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  南方医科大学学报  2016, Vol. 36 Issue (7): 974-978  DOI: 10.3969/j.issn.1673-4254.2016.07.18
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引用本文 [复制中英文]

肖芦山, 邹雪晶, 胡威, 刘莉, 等。microRNA-107在肝癌中的表达及临床意义[J]. 南方医科大学学报, 2016, 36(7): 974-978. DOI: 10.3969/j.issn.1673-4254.2016.07.18.
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XIAO Lushan, ZOU Xuejing, HU Wei, LIU Li, et al. Expression of microRNA-107 in hepatocellular carcinoma and its clinical significance[J]. Journal of Southern Medical University, 2016, 36(7): 974-978. DOI: 10.3969/j.issn.1673-4254.2016.07.18.
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基金项目

国家自然科学基金(81172056,81372283)

通信作者

刘莉,医学博士,教授,博导,E-mail: 18602062738@163.com

作者简介

肖芦山,硕士,E-mail: 15622178423@163.com

文章历史

收稿: 2015-10-22
microRNA-107在肝癌中的表达及临床意义
肖芦山1, 邹雪晶1, 胡威2, 刘莉1     
南方医科大学南方医院1肝脏肿瘤中心,广东 广州 510515
南方医科大学南方医院,2放疗科,广东 广州 510515
摘要: 目的 检测microRNA-107(miR-107)在肝癌中的表达及意义,并探讨其对肝癌细胞增殖能力的影响。方法 利用公共基因表达数据库(TCGA数据库和GEO数据库)中的肝癌microRNA表达谱数据库,分析miR-107在肝癌及癌旁的表达水平;收集22例肝癌及其相应癌旁新鲜组织标本,qRT-PCR方法检测miR-107的表达水平;收集53例石蜡包埋的肝癌组织标本,qRT-PCR方法检测miR-107表达水平并分析其在肝癌中的临床意义。在人肝癌细胞株Huh7中过表达或沉默miR-107,通过MTT方法检测其对肝癌细胞增殖能力的影响。结果 miR-107在肝癌组织中的表达显著高于其在癌旁组织中的表达,差异具有统计学意义(P<0.05)。在肝癌组织中,miR-107与肿瘤大小呈正相关关系(P=0.032)。体外实验结果表明,过表达miR-107后肝癌细胞增殖能力明显增强(P<0.0001),而沉默miR-107后细胞增殖能力明显降低(P<0.0001)。结论 miR-107在肝癌中表达上调,其高表达与肝癌细胞增殖密切相关,miR-107可能是一个与肝癌的发生发展相关的基因。
关键词: microRNA-107    肝癌    增殖    
Expression of microRNA-107 in hepatocellular carcinoma and its clinical significance
XIAO Lushan1, ZOU Xuejing1, HU Wei2, LIU Li1     
1Hepatology Unit of Department of Infectious Diseases, Nanfang Hospital, Southern Medical University, Guangzhou 510515, China
2Department of Radiation Oncology, Nanfang Hospital, Southern Medical University, Guangzhou 510515, China
Abstract: Objective To investigate the expression of microRNA-107 (miR-107) and its functional role in hepatocellular carcinoma (HCC). Methods The gene chip data of HCC obtained from the Gene Expression Omnibus (GEO) database and the Cancer Genome Atlas (TCGA) database were used to analyze the expression levels of miR-107 in liver cancer. Twenty-two pairs of fresh surgical specimens of HCC and adjacent tissues and 53 paraffin-embedded specimens of HCC were examined for miR-107 expression by qRT-PCR. The correlation of the expression levels of miR-107 with the clinicopathologic characteristics of the patients were analyzed. The role of miR-107 in regulating the proliferation of hepatocellular carcinoma cells were determined by MTT assay in Huh7 cells transfected with a miR-107 mimic or inhibitor. Results The expression levels of miR-107 were significantly up-regulated in HCC tissues as compared to the adjacent tissues (P<0.05) in positive correlation with the tumor size (P<0.032). Transfection with miR-107 mimics significantly promoted the cell proliferation (P<0.0001) while miR-107 inhibitor inhibited the cell proliferation (P<0.0001). Conclusion The expression of miR-107 is upregulated in HCC tissues and its expression levels are correlated with HCC cell proliferation, suggesting its role as a potential oncogene in liver cancer.
Key words: microRNA-107    hepatocellular carcinoma    proliferation    

肝细胞性肝癌(下称肝癌)是我国常见的恶性肿瘤之一[1]。目前肝癌治疗仍然以外科手术切除或肝移植为主,但由于该病起病隐匿,多数患者确诊时已处于中晚期,而失去了手术治疗时机。因此,发现和鉴定可用于肝癌早期诊断的分子指标,对提高肝癌的早诊率和加强患者的预后有着重要的临床意义。

微小RNA(miRNA)是一类内源性非编码RNA,长度为18~25个核苷酸。近年来的研究表明其在多种肿瘤中均与肿瘤发生、发展、复发、转移等密切相关,发挥着癌基因及抑癌基因的功能[2, 3]。miRNA作为新兴的生物标志物逐步受到研究者的关注,并且有望成为肿瘤诊断标志物及治疗的潜在靶点。

已有研究表明miR-107在多种实体肿瘤中异常表达,其异常表达与肿瘤的发生发展密切相关,并可作为判断不良预后的分子指标。但是,目前的研究表明, miR-107在不同的肿瘤中发挥相反的作用。例如,在肾透明细胞癌中,miR-107表达下调,发挥抑癌基因的作用,且与肿瘤的大小、侵袭、转移呈负相关[4]。然而,在结肠癌中,其表达上调,发挥着癌基因的作用,且与肿瘤的不良预后呈正相关关系[5]。由此推测,miR-107发挥作用可能具有组织或肿瘤依赖性。在肝癌中miR-107的研究报道较少,因此,本研究拟探讨miR-107 在肝癌组织中的表达及临床意义,并初步探讨miR-107在肝癌中的作用机制。

1 资料和方法 1.1 样本收集 1.1.1 组织标本的来源

收集2009年9月~2012年10月在南方医科大学南方医院接受肝癌切除手术治疗的22 例肝癌患者的肝癌及相应癌旁组织标本。收集南方医院病理科2005年9月~2010年8月石蜡包埋的53例肝癌组织标本。所有患者术前均未行放射、化疗及射频消融等治疗,且所有组织标本经术后病理学检查均证实为肝细胞性肝癌。

1.1.2 临床资料

石蜡包埋的53例患者中,男性41例, 女性12例,年龄>55岁22例,年龄≤55岁31例。TNM 分期为I~Ⅱ期47例,Ⅲ~Ⅳ期6例。肿瘤大小>5 cm 34 例,肿瘤大小≤5 cm 19 例。肝外转移3 例,未转移50 例。复发20例,无复发33例。

1.2 材料

人肝癌细胞株Huh7 购自中国科学院上海细胞库;胎牛血清、高糖DMEM 培养基、培养基购自GIBCO;胰蛋白酶消化液购自吉诺公司;Lipofectamine RNAiMAX、TRIzol Reagent 购自Invitrogen;SYBR? PrimeScriptTMRT-PCR Kit(Perfect Real Time)购自TAKARA;miR-107特异性引物、内参U6引物由上海英潍捷基公司合成;miR-107 模拟物(mimics), AGCAGCAUUGUACAGGGCUAUCA、AUAGCCC UGUACAAUGCUGCUUU及对应阴性对照(negative control,nc),序列:UUCUCCGAACGUGUCACGUT T、ACGUGACACGUUCGGAGAATT 和抑制剂(inhibitor),序列:UGAUAGCCCUGUACAAUGCUG CU,对应阴性对照(negative control,nc),序列:CAGU ACUUUUGUGUAGUACAA由上海吉玛公司合成;四氮唑蓝(MTT)粉末、二甲基亚砜(DMSO)购自Sigma 公司。

1.3 方法 1.3.1 数据组

基因数据来源:TCGA 数据集(TCGA cohort)来源于TCGA 数据库(https://tcga-data.nci. Nih.gov/tcga/),数据包含372个肝癌组织样本及50个癌旁组织样本。GSE6857 数据集(GSE6857 cohort)、 GSE10694数据集(GSE10694 cohort)、GSE21362数据集(GSE21362 cohort)来源于GEO 数据库(http:// www.Ncbi.Nlm.nih.gov/geo)。GSE6857 数据集由Xin Wei Wang提交,包括241对肝癌样本[6];GSE 10694 数据集由Li W提交,包括78对肝癌样本及10例正常肝样本[7];GSE21362数据集由Akira Myomoto 提交,包括73对肝癌样本[8]

1.3.2 细胞培养

人肝癌细胞株Huh7采用含10%胎牛血清的高糖DMEM培养基培养,置于37 ℃、5% CO2培养箱内培养,倒置显微镜下观察细胞生长情况,2~3 d用胰酶消化、传代培养,取生长状态良好的细胞用于实验。

1.3.3 实时定量RT-PCR(qRT-PCR)

按照说明书步骤用Trizol 提取收集细胞、肝癌组织及癌旁组织中的总RNA,对A260/A280 在1.8~2.0 之间的RNA标本进行逆转录,利用PrimeScript 逆转录PCR(RT-PCR)试剂盒将总RNA 逆转录出miR-107 和U6 snRNA(作内参)的cDNA。我们用SYBR Premix PCR试剂盒按照说明书进行实时定量PCR实验,所有实验重复3次。我们用delta- CT求基因相当表达量方法[9]分析miRNAs的表达水平。

1.3.4 miR-107 mimics 和inhibitor 的转染

按照说明书我们用Lipofectamine RNAiMAX 转染试剂转染miR-107 mimics和inhibitor入肝癌细胞中。在转染12 h 前先将细胞铺到6 孔板中。每孔先将50 pmol miR- 107 mimics(inhibitor)或阴性对照序列与4 μL LipofectamineRNAiMAX分别加至250 μL Opti-MEM 中孵育5 min,然后将两者轻轻混合,室温孵育20 min后加入到各个孔中。在培养箱中培养48 h即可进行下一步实验。

1.3.5 细胞增殖实验

细胞增殖活力是根据四氮唑比色实验即MTT实验来测定。转染24 h后,细胞分两组(nc 组,inhibitor 和mimics 组)进行消化,用DMEM培养基重悬制成单细胞悬液,铺96 孔板,每孔800 个细胞96 孔板的左上孔设为空白孔,只加培养基,不加MTT 及细胞,用于设备调零,每组设6个复孔。细胞贴壁后每天同一时间用一块板,每孔加20 μL浓度为5 mg/mL 的MTT试剂,细胞再避光培养4 h。然后去上清,用100 μL DMSO溶甲瓒沉淀,37 ℃振摇孵育10 min。最后在酶标仪上测定各孔490 nm的吸光度A值。

1.4 统计分析

所有计量数据采用均数±标准差表示,采用SPSS20.0 统计软件进行分析,样本均数的比较采用Student's t检验,双侧P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 miR-107在肝细胞癌组织中表达上调

TCGA 及GEO 肝癌microRNA 表达谱数据结果示,miR-107在肝细胞癌组织中表达显著高于其在癌旁组织中的表达(P<0.05,图1)。22 对新鲜肝癌组织中miR-107 表达的检测结果验证了以上数据库结果(P< 0.05,图2)。

图1 miR-107 在数据库中肝细胞癌组织及癌旁组织中的表达水平比较 Fig.1 Expression levels of miR-107 in HCC tissues. A: miR-107 expression in TCGA cohort; B: miR-107 expression in GSE6857 cohort; C: miR-107 expression in GSE10694 cohort; D: miR-107 expression in GSE21362 cohort. ***P<0.05 vs normal tissues.
图2 miR-107 在肝细胞癌组织及对应癌旁组织中的表达水平比较 Fig.2 Expression Levels of miR-107 in 22 pairs of human HCC tissues and adjacent noncancerous tissues. *P<0.05 vs normal tissues.
2.2 miR-107 的表达水平与肝细胞癌患者的临床病理联系

研究发现在肝癌患者中,miR-107表达水平与肿瘤的大小(P=0.032)呈正相关,而与患者性别(P=0.156)、 年龄(P=0.378)、肝硬化水平(P=0.615)、甲胎蛋白水平(P=0.279)、门静脉癌栓(P=0.31)、巴塞罗那分期(P=0.058)、肿瘤性质(P=0.607)、是否复发(P=0.292)、是否转移(P=0.982)尚未发现有相关性(表1)。

表1 肝癌组织中miR-107的表达与临床病理参数的关系 Table 1 Correlation between miR-107 expression and clinicopathologic features of the HCC patients
2.3 miR-107促进肝癌细胞增殖

用Huh7细胞过表达miR-107后,细胞增殖能力明显增强。相反,沉默miR-107后,细胞增殖能力明显减弱(P<0.05,图3)。

图3 上调(下调)miR-107 的表达促进(抑制)肝癌细胞的增殖 Fig.3 Transient transfection of miR-107 mimics (A) and inhibitor promoted and inhibited the cell proliferation of HCC cell line, respectively, shown by the results of MTT assay. Data are shown as Mean ± SD from 3 independent experiments. ***P<0.05 vs nc.
3 讨论

目前的研究表明,许多miRNA 在肿瘤组织中表达失调,并且呈现肿瘤组织特异性的表达方式。 miRNA的这个特点为其在肿瘤的诊断和治疗的应用提供了新的途径。miR-107 位于人类10 号染色体,其在肿瘤中呈现过高或过低表达,发挥着癌基因和抑癌基因的作用。例如,其在结肠癌高表达,而在肾癌中低表达[4, 5]。因此,深入探讨miR-107在不同肿瘤中的作用有着非常重要的意义。本文主要探讨其在肝癌中的表达及初步探讨其作用机制。我们利用TCGA及GEO数据库中肝癌microRNA表达谱数据进行统计分析,结果提示miR-107在肝癌组织中高表达。提示异常表达的miR-107可能在肝癌中发挥着癌基因的作用。

本研究进一步利用qRT-PCR方法检测了22 对新鲜肝癌及其对应的癌旁组织中miR-107的表达情况,也发现miR-107在肝癌组织中高表达,结果与之前数据库分析一致。为了更深入地探讨miR-107在肝癌中的临床意义,我们进一步分析了53例石蜡包埋的肝癌组织miR-107的表达水平与肝癌临床病理特征间的相关性, 发现miR-107 与肿瘤大小呈正相关。以上结果提示miR-107可能与肝癌细胞的增殖能力相关。为了证明这一点,我们选取肝癌细胞株Huh7细胞进行过表达和沉默后检测其增殖能力,结果表明miR-107可增强肝癌细胞增殖能力。这与Jun-Hong Hu等报道miR-107促进hepG2细胞增殖的结果相一致[10],然而,贾振亚等曾报miR-107可抑制hepG2细胞的增殖[11]。本研究首先从临床分析中得到miR-107与肿瘤大小呈正相关,并且体外实验证实其具有促进增殖作用。我们猜测这可能由于细胞生物学特性及下游靶基因的不同所致,也可能是贾振亚等的研究结果仅局限在细胞水平所致。

综上所述,本研究对TCGA及GEO数据集、新鲜肝癌标本、石蜡标本,肝癌细胞株等多个方面进行研究分析,发现miR-107 可能是一个肝癌发生发展相关的基因。提示,miR-107可能成为肝癌治疗的新的靶点,也可能成为观察肝癌快速增殖的一个新指标。然而本文也存在一些不足,如样本量少,未进行体内实验以及未进行靶基因的探讨。我们下一步将采取加大样本量和体内动物实验的方法来深入探讨miR-107在HCC中的生物学作用、机制及临床意义。

参考文献
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