研究背景和目的:LncRNA是一类长链的RNA分子,其转录本长度大于200个碱基,与tRNA、rRNA以及mRNA等RNA分子不同,其本身不能编码蛋白质,也不直接参与蛋白质的合成,缺少完整的开放阅读框,无或很少有蛋白编码能力的RNA,其含量远高于编码蛋白质的mRNA。LncRNA在刚发现的时候被认为在基因转录过程中不具有生物学功能,一度被认为是转录的“噪音”,然而随着高通量芯片的应用,其功能现在渐受重视。这些RNA分子的基因背景很复杂,可以是由启动子、基因内含子、增强子起始的序列、RNA的反义链,基因之间的序列等。LncRNA调控基因表达主要是通过表观遗传调控、转录调控、转录后调控三种方式来完成的。其中表观遗传的调控最为重要,涉及到DNA甲基化、核小体定位改变、mi RNA表达异常、组蛋白乙酰化、染色质重塑等。肝细胞癌(Hepatocellular Carcinoma,HCC)在全球性恶性肿瘤中属于多发的肿瘤,其发病率排第六位,而死亡率则排第三,每年死于肝癌的病人大约有70万人,死亡率为93%。肝癌的转移途径主要有血液转移、淋巴转移、附近器官的侵袭。对于肝癌的治疗,第一选择是手术切除肝癌组织为主,其他的治疗如射频消融、肝移植、放疗、粒子植入、化疗等治疗技术不断发展,但肝癌的病人治疗后的总体5年生存率低于12%,其总体5年生存率较前无明显改善。研究表明LncRNA与凋亡、细胞周期、肿瘤转移、自噬、化疗耐药、预后、表观遗传调节的分子机制和作用密切相关。某些LncRNA发挥着癌基因、抑癌基因,而且有可能发挥癌基因及抑癌基因的两个方面的不同作用。LncRNA在肿瘤发生发展的各个环节发挥潜在的关键作用,因此,Lnc RNA已经在肿瘤学研究中占据重要的地位。与miRNA的研究热度相比,LncRNA的研究也正在迅速发展,在肿瘤相关的研究中,已经发现好多种LncRNA在多种肿瘤的发生、发展、侵袭和转移中发挥重要作用。在肝细胞癌相关的研究中,研究人员也确定了多个与肝细胞癌发生发展和转移相关的LncRNA,而大多数LncRNA的具体分子调控机制不是很明确的,寻找与肝癌相关异常表达的LncRNA并探索其生物学功能目前看来很有必要。本研究旨在分析LncRNA在广西人群中肝癌组织和癌旁组织的表达谱,从而更好的了解LncRNA在肝癌发生发展及转移中的作用。研究方法:应用北京博奥生物公司的晶芯?人类LncRNA V4.0芯片,芯片上包含40916条LncRNA和34235条mRNA,检测14对广西人群中肝细胞癌组织和癌旁组织中LncRNA和mRNA的表达情况,得到杂交图片,利用Agilent Feature Extraction(v10.7)软件进行分析并提取杂交图片中的相关数据。之后利用Agilent GeneSpring软件进行归一化、差异分析杂交得到的数据。同时构建了LncRNA与mRNA的共表达网络及相关RNA分子的靶基因预测;分析整理相关的基因芯片数据后,挑选7个差异明显大于2倍表达LncRNA进行实时定量PCR验证,验证这些基因在肝癌细胞株中和正常肝细胞、以及随机挑选的5对肝癌组织和癌旁组织的表达量。最终选定LncRNAp26302为研究目标,对其生物细胞学功能及靶基因的相互作用进行研究。研究结果:1、采用聚类分析并做表,我们发现差异表达的LncRNA总共有1706个,占所有检测的LncRNA总数的4.17%,其中2倍以上上调的LncRNA共609个,2倍以上下调的LncRNA共有1097个。我们对这些差异LncRNA 2倍以上的同时行生物学预测、靶基因GO富集及KEGG pathway分析,发现部分差异表达的LncRNA参与表观遗传的调控最为重要,涉及到DNA甲基化、核小体定位改变、miRNA表达异常、组蛋白乙酰化、染色质重塑等,有可能在肝癌相关的MAPK,PI3K/AKT,Notch,Wnt等信号通路中发挥关键作用。2、生物学功能研究发现沉默LncRNAp26302可以抑制肝癌细胞增殖、侵袭和迁移,可以导致肝癌细胞G2/M期阻滞,使肝癌细胞的凋亡加速,可能的作用机制与激活线粒体凋亡通路,上调相关的Bax/Bcl-2比例,活化Caspase-3诱发凋亡有关;3、PLK1可能是LncRNAp26302的靶基因;沉默LncRNAp26302可上调wee1表达,CyclinB1/CDK1表达被下调,并调节MAPK通路中JNK,ERK及P38蛋白磷酸化水平,抑制PI3K/Akt通路中Akt的活化,抑制XIAP抗凋亡的作用,共同参与抑制肝癌细胞增殖、侵袭并促进其凋亡的作用。研究结论:1、建立了广西人群的肝癌组织和癌旁组织的差异LncRNA表达谱,构建了LncRNA与mRNA的共表达网络及相关RNA分子的靶基因预测网络图。2、肝癌细胞中沉默LncRNAp26302后,细胞的增殖、侵袭及迁移能力均明显的下降,阻滞细胞周期于G2/M期,细胞凋亡率明显升高,提示LncRNAp26302可能参与调节肝癌的发生发展和转移过程。3、LncRNAp26302可能通过靶基因PLK1经过MAPK信号通路、PI3K/AKT信号通路等多个信号通路参与肝癌的发生、发展和迁移过程。