。4.上调最活跃的通路中,5 个 mRNAs(COL5A2、COL6A2、ITGA1、ITGB1和 THBS3)有相关的 genic lncRNAs(ENST00000419029、uc010gqe.2、uc003jox.1、ENST00000414157 和 ENST00000447623)。下调最活跃信号通路中,仅ACAT2有相关的geniclncRNA:NR_037166。Wnt信号通路中,有 8 个 mRNAs 存在相关的 genic lncRNAs,1 个 mRNAs-PRKACB 有enhancer-like lncRNA-ENST00000439186,3 个 mRNAs(CTBP1、FZD1 和PRKACB)有 lincRNAs(TCONS_00007951、TCONS_00013884、TCONS_00014352 和 TCONS_00001546)。PI3K/Akt 信号通路中,9 个mRNAs 有相关的 genic lncRNAs,2 个 mRNAs(COL5A1 和 THBS2)有enhancer-like lncRNAs(ENST00000423455、ENST00000439730 和ENST00000413324),5 个 mRNAs 存在 lincRNAs。5.mRNAs-lncRNAs 共表达分析中,ITGB1、COL5A2 是与 lncRNAs 交联最多的基因。一个lncRNA可与多个mRNAs相互作用,一个mRNA可与多个lncRNAs相互作用。6.与正常成纤维细胞相比,瘢痕疙瘩成纤维细胞中有1231个差异表达的lncRNAs和1744个差异表达的mRNAs。其中上调和下调的lncRNAs分别为738个和493个,上调和下调的mRNAs分别为1165个和579个(差异倍数≥2且p值0.05)。7.瘢痕疙瘩组织和瘢痕疙瘩成纤维细胞中有71-个共同差异表达的lncRNAs,271个共同差异表达的mRNAs。其中59个为上调的lncRNAs、12个为下调的lncRNAs,上调和下调的mRNAs分别为183个和88个。8.lncRNA(uc003jox.1、ENST00000414157 和 ENST00000439703)表达上调并且与PI3K/Akt信号通路密切相关。在瘢痕疙瘩组织中lncRNA(uc003jox.1和ENST00000439703)表达较正常组织高。9.瘢痕疙瘩成纤维细胞中存在758个与mRNA相关的启动子区差异甲基化,其中380个为与mRNA相关的启动子区差异高甲基化,378个为与mRNA相关的启动子区差异低甲基化。10.在组织和细胞中共同相对高表达,且启动子区低甲基化的mRNAs有STEAP1、SLC38A5、CRISPLD2和IL32。在组织和细胞中共同相对低表达,且启动子区高甲基化的mRNA为ALX1。11.在细胞中,目的mRNAs(STEAP1、SLC38A5和IL32)实验组表达高于对照。在组织中,目的mRNAs(STEAP1、SLC38A5和CRISPLD2)实验组表达高于对照。结论:1.多种lncRNAs和mRNAs的相互作用参与瘢痕疙瘩的发生和发展。2.PI3K/Akt信号通路激活,且与之相关的lncRNAs(uc003jox.1和ENST00000439703)在瘢痕疙瘩中表达增高。3.高表达的mRNAs(STEAP1、SLC38A5和CRISPLD2)启动子区低甲基化调控在瘢痕疙瘩发病中发挥作用。
【学位授予单位】：北京协和医学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R739.5

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本文编号：1281642