RUNX3基因遗传变异、表达水平与膀胱癌和黑色素瘤发生的流行病学及机制研究

发布时间：2019-06-04 17:00

【摘要】：膀胱癌是常见的泌尿系统恶性肿瘤,其发病率和死亡率均居泌尿系统肿瘤的首位。近年来,全球范围内膀胱癌的发病率呈上升趋势。在中国,其发病率上升的趋势更加明显,成为威胁我国居民健康的重大公共卫生问题。膀胱癌的形成是一个多因素参与的过程,是环境危险因素和个体遗传因素共同作用的结果。流行病学调查显示,吸烟和职业暴露是膀胱癌最明确的环境危险因素,但研究同时发现,处于同样环境暴露下的个体具有不同的膀胱癌发病风险,罹患膀胱癌后病情进展速度和生存时间也往往不同,提示遗传因素在膀胱癌易感和预后中发挥重要作用。转化生长因子?(TGF-?)是一种多功能的生长因子,在许多生物学过程中发挥重要作用。RUNX3基因编码的RUNX3蛋白是转化生长因子?信号通路的重要成员之一。RUNX3蛋白与其辅助因子共同与靶基因启动子区域结合,激活或抑制下游一系列基因的表达。Runx3敲除小鼠由于细胞增殖加快和凋亡水平降低出现上皮增生,同时对TGF-?的生长抑制效应性敏感下降,因此RUNX3基因被认为是一种肿瘤抑制基因。同时,RUNX3还可以与多种不同种类的蛋白相互作用从而发挥广泛的生物学功能。人类基因组计划(Human Genome Project, HGP)研究表明,基因组中的遗传变异会影响基因的结构和功能,而单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphism, SNP)是遗传变异中最常见的一种类型。在疾病的分子遗传学研究中,SNP被广泛用作包括肿瘤在内的各种疾病的分子标志物。大量的研究结果显示,SNP可以影响肿瘤的遗传易感性和预后。作为TGF-?信号通路的重要成员,RUNX3基因的遗传变异可能会影响TGF-?通路信号的强弱和能否正常传导,参与包括膀胱癌在内的多种肿瘤的发生、发展和预后。在本研究中,我们以标签SNP(tagging SNP, tSNP)为选点策略,通过病例-对照研究探讨RUNX3基因多态性改变与膀胱癌遗传易感性之间的关联,通过前瞻性队列研究探讨RUNX3基因多态性改变与膀胱癌预后之间的关联。本研究通过寻找膀胱癌易感和预后的生物标志物,为今后膀胱癌易感人群的筛查和个体化预防、临床决策的制定和个体化治疗提供重要线索。第一节RUNX3基因遗传变异与膀胱癌易感性的关联研究研究对象包括368例经病理组织学确诊的膀胱癌新发病例和368例在年龄和性别上与病例匹配的对照。采用tSNP的选点策略,筛选出10个常见SNPs以覆盖整个RUNX3基因(包括上下游各2,000bp)的多态性改变。单位点Logistic回归结果显示,对于SNP7 rs760805位点,在调整了年龄、性别、吸烟和饮酒以后,与携带AT/TT基因型者相比,携带AA基因型的个体罹患膀胱癌的风险增加了97% (调整OR = 1.97, 95%CI = 1.44-2.69)。进一步分层分析发现,携带AA基因型的个体罹患膀胱癌的风险在高年龄( 65岁) (OR = 2.83, 95%CI = 1.77-4.53)、男性(OR = 2.16, 95%CI = 1.52-3.07)、吸烟者(OR = 3.46, 95%CI = 2.16-5.54)和饮酒者(OR = 2.60, 95%CI = 1.58-4.27)中更加明显。单倍型分析显示,与最常见的单倍型AGCTTGTGAG相比,携带单倍型TATCCCAAAA和AGCTTGAGAG的个体罹患膀胱癌的风险性分别增加了1.37倍(OR = 2.37, 95%CI = 1.16-4.83)和1.70倍(OR = 2.70, 95%CI = 1.08-6.72)。多因子降维分析发现,SNP7 rs760805和吸烟状态对于膀胱癌的发生具有相乘交互作用(P = 0.001),SNP3 rs11249206与吸烟状态对于膀胱癌的发生具有相加交互作用(P = 0.032)。SNP3 rs11249206、SNP5 rs1395621、SNP7 rs760805、SNP8 rs2236852和三分类的累计吸烟剂量是预测膀胱癌风险的最佳五因子模型。我们对最佳模型的五个变量根据多因子降维软件进行二分类(危险层和非危险层),结果显示,处于危险层的个体罹患膀胱癌的风险显著增加了5.37倍(OR = 6.37, 95%CI = 4.57-8.87; P = 7.03×10~（-28）)。上述结果提示,RUNX3基因遗传变异与膀胱癌易感性有关,其中SNP7rs760805 AA基因型可能是中国汉族人群罹患膀胱癌的危险基因型。第二节RUNX3基因遗传变异与肿瘤易感性的Meta分析通过检索数据库,最终有3篇研究被纳入本次Meta分析,共有病例1,259人,对照2,333人。我们探讨了RUNX3基因SNP1 rs6672420和SNP7 rs760805与肿瘤易感性之间的关联。研究结果显示,对于SNP1 AT,与AA基因型相比,携带AT基因型的个体发生肿瘤的风险显著降低(OR = 0.79, 95%CI = 0.62-0.99)。对于SNP7 TA,与TT基因型相比,携带AA基因型者发生肿瘤的风险增加了32%(OR = 1.32, 95%CI = 1.07-1.62)。同时,在隐性模型(AA versus AT/TT)中,携带AA基因型的个体发生肿瘤的显著风险增加了47%(OR = 1.47, 95%CI = 1.00-2.16)。此外,我们没有发现研究中存在显著的异质性和发表偏倚。这些结果说明,RUNX3基因多态性与肿瘤易感性有关。该结果尚需今后更大样本量研究来进一步验证。第三节RUNX3基因遗传变异与膀胱癌复发、进展和生存的前瞻性队列研究本研究在229例成功完成随访的膀胱癌患者中探讨RUNX3基因多态性与膀胱癌复发、进展和生存之间的关联。在163例浅表性膀胱癌中,我们发现,RUNX3 SNP3 rs11249206 CT位点三种基因型携带者的进展时间显著不同(Log-rank P = 0.020)。单因素Cox回归分析显示,在隐性模型中,与携带CC/TC基因型者相比,TT基因型携带者预后较差,发生进展的风险显著增加(HR = 4.22, 95%CI = 1.39-12.85),多因素调整以后, TT基因型仍然具有显著的预后效应(HR = 4.30, 95%CI = 1.37-13.46)。在全部229例膀胱癌中,SNP3 rs11249206 CT位点与膀胱癌患者的生存时间显著相关(Log-rank P = 0.024)。单因素Cox回归分析显示,在隐性模型中,与携带CC/TC基因型者相比,携带TT基因型的患者预后较差,死于膀胱癌的风险显著增加(HR = 10.24, 95%CI = 1.29-81.20),多因素调整以后,我们发现TT基因型仍然具有显著的预后效应(HR = 10.61, 95%CI = 1.32-85.32)。我们将RUNX3基因的10个位点进行联合分析,结果发现,随着携带危险等位基因个数的增加,患者发生进展和死亡的危险性均显著增加。本研究结果表明,RUNX3基因遗传变异与膀胱癌预后有关,其中SNP3 rs11249206 CT可以作为中国人群膀胱癌患者预后的分子标志物。黑色素瘤是来源于黑色素细胞的恶性皮肤肿瘤,是所有恶性肿瘤中发病率增长速度最快的肿瘤。黑色素瘤的发生是外界环境与遗传基因相互作用的结果。目前,过度的日晒、紫外线照射是黑色素瘤的危险因素已经得到广泛认可。虽然早期黑色素瘤可以通过手术切除得以治愈,转移性黑色素瘤的预后却很差,由于黑色素瘤导致的死亡人数占所有皮肤肿瘤死亡人数的80%。肿瘤转移是癌症患者死亡的主要原因。在该过程中,许多信号分子被激活,形成复杂的信号网络。其中,细胞迁移是肿瘤转移的重要基础,细胞骨架的重组是细胞发生迁移的一个必要条件。因此,深入理解控制肿瘤转移的信号网络,对于阻止肿瘤转移和提高肿瘤患者生活质量是非常必要的。 TGF-信号通路中关键基因表达水平改变与黑色素瘤细胞迁移能力之间的关联已有报道,而RUNX3作为此通路的另一重要成员,其表达水平与黑色素瘤细胞迁移能力的关联目前尚无研究报道。本研究发现,高表达RUNX3可以显著抑制黑色素瘤细胞的迁移能力。同时,我们构建两阶段组织芯片来研究RUNX3在黑色素瘤不同阶段的表达水平。结果显示,随着黑色素瘤的不断进展,RUNX3的阳性表达水平随之下降。在两阶段组织芯片中,RUNX3阴性表达组病人的预后显著差于RUNX3阳性表达组病人。此外,无论是对于原发性患者还是转移性患者,与RUNX3阴性表达组相比,RUNX3阳性表达组死亡的风险均显著降低。多因素Cox回归分析显示,RUNX3表达水平是黑色素瘤患者独立的预后因素。我们的结果提示,RUNX3与黑色素瘤细胞迁移能力显著相关,在黑色素瘤发病过程发挥重要作用,RUNX3的表达水平可以作为黑色素瘤预后的新的分子标志物。
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【学位授予单位】：南京医科大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：R737.14;R739.5

【参考文献】