恶性黑素瘤的转录组学及转移相关分子机制的研究

发布时间：2017-09-14 01:01

  本文关键词：恶性黑素瘤的转录组学及转移相关分子机制的研究

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【摘要】：研究背景 恶性黑素瘤是一种高度侵袭和高致死率的恶性肿瘤。多发生于皮肤,占皮肤恶性肿瘤第三位。也可发生于眼睛、肠道粘膜和颅内等。占皮肤肿瘤死亡人数的80%。近年来,恶性黑素瘤发病率每年以4-6%速度上升。早期发现可手术切除，但对已转移病例，目前无有效治疗方法。黑素瘤的形成是一个多步骤、多因素过程，包括众多基因的改变。从基因组和转录组的水平研究参与这些过程中的基因变化和基因表达谱，有助于人们认识黑素瘤的发生发展过程。既往的研究基于基因芯片或其他肿瘤研究的数据，很难发现对恶性黑素瘤转移起特异作用的基因或潜在未发现的功能基因。因此获得恶性黑素瘤的完全基因表达谱尤为重要。 RNA-seq是利用第二代测序技术对转录组进行研究的高通量方法，可以对转录组进行精确定量分析。我们拟利用RNA-seq的方法对黑素瘤细胞进行全转录组范围基因表达谱的测序和比较分析。比以前的黑素瘤表达谱研究，通量大大提高，，基本可以覆盖所有表达的基因。因此若比较恶性黑素瘤的转移和低转移组织，可能发现与转移相关的重要因素。本研究的 目的:1利用高通量测序方法（RNA-seq）获得恶性黑素瘤的基因表达谱;2建立分析恶性黑素瘤基因差异表达的数学模型;3对所得基因表达谱进行聚类分析和筛选候选基因；4利用功能试验验证候选基因的生物学效应。 方法：1利用RNA-seq技术对反映黑素瘤不同状态的细胞株：正常黑素细胞株（HEMn-LP）、低转移性恶性黑素瘤细胞株（A375）和转移性恶性黑素瘤的胞株（A2058）进行深度测序和基因表达谱分析；2通过IDEG6、DAVID、GO、KEGG和IPA等分析方法对三个细胞系所得基因表达谱进行差异分析;3根据差异基因表达变化的方式和程度建立9种趋势和41种亚趋势的数学分析模型；4筛选候选基因并在A375中过表达候选基因，通过迁移及穿透试验等验证其生物学活性。 结果：1获得HEMn-LP、A375、A2058三个细胞株的基因表达谱，2基因表达谱的据类分析表明肿瘤细胞株的基因表达与正常黑素细胞株显著差异；3肿瘤细胞株染色体9、11、12、14的基因表达与黑素细胞株差异显著；4scUscU模式中聚集的基因差异表达显著并与恶性黑素瘤生物功能相关；5候选基因CTGF、Twist1和MAGEA1可提高A375的迁移及穿透力。 结论：1与恶性黑素瘤发生和转移相关的基因大多聚集在染色体9、11、12、14上；2我们建立的9类41种亚趋势的数学模型可用于筛选与恶性黑素发生和转移的候选基因；3scUscU中聚集的差异表达基因大多与恶性黑素瘤转移密切相关。4利用上述分析方法筛选的CTGF、Twist1和MAGEA1作为候选基因在A375中过表达可明显提高恶性黑素瘤细胞的迁移和转移能力。
【关键词】：恶性黑素瘤 肿瘤转移 基因表达测序 基因表达模式
【学位授予单位】：中国人民解放军医学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R739.5
【目录】：

• 中文摘要7-9
• Abstract9-11
• 缩略词11-12
• 第一部分 恶性黑素瘤转录组研究12-45
• 前言12-15
• 1.方法15-27
• 1.1 实验材料15
• 1.2 主要仪器与设备15-16
• 1.3 主要试剂与耗材16
• 1.4 实验方法16-23
• 1.4.1 细胞培养16-18
• 1.4.2 总 RNA 提取18-19
• 1.4.3 mRNA 分离19-20
• 1.4.4 SOLiD 转录组 cDNA 文库的构建20-22
• 1.4.5 SOLiD 上机前准备22-23
• 1.5 数据分析方法23-27
• 1.5.1 SOLiD 测序序列与基因组对比23-24
• 1.5.2 构建 Junction 数据集24
• 1.5.3 基因表达丰富度的统计24-25
• 1.5.4 差异表达基因的鉴定和功能分析25
• 1.5.5 差异表达基因在染色体上的分布研究25-26
• 1.5.6 差异表达基因调控网络和细胞转导通路的构建26
• 1.5.7 基因差异表达数学模型的构建26-27
• 2.结果27-40
• 2.1 mRNA 转录组文库的构建27
• 2.2 RNA-seq 数据质量控制研究27-28
• 2.3 RNA-seq 数据分析28-30
• 2.4 基因表达丰度的统计30-31
• 2.5 A375 和 A2058 细胞株差异表达基因的分析31-33
• 2.6 恶性黑素瘤相关基因的染色体分布特点33-34
• 2.7 与恶性黑素瘤转移相关的信号转导通路34-36
• 2.8 与恶性黑素瘤发生、转移相关的基因表达模式36-37
• 2.9 鉴别 scUscU, scUscD1 和 scDscU2 的网络37-40
• 3. 讨论40-44
• 4. 结论44-45
• 第二部分 恶性黑素瘤转移相关分子机制的研究45-69
• 前言45-47
• 1.材料与方法47-58
• 1.1 细胞和质粒47
• 1.2 实验试剂和仪器47-50
• 1.2.1 实验试剂和耗材47-48
• 1.2.2 试剂盒48-49
• 1.2.3 常用溶液和培养基49
• 1.2.4 实验仪器49-50
• 1.3 实验方法50-58
• 1.3.1 基因过表达载体构建50-52
• 1.3.2 化学转染(Lipofeactmine 2000)52
• 1.3.3 免疫印迹技术(Western blot)52-54
• 1.3.4 实时定量 PCR (Quantitative Real time PCR)54-56
• 1.3.5 细胞培养56-57
• 1.3.6. 细胞迁移实验57
• 1.3.7. 细胞侵袭实验57-58
• 2. 结果58-63
• 2.1 与恶性黑素瘤转移相关的候选基因的确定58-59
• 2.2 候选基因的 real time-PCR 验证59-60
• 2.3 CTGF、Twist1、MAGEA1 过表达可促进 A375 迁移和侵袭60-63
• 3. 讨论63-68
• 4. 结论68-69
• 文献综述69-75
• 参考文献75-80
• 研究生期间发表论文80-82
• 致谢82-83

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 陈华江,王杰军;基质金属蛋白酶及其抑制物与肿瘤侵袭转移的关系[J];国外医学(肿瘤学分册);2001年01期

2 李荟元;;恶性黑素瘤最新动态(二)[J];中国美容医学;2008年02期

3 齐菲菲;贺福初;姜颖;;肿瘤转移研究的现状与趋势[J];生物化学与生物物理进展;2009年10期

4 牛纪晓;叶丽亚;娄晋宁;;细胞粘附分子在肿瘤转移中的作用[J];中日友好医院学报;2006年02期

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本文编号：846932