肾透明细胞癌全转录组测序及长链非编码RNA表达谱差异性研究
目的: 通过全转录组测序绘制特异性肾透明细胞癌的基因突变图谱，验证已知的在肾透明细胞癌发生发展过程中可能存在的突变，寻找未知的影响肾透明细胞癌肿瘤细胞微环境的非编码RNA，探索肾透明细胞癌中发生突变的基因所涉及的重要信号通路。进一步通过全转录组测序，探索肾透明细胞癌在转录组水平mRNA及LncRNA差异表达情况，通过蛋白组学分析方法对具有显著表达差异性的mRNA及LncRNA进行通路富集分析，寻找参与调控肾透明细胞癌发生、生长、瘤栓形成等过程的长链非编码RNA。 方法: 收集5例肾透明细胞癌患者的癌组织及其配对的癌旁正常组织，其中1例患者伴有脉管瘤栓形成，同时收集其瘤栓组织及瘤栓旁正常组织。提取收集的6对(12例)样本的全部编码RNA和非编码RNA构建文库，以2代高通量测序技术得到全转录组的基因序列。对测序数据进行过滤、比对、以及序列组装，进一步进行编码能力预测。通过差异分析软件获得mRNA和IncRNA差异性表达结果，获得具有差异表达显著性的lncRNA/mRNA，对差异基因和差异靶基因进行GO/KEGG富集分析，寻找可能富集的生物信号通路。并比对有瘤栓形成患者与无瘤栓形成患者转录组水平差异表达基因的分布情况和通路富集情况，寻找可能影响肿瘤瘤栓形成的突变靶基因。 结果: 1、通过全转录测序，在5例肾透明细胞癌患者样本中鉴定了23232个有差异表达的mRNA，有显著表达差异的有5680个，同时鉴定了60648个有差异表达的lncRNA，有显著表达差异的有12624个。在1例肾透明细胞肾癌伴瘤栓形成的患者样本中鉴定出了22941个有差异表达的mRNA，有显著表达差异的有7608个，同时鉴定了55251个有差异表达的lncRNA，有显著表达差异的有15387个。无癌栓形成的肾透明细胞癌肿瘤组织中的73.7％显著差异表达mRNA与有癌栓形成的肾透明细胞癌瘤栓组织60％的差异mRNA无重叠，无癌栓形成的肾透明细胞癌肿瘤组织中的83.8％显著差异表达lncRNA与有癌栓形成的肾透明细胞癌瘤栓组织71.2％的差异lncRNA无重叠。 2通过对5例肾透明细胞癌患者样本的差异mRNA对应的差异基因进行GO富集，显著富集到Goterm有2355条，差异基因显著富集的生物学功能有1884条，细胞组分有104条，分子功能有53条，KEGG富集分析富集到的信号通路有279条。对差异lncRNA行靶基因预测后新进行GO富集显著富集的GOterm有25条，包括生物学过程16个，细胞组分4个，分子功能5个，KEGG富集分析富集到的信号通路有102条，包括PI3K-Akt信号通路、ECM受体相互作用通路、细胞粘附因子、NF-kappaB信号通路等。其中PI3K-Akt信号通路为Q值最高的显著富集通路，有超过400个LncRNA在此通路上显著富集，NF-kappaB信号通路为富集因子最高的显著富集通路，有超过100个LncRNA在此通路上显著富集。 结论: 1、肾透明细胞癌瘤栓组织与无瘤栓形成的肾透明细胞肿瘤组织在基因组学及转录组学特征上存在显著差异，提示肾透明细胞癌瘤栓的形成可能与单纯肾癌形成的分子机制不同，且两者在lncRNA层面的差异较mRNA层面更为明显，提示lncRNA可能通过调节肿瘤细胞微环境，赋予部分肿瘤组织更高的活动能力等方式以促进瘤栓的形成; 2、本次研究发现了大量新的未知lncRNA，在蛋白组学分析中富集到了大量生物信号通路，其中最显著富集通路为PI3K-Akt信号通路，在此通路上有超过100个LncRNA的显著富集，提示这些未知lncRNA可能通过参与PI3K/Akt/mTOR通路或NF-kappaB信号通路的调控过程进一步调节肿瘤的发生。
肾透明细胞癌;LncRNA;瘤栓形成;转录组测序;蛋白组学分析
中国医学科学院北京协和医学院
博士
临床医学
张玉石
2020
中文
R737.11
2021-06-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）