口腔鳞状细胞癌非编码RNA表达谱研究及潜在分子标志物筛选

摘要

目的：
　　探究在口腔鳞状细胞癌干细胞中差异表达miRNA和TCGA/GEO数据库中口腔鳞状细胞癌差异表达miRNA及lncRNA，筛选与口腔鳞状细胞癌相关的miRNA/lncRNA生物标志物，为探索与口腔鳞癌相关的miRNA及lncRNA机制研究和新的生物治疗靶点提供有力的实验依据。
　　方法：
　　1.以CD133为表面标志，应用免疫磁珠法分选、流式细胞术检测，通过克隆形成实验和Transwell侵袭实验检测干细胞特性。应用二代测序检测并筛选差异表达的miRNA。对差异表达miRNA运用生物信息学方法进行靶基因预测和功能分析。
　　2.从TCGA数据库中下载人口腔鳞状细胞癌的miRNA高通量数据，使用R软件筛选差异miRNA，然后使用DAVID在线工具对选定的差异miRNA进行生物信息学分析。
　　3.从TCGA数据库下载具有临床信息的口腔鳞状细胞癌患者的lncRNA表达谱。通过Kaplan-Meier生存分析，单因素和多因素Cox比例风险回归分析评估总生存和无病生存率与差异表达lncRNA之间的关联，并通过基因组富集分析对显著异常的lncRNA进行生物学功能和分子途径的富集分析。最后利用另一个基因表达数据集（Gene Expression Omnibus；GEO）的来验证候选基因的预后稳定性。
　　结果：
　　1.筛选得到口腔鳞状细胞癌肿瘤干细胞较口腔鳞状细胞癌细胞表达上调超过1.5倍的miRNA共有2个，分别是miR-1248和miR-1273g-3p；表达下调的miRNA有10个，分别是miR-3651、miR-188-5p、miR-1285-1、miR-6737-3p、miR-663a、miR-2276-3p、miR-4466、miR-494-3p、miR-1290、miR-6889-3p。miRanda和RNAhybrid靶基因预测共得到2490个靶基因，GO注释显示他们主要涉及与干细胞分化、血管生成、细胞增殖等有关的过程。Pathway注释显示他们主要参与Wnt信号途径、癌症途径、FC受体信号途径等信号通路。
　　2.表达上调差异超过10倍的miRNA有11个，分别是miR-105-1、miR-105-2、miR-767、miR-1269b、miR-548f-1、miR-1269a、miR-615、miR-196a-1、miR-196a-2、miR-374c、miR-196b，表达下调的miRNA6个，分别是miR-135a-1、miR-378i、miR-5089、miR-885、miR-375、miR-135a-2。差异miRNA靶基因预测共得到564个共同靶基因，GO功能注释显著富集于钙离子结合、金属离子、转换生长因子受体结合、磷脂酶的活动等功能。
　　3.与正常对照组织相比，在口腔鳞状细胞癌中有2493种差异表达的lncRNA，其中1638个上调，855个下调（倍数变化＞2，p＜0.05）。通过Kaplan-Meier生存分析发现21个lncRNA表达水平与口腔鳞状细胞癌患者的总生存率和无病生存率相关（p＜0.05），尤其是lncRNA AC012456.4的下调表达导致较差的无病生存率（log-rank test，p=0.00828）和总生存率（log-rank test，p=0.00987）。多因素Cox比例风险回归分析显示lncRNA AC012456.4表达下调可以作为独立预后危险因素(DFS：p=0.004，hazard ratio(HR)=0.600，95％confidence interval(CI)=0.423-0.851；OS:p=0.002，HR=O.672，95%CI=0.523-0.863)。在GEO数据库中同样表明AC012456.4可以作为潜在的预测总生存率的预后生物标记物。GSEA分析表明lncRNA AC012456.4显著富集于肿瘤相关的重要的生物学功能和分子途径，如调节细胞活化，非编码RNAs加工，淋巴细胞活化，JAK-STAT信号通路，MAPK信号通路和肿瘤通路。
　　结论：
　　1.miRNA在口腔鳞状细胞癌肿瘤干细胞中存在特异性的表达谱，且差异表达miRNA能够调控与肿瘤相关的细胞功能和信号通路，有可能成为口腔鳞状细胞癌新的治疗靶点。
　　2.通过整合来自TCGA中口腔鳞癌的miRNA高通量数据并进行深度分析，确定了显著差异表达的17个miRNA，通过差异表达miRNA靶基因预测、功能富集等生物信息学分析，为研究口腔鳞癌的分子调控机制提供了重要的生物信息学证据，筛选出可作为口腔鳞癌研究的潜在分子标志物。
　　3.通过对TCGA和GEO数据库中口腔鳞癌lncRNA表达谱及病人临床信息的系统性分析，首次发现lncRNA AC012456.4在口腔鳞癌中低表达且与口腔鳞癌患者存活率下降显著相关，对口腔鳞状细胞癌患者的早期诊断，治疗和预后生物标志的研究具有重要的临床价值。

目录

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