酮体代谢关键基因抑制肾透明细胞癌增殖和转移的研究

发布时间：2020-04-21 06:34

【摘要】：研究背景肾细胞癌是泌尿系统中一种最常见的恶性肿瘤,约占成年人肾脏肿瘤的90%。肾细胞癌中最常见的病理类型为肾透明细胞癌,约占肾细胞癌的80%。以现在的技术手段,肾透明细胞癌早期诊断还比较困难,约30%-50%的患者在确诊时已经发生了转移。由于肾透明细胞癌生物学特征复杂,而且对放化疗均不敏感,目前根治性或部分肾切除是治疗肾细胞癌的主要手段。虽然外科疗效确切,但仍有20%-40%的患者术后出现局部复发或远处转移。Ⅲ期和Ⅳ期肾透明细胞癌患者预后差,5年生存率仅有50%和10%。因此,对肾透明细胞癌发生发展和转移机制进行研究,将有利于肾透明细胞癌的临床诊断和治疗。酮体是脂肪酸在肝细胞分解氧化时产生的中间产物,包括乙酰乙酸、β-羟丁酸和丙酮。酮体由肝脏产生,然后转运至心、肾、脑及骨骼肌组织中进行利用。肾脏作为酮体利用的重要器官,其酮体代谢能力很强。酮体作为体内代谢的重要产物,与肿瘤的发生发展有着紧密的关系。ACAT1、BDH2和HMGCL作为酮体代谢的关键基因在多种肿瘤的研究中都有相关报道,而在肾透明细胞癌中研究较少。因此,本文将探索酮体代谢关键基因ACAT1、BDH2和HMGCL在肾透明细胞癌中的表达情况,并且探究其在肾透明细胞癌中的生物学功能。研究目的:探索ACAT1,BDH2和HMGCL基因在肾透明细胞癌中的转录表达水平,及其对酮体代谢的调控作用,探究ACAT1,BDH2和HMGCL的异常表达对肾透明细胞癌恶性生物学行为的影响。研究方法:1.通过生物信息学的方法,运用GCBI平台、TCGA数据库和GEPIA网站分析ACAT1、BDH2和HMGCL在肾透明细胞癌m RNA转录水平以及与临床参数的关系。2.分别通过实时荧光定量PCR和免疫组织化学染色法分别验证ACAT1、BDH2和HMGCL在肾透明细胞癌c DNA芯片中和肾透明细胞癌组织芯片中的转录和表达情况。3.构建外源性过表达ACAT1、BDH2和HMGCL的肾透明细胞癌细胞系,通过CCK-8实验绘制生长曲线,2D细胞迁移实验和3D细胞侵袭实验来检测ACAT1、BDH2和HMGCL基因对肾透明细胞癌中的恶性肿瘤生物学的影响。4.检测外源性过表达ACAT1、BDH2和HMGCL的肾透明细胞癌细胞系细胞中的酮体含量。5.利用外源性酮体处理肾透明细胞癌细胞系,通过CCK-8实验来验证外源性酮体对肾透明细胞癌细胞系增殖能力的影响。研究结果:1.ACAT1、BDH2和HMGCL基因在肾透明细胞癌中表达水平下调。我们通过分析生物信息学数据,结果发现相比于正常肾脏组织,ACAT1、BDH2和HMGCL在肾透明细胞癌组织中表达下调。而且ACAT1、BDH2和HMGCL的表达量与肾透明细胞癌的生存和预后相关。进一步通过RT-q PCR验证ACAT1、BDH2和HMGCL基因在肾透明细胞癌组织中转录表达水平低于癌旁组织,差异具有统计学意义。进一步利用免疫组织化学染色方法,比较90例肾透明细胞癌和90例癌旁组织,发现在癌组织中ACAT1、BDH2和HMGCL蛋白表达水平显著低于癌旁组织,两者之间差异具有统计学意义。结果提示,ACAT1、BDH2和HMGCL基因在肾透明细胞癌中表达下调。并且表达量高低与部分临床参数相关。2.外源性过表达ACAT1,BDH2和HMGCL基因抑制肾透明细胞癌细胞的恶性生物学能力通过CCK-8细胞增殖实验、细胞划痕愈合实验和Transwell实验,发现外源性过表达ACAT1,BDH2和HMGCL可以抑制肾透明细胞癌的增殖能力和侵袭能力;外源性过表达ACAT1和BDH2可以抑制肾透明细胞癌的迁移能力。提示ACAT1,BDH2和HMGCL基因可抑制肾透明细胞癌细胞的恶性生物学行为。3.酮体β-羟丁酸抑制肾透明癌细胞增殖能力。通过β-羟丁酸检测试剂盒检测发现,外源性过表达ACAT1和HMGCL基因可以增加肾透明细胞癌细胞中的酮体含量。通过CCK-8实验发现,外源性酮体β-羟丁酸可抑制肾透明细胞癌细胞的增殖能力,且其抑制强度随着β-羟丁酸浓度升高而逐渐增加,具有浓度依赖性,提示ACAT1,BDH2和HMGCL基因可能是通过调控酮体代谢从而影响肾透明细胞癌的增殖。研究结论:1.ACAT1、BDH2和HMGCL基因在肾透明细胞癌中转录和表达下调,而且表达量高低与患者预后有联系。2.过表达ACAT1,BDH2和HMGCL可以抑制肾透明细胞癌的增殖和侵袭能力;过表达ACAT1和BDH2可以抑制肾透明细胞癌迁移。3.过表达ACAT1和HMGCL可以增加肾透明细胞癌细胞中β-羟丁酸的含量。4.外源性酮体β-羟丁酸抑制肾透明癌细胞增殖能力。
【图文】：

肾透明细胞癌,基因表达,芯片,平台

将酮体代谢相关基因筛选出来，绘制了热图（Heatmap）。通过热图，我们发现相比于正常肾组织，ACAT1、BDH2和HMGCL基因在肾透明细胞癌中表达下调。（如图1-1）图1-1：通过GCBI平台，发现肾透明细胞癌芯片中ACAT1、BDH2和HMGCL基因表达下调。Figure 1-1: Down-regulation of ACAT1, BDH2 and HMGCL gene expression in renal clear cell carcinomachips by GCBI.

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明细胞癌和癌旁中的mRNA表达量。运用独立样本t检验的方法计算出，这三个基因在肾透明细胞在组织中的mRNA水平的表达量显著下调，差异具有统计学意义（P<0.05，如图1-2）.图1-2：TCGA数据库中ACAT1、BDH2和HMGCLL在肾透明细胞癌和癌旁组织中的表达量Figure 1-2: ACAT1, BDH2, and HMGCLL expression in renal clear cell carcinoma and adjacent tissues inthe TCGA database2.2 ACAT1、BDH2 和 HMGCL 基因表达量与临床参数的关系，高表达的患者预后更好我们从TCGA数据库中提取了ACAT1、BDH2和HMGCL三个基因在肾透明细胞癌和癌旁中的mRNA表达量以及相对应的临床参数，分析了三个基因的表达量与临床参数的关系。我们发现ACAT1基因在较低的病理分期、较低的G分期、较低的T分期和没有远处转移的人群中表达量更高，差异具有统计学意义。BDH2基因在女性，较低的病理分期、较低的T分期、没有淋巴结转移和没有远处转移的人群中表达量更高，，差异有统计学意义。HMGCL基因在较低的病理分期、较低的T分期的人群中表达量更高，差异有统计学意义。（见表1-1）表1-1：TCGA数据库中ACAT1、BDH2和HMGCLL的表达量与临床参数的关系。Table 1-1: Relationship between expression levels of ACAT1, BDH2 and HMGCLL and clinical parametersin the TCGA database.
【学位授予单位】：广西医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R737.11

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