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摘要背景：前列腺癌是男性泌尿生殖系统最常见的恶性肿瘤之一，其发病率在发达国家中常年居于男性癌症中第一位。随着中国经济的快速发展，人民的医疗水平及医疗意识明显提高，其在我国的检出率及发病率逐年攀升，规模逐渐开始向欧美国家靠拢，这种趋势足以引起我们的警惕。同其他绝大多数肿瘤类似，前列腺癌的恶性进展，也被看作是多因素、多阶段的复杂进程。先前大批有关前列腺癌恶性进展的分析，从编码蛋白质的基因方向深入探索加以推进，而关于非编码基因在此之中所扮演的角色仍存有大量尚未探索的空间，其中长链非编码 RNA（long non-coding RNAs, lncRNAs）是非编码转录过程中的主要产物分子。近年来越来越多的研究结果表明存在种类繁多的LncRNA在前列腺癌中异常表达并发挥着重要的生物学功能。因此在研究前期，我们首先借助生物信息学手段，筛选出在前列腺癌组织中差异表达的LncRNA，分析该LncRNA与前列癌恶性程度及患者预后的相关性；随后，通过体外及体内细胞功能学实验，验证该 LncRNA 所具备的各类生物学功能；末尾再度依靠各类分子生物学实验，从而完成对该LncRNA在前列腺癌恶性进展的分子调控机制的探索。<br>　　第一部分 长链非编码 RNA CARMN在前列腺癌中的表达及其生物学功能<br>　　目的：发现前列腺癌中异常表达的长链非编码 RNA，并且研究其表达和前列腺癌临床病理的联系，以及对于前列腺癌患者预后的影响。<br>　　方法：通过生物信息学手段，在 GEO 数据库中选取 GSE8511、GSE17951 及GSE55945三个数据集筛选差异表达的LncRNA并取交集，通过TCGA及GEO数据库中 GSE35988 和 GSE70769 数据集进一步分析该 LncRNA 与前列腺癌临床病理的关系，还有对预后产生的影响。后续则是建立稳定过表达CARMN的LNCAP与DU145前列腺癌细胞株，依靠体外细胞功能学实验与裸鼠皮下成瘤实验，验证该LncRNA是否发挥相关的生物学功能。<br>　　结果：生物信息学方法筛选发现 LncRNA CARMN 为三个数据集交叉的差异表达LncRNA，TCGA 结果表明相比于正常组织（N=152）, CARMN 在前列腺癌组织（N=492）中表达显著下调(P＜0.05)；相比于Gleason评分＜7分的前列腺癌组织（N=45），CARMN在Gleason评分7~8分的前列腺癌组织（N=307）中表达显著下调（P＜0.01）；相比于Gleason评分＜7分的前列腺癌组织（N=45），CARMN在Gleason评分＞8分的前列腺癌组织（N=113）表达显著下调（P＜0.01）；相比于pT2期的前列腺癌组织（N=186）， CARMN在pT4期的前列腺癌组织（N=10）表达显著下调（P＜0.05）；前列腺癌中高表达CARMN的患者生存率显著高于低表达CARMN的患者。在GSE70769中，高表达CARMN的患者（N=46）无血清生化学复发生存率明显大于低表达CARMN的患者（N=46）（P=0.028）；在GSE35988中，相比于正常组织（N=12），CARMN在局限性前列腺癌组织中（N=49）表达显著下调（P＜0.05）；相比于正常组织（N=12）， CARMN在转移性前列腺癌组织中（N=27）表达显著下调（P＜0.001）；相比于局限性前列腺癌组织（N=49），CARMN 在转移性前列腺癌组织中（N=27）表达显著下调（P＜0.001）。对LNCAP及DU145细胞进行CARMN过表达的慢病毒转染之后，依靠荧光显微镜观察与qPCR检测，确认其具体的过表达效率。CCK-8细胞增殖实验结果证实过表达组的增殖能力，和对照组进行对比有明显减少；克隆形成实验结果证实过表达组的克隆形成显著小于对照组；Transwell 细胞迁移试验及划痕细胞迁移试验表明 CARMN 过表达组细胞迁移能力相比于对照组显著降低；裸鼠皮下成瘤实验表明 CARMN 过表达能够显著抑制瘤体的生长。<br>　　结论：生物信息学证据及体外体内细胞功能学实验结果均表明 LncRNA CARMN在前列腺癌中扮演极为关键的抑癌角色，但是其调控机制还要进行更加全面地探索。<br>　　第二部分 长链非编码 RNA CARMN抑制前列腺癌恶性进展的分子生物学机制探索<br>　　目的：探索 LncRNA CARMN 在前列腺癌中发挥抑癌功能的调控机制。<br>　　方法：通过细胞RNA原位杂交试验及细胞质核分离qPCR检测，证明LncRNA CARMN在前列腺癌细胞内的具体分布；通过RNA测序及基因富集分析探索CARMN过表达对前列腺癌细胞转录组影响；通过 RNA pulldown、质谱鉴定、Western blotting及 RIP 探索与 LncRNA CARMN 相互结合的蛋白并提出 CARMN 在前列腺癌中发挥抑癌功能机制的假说。<br>　　结果：细胞RNA原位杂交试验及细胞质核分离qPCR检测证明LncRNA CARMN在前列腺癌的细胞质及细胞核中均有表达存在，提示其在前列腺癌细胞内发挥着广泛的生物学功能；RNA 测序及基因富集分析结果表明 LncRNA CARMN 与 p53 信号通路相关；RNA pulldown 及质谱鉴定结果初步筛选出 G3BP2 为与 LncRNA CARMN 相互结合蛋白中最重要的蛋白。通过阅读文献我们发现CARMN与G3BP2及p53关系密切，结合我们的研究结果锁定住了G3BP2这一蛋白以及p53这一下游通路。Western blotting 及 RIP 的结果进一步验证 G3BP2 与 LncRNA CARMN 能够相互结合。<br>　　结论：通过上述结果我们提出假说：LncRNA CARMN 能够通过竞争性结合G3BP2，调控p53蛋白转入细胞核，从而发挥抑癌功能。在下一部分研究中，我们将进一步地阐明CARMN的具体调控机制。<br>　　第三部分 长链非编码 RNA CARMN通过竞争性结合G3BP2 调控p53蛋白转入细胞核<br>　　目的：进一步地阐明 LncRNA CARMN 在前列腺癌中发挥抑癌功能的具体调控机制。<br>　　方法：通过细胞免疫荧光实验、细胞质核分离 Western blotting 实验证明过表达CARMN对G3BP2及p53亚细胞分布的影响。通过表型回复试验验证CARMN发挥抑癌功能受到G3BP2的影响。<br>　　结果：细胞免疫荧光实验、细胞质核分离Western blotting实验表明过表达CARMN对p53的亚细胞分布产生影响，证明CARMN能够通过结合G3BP2间接促进p53蛋白转入细胞核。CCK-8细胞增殖回复实验表明在 CARMN 过表达细胞基础上同时过表达G3BP2其增殖能力得到部分增强；克隆形成回复实验表明CARMN过表达细胞基础上同时过表达G3BP2其克隆形成能力得到部分增强；Transwell细胞迁移回复试验及划痕细胞迁移回复试验表明CARMN过表达细胞基础上同时过表达G3BP2其迁移能力得到部分提高。<br>　　结论：本研究首次证明 CARMN 在前列腺癌之中发挥重要的肿瘤抑制效果， CARMN/G3BP2/p53调控通路在其中的发生发展中起重要作用。靶向这一异常激活的通路可能为前列腺癌患者提供新的疗法。