研究背景和立题依据:
近几年,乳腺癌的发病率不断增加,正日益威胁着女性的健康。肿瘤细胞转移是影响癌症患者生活质量和死亡的重要原因之一。因此深入了解肿瘤的转移过程机制以及找到转移相关的治疗靶点成为了癌症治疗的关键。但是,由于肿瘤转移的发生是一个非常复杂的过程,已经证实在该过程中伴随着多基因和后生基因的表达异常,并且许多表达异常并不伴随着染色体异位或缺失,故转录后调控在此过程中发挥着重要的作用。
MicroRNAs(miRNAs)是一种大小约18-26个碱基的单链小分子RNA,具有发夹结构。首先MicroRNA结合到核糖核蛋白(Ribonucleoprotein,RNP)复合物中,形成RNA诱导的沉默复合体(RNA-inducedsilencingcomplex,RISC),然后通过不完全的碱基互补靶向结合到目标mRNA的3-UTR区或编码区,再通过引导酶切影响了mRNA的稳定性,或直接阻碍翻译过程,而导致mRNA的降解或抑制蛋白质的合成,从而在转录后水平调控基因表达[1-2]。近年来的研究表明,miRNAs在肿瘤发生、凋亡及转移中发挥着重要的作用[3-4],其中miR-373、miR-21、miR-10b、miR-200c和miR-125b等[5-14]都与肿瘤细胞转移密切相关。miRNAs具有多靶点、高效性的调控特点,因此以miRNAs为靶点的治疗策略可能成为一种新的,多层次,多途径肿瘤治疗策略。
ceRNAs(competitiveendogenousRNAs)竞争性内源RNA包括编码RNA和一些非编码RNA的转录产物。ceRNAs是由哈佛医学院贝丝伊斯雷尔女执事医疗中心(BIDMC)于2011年7月提出的[15-16],ceRNAs在microRNA作用的基础上通过竞争性的结合MREs可以达到相互调控的目的,并且形成一个复杂的调控网络ceRNETs(complexceRNAnetworks)。对于ceRNAs调控网络的研究不仅丰富了现有的microRNA作用的机制并且在肿瘤高危人群的预防,并寻找和抑制导致癌症形成和转移的关键的异常分子具有重要的意义。
本实验室前期的研究结果显示miR-125b通过靶向于肝缺失因子2DLC2(STARD13)调节RhoA磷酸化水平从而影响乳腺癌细胞的转移能力。miR-125b有两个前体,即miR-125b-1和miR-125b-2,他们具有相同成熟miR-125b序列,只是在成熟序列的两侧序列不同而已,且miR-125b与线虫lin-4具有很强的同源性,miR-125b-1和miR-125b-2编码基因分别位于11号和21号染色体上,miR-125b-2位于一个基因的内含子内而miR-125b-1位于一个基因的外显子中[17],且miR-125b与肿瘤细胞的分化、增殖、凋亡、侵袭、转移都有着密切的关系,特别在细胞分化中扮演着重要的角色。近期的研究发现miR-125b在肿瘤转移过程中具有很大的作用,在转移能力不同的乳腺癌细胞中miR-125b的表达水平与转移能力有相关性,在Zhang等人的研究中,高转移乳腺癌细胞株MDA-MB-231比低转移MCF-7中miR-125b表达水平上升了10倍以上。本实验室先前的研究发现miR-125b通过抑制靶蛋白STARD13表达水平,从而促进波形蛋白、纤维肌动蛋白等上皮间质转化特征蛋白,从而促进肿瘤细胞转移。为进一步研究miR-125b对乳腺癌转移能力的调控机制,运用targetscan6.0、RNA22、PITA等生物信息学软件以DLC2的3UTR为靶序列预测了17个潜在的microRNA结合位点,其中miR-10a/b/c、miR-9及miR-125b与肿瘤转移、细胞分化及抗凋亡密切相关。进一步对其靶点进行预测,发现这些miRNAs共同作用于与转移相关的靶蛋白STARD13、CDH5、HOXD1、HOXD9、HOXD10。所以推测miR-125b、miR-9、miR-10b有可能是以竞争性内源RNAs(ceRNAs)机制为调控基础的调控网络,在乳腺癌转移中发挥重要的作用。
本课题首先要对乳腺癌系细胞MCF-7和MDA-MB-231中CDH5、STARD13、HOXD1的mRNA表达水平进行定量测定,然后构建STRD13的3UTR区转入到乳腺癌细胞中,上调STARD13的表达水平,测定对CDH5、HOXD1表达量的影响,以判定miR-125b、miR-9、miR-10b是否是以竞争性内源RNAs(ceRNAs)机制为调控基础的调控网络。为调控肿瘤细胞转移分子机制进一步研究提供新的思路,为抗肿瘤药物的筛选提供一定的理论依据,有着重大的科研意义。
具体实验内容:
(1)用qPCR测定乳腺癌系细胞MCF-7和MDA-MB-231中CDH5、STARD13、HOXD1的mRNA水平是否存在差异。
(2)构建STARD13基因3UTR质粒,将其转染到乳腺癌系细胞MCF-7和MDA-MB-231中,测定其对CDH5、HOXD1mRNA水平的影响。
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