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LncRNA HOTAIR基因及其遗传变异与胃癌易感及预后的研究

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  • 【题名】:LncRNA HOTAIR基因及其遗传变异与胃癌易感及预后的研究
  • 【年度】:2019
  • 【作者】:朱海霞
  • 【关键词】:胃癌  SNP  长链非编码RNA  HOTAIR  病例对照研究  预后  生物标志物  分子流行病学
  • 【摘要】:胃癌是严重危害我国居民健康的恶性肿瘤之一,其发病率和死亡率长期占据消化系统肿瘤首位,造成了极大的健康负担。胃癌发病缺乏典型的临床特征,这给胃癌早期诊断带来了很大的挑战。同时,胃癌患者的复发率和转移率均较高,这是胃癌患者生存期短、预后效果不佳的重要原因。因此,开展对胃癌病因学和发病机制的研究,筛选可靠的胃癌发病及预后生物标志物,是防治胃癌的重要手段。研究表明,胃癌的发生发展是由环境因素和遗传因素等共同作用的结果。大量的流行病学调查结果认为,幽门螺旋杆菌感染(Helicobacter pylori,HP)、高盐质饮食、膳食纤维摄入不足,吸烟和饮酒等是常见的胃癌致病因素。但是,胃癌患病的个体差异和家族聚集性均提示遗传因素在其中扮演着重要的角色,遗传变异是个体罹患疾病的重要生物学基础,其中单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)是最常见的遗传变异类型。SNP是指在基因组水平上由单个核苷酸突变引起的DNA序列改变,是最常见的遗传变异。SNP的存在可直接影响宿主基因或间接影响临近基因的表达水平,这为研究疾病高危人群的易感性提供了重要的手段。本研究着眼于已报道的肿瘤易感基因长链非编码基因(long non-coding RNA,lnc RNA)HOTAIR,基于两阶段的病例对照研究,鉴定并评估lnc RNA HOTAIR及其周围的SNP位点与胃癌发生发展的关联,进一步结合细胞分子生物学实验等策略,进一步阐述lnc RNAHOTAIR影响胃癌易感的生物学机制。第一部分Lnc RNA HOTAIR基因遗传变异与胃癌易感性的研究长链非编码RNA(long noncoding RNA,lnc RNA)是指长度大于200个核苷酸且通常不编码蛋白质的RNA,作为表观遗传学中的重要组成部分,lnc RNA可参与细胞生长、分化等多种生理过程,这使得其逐渐成为肿瘤领域的研究热点。本部分研究集中探讨已报道的肿瘤易感基因lnc RNA HOTAIR上的可遗传变异SNP位点与胃癌发病风险的关联性,并分析lnc RNA HOTAIR及其遗传变异参与胃癌发生发展的生物学机制。我们调用Hap Map数据库,筛选lnc RNA HOTAIR上的标签SNPs,运用两阶段病例对照的研究方法,在相加、显性、隐性和共显性模型四种基因模型中分析候选SNP位点与胃癌发生风险的关系。结果发现lnc RNA HOTAIR上存在与胃癌发病显著相关的SNP位点rs4759314,且在显性和共显性模型中,AG基因型的携带者罹患胃癌的风险显著增高。为揭示rs4759314影响胃癌易感的潜在机制,我们在胃癌患者组织中检测rs4759314的宿主基因HOTAIR和HOXC11的表达水平情况,发现携带AA基因型患者,HOTAIR和HOXC11基因的表达水平显著下降,TCGA数据库(The Cancer Genome Atlas)进一步证实了我们的结果。进一步构建细胞模型,在胃癌细胞中检测rs4759314不同等位基因的荧光素酶活性,结果发现,在胃癌细胞中,携带G等位基因型者其荧光素酶活性显著高于A基因型者,提示位点rs4759314所在区域可能存在某些等位基因特异结合的转录因子结合区,从而改变转录因子的结合状态参与胃癌易感。这些研究初步揭示了lnc RNA HOTAIR上的SNP位点rs4759314参与胃癌易感及其可能的分子作用机制。第二部分Lnc RNA HOTAIR基因表达与胃癌预后的研究胃癌作为全球范围内的高发消化道恶性肿瘤,预后较差,五年生存率较低。在目前的诊疗水平下,胃癌患者即使接受相同的治疗,获得较佳治疗效果的也只在少数。因此,寻找和确定胃癌的预后标志物,用于指导临床治疗和预测疗效显得尤为迫切和必要。尽管多项研究已经评价了HOTAIR基因表达与胃癌预后的关系,但是研究结果并不完全一致,因此本研究拟通过定量的荟萃分析(meta-analysis)更为系统的的评估HOTAIR基因表达水平与胃癌预后的关系,并使用本课题组的胃癌预后随访样本,进行进一步验证,同时探讨HOTAIR基因表达与消化道肿瘤预后的关系。本研究在Pub Med数据库中检索关于HOTAIR基因表达水平与胃癌及消化道肿瘤患者预后关系的文献,通过meta分析的方法评价HOTAIR基因表达对胃癌及消化道肿瘤患者预后的价值。同时,对本研究随访的71例胃癌患者的组织样本,提取RNA,采用RT-PCR的方法检测胃癌组织HOTAIR基因表达水平差异。最后使用Kaplan-Meier方法计算生存曲线,并进行log-rank检验,从而评价HOTAIR基因表达水平对胃癌患者预后的影响。通过关键词系统的文献检索,共有6项关于HOTAIR基因表达水平与胃癌患者预后关系的研究纳入本研究进行meta分析。分析显示,HOTAIR高表达与胃癌预后不良有关(HR:1.63,95%CI:1.30-2.04),根据HR来源和随访人数进行分层分析,发现与总体分析结果一致。本次meta分析异质性较低(I2=0.0%,P=0.474),Egger检验(P=0.909)和Begg检验(P=0.881)未发现明显发表偏倚。进一步在胃癌组织中进行验证,发现71例胃癌组织样本中,53例为HOTAIR低表达样本,18例为HOTAIR高表达样本,两组在年龄、性别、临床病理特征和辅助化疗方面无统计学差异(P>0.05),HOTAIR高表达组患者的预后较差(HR:2.10;95%CI:1.10-4.03;log-rank P=0.022),与meta分析结果一致。最后,15项研究包括1,563名患者,纳入研究评估HOTAIR表达水平与消化道肿瘤患者预后关系,结果发现HOTAIR高表达组预后较差(HR:2.07;95%CI:1.76-2.45)与胃癌的研究结果一致,分层分析显示,HOTAIR高表达也与食管癌(HR:2.19;95%CI:1.62-2.94)、结直肠癌(HR:5.10;95%CI:2.64-9.84)不良的预后显著相关。本研究发现胃癌组织中HOTAIR基因高表达,预示胃癌患者预后不良,提示HOTAIR基因可以作为预测胃癌患者预后的一个潜在的生物标志物,为临床治疗提供重要参考。
  • 【分类号】:R735.2
  • 【学位名称】:博士
  • 【导师名称】:张正东
  • 【学位授予单位】:南京医科大学
  • 【学位年度】:2019
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