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背景与目的结直肠癌(colorectal cancer,CRC)是人类社会的三大恶性肿瘤之一,尽管现代治疗技术取得了重大进展,其致死率仍居高不下,近几十年来并没有出现较糖类抗原更为合适的诊断筛查指标。环状RNA(circular RNA,circRNA)是一种调节基因表达的内源性非编码RNA(ncRNA)[1],在上世纪70年代首次作为某些RNA病毒的基因组被发现。研究发现,circRNA存在数量众多,不仅如此,随着研究的深入,发现其作用机制同样非常丰富,影响范围十分广泛在直肠癌、肺癌、胃癌、肝癌等恶性肿瘤的发生发展中均发挥重要作用[2]。方法选取2016年至2018年在山东省医学科学院附属医院行结直肠癌根治手术且病理证实的的9例不同病理分期的原发性结直肠癌患者。其中男性5例,女性4例;年龄54-64岁,平均59±6岁。参考2018.V2 NCCN指南,根据病理性肿瘤浸润深度(T)和淋巴结转移(N)对远处转移(M)的存在进行分组,具体如下:A组T1-3N0M0;B组:T4a-bN0M0;C组:T4a-bN1-2M0?由A到B再到C在很大程度上反映了结直肠癌的进展过程。纳入标准:病理诊断为原发性结直肠腺癌;无远处转移。排除标准:术前化疗,放疗和免疫治疗;同时合并其他类型的恶性肿瘤;临床资料不完整。入组患者均签署相关知情文件,同时本研究已得到山东省医学科学院附属医院伦理委员会批准。应用Affymetrix Clariom D芯片对各组样本进行circRNA,miRNA,mRNA的提取与处理,筛选出各组差异circRNA,以调整后以P<0.05,|log2FC|>2为筛选条件,基于每个样品中的表达值进行聚类分析,并使用聚类3.0生成聚类图谱。根据结直肠癌的进展顺序设计序列实验,按照样本的顺序选择最重要的主流基因组,分析差异circRNA的表达趋势。筛选符合主流表达趋势的circRNA作为进一步研究的靶基因。基于circRNA和mRNA的测量值,通过共表达计算构建相应的共表达调控网络,按网络中基因属性评分,得到处于调控网络中心的circRNA。通过与circRNA外周共表达的mRNA预测未知mRNA的功能。基因本体是在通过DAVID6.7网站整合的差异基因上进行的。GO(GO Enrichment Analysis)和京都基因与基因组大百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)信号通路描述分析以筛选功能最显著的基因。P<0.05为差异有统计学意义。结果分析发现A组癌组织与癌旁组织比较,存在424个差异circRNA,其中表达水平降低165个,升高239个;B组共计560个;降低284个,升高276个;C组共计409个,降低190个,升高220个(P<0.05,FC>1.5)。然后在B组和C组中验证A组的差异circRNA,并进行表达趋势分析。对差异circRNA的表达丰度进行多次验证,发现circRNA表达水平的主流变化趋势是随着结直肠癌进展而逐步降低,后筛选出即符合主流趋势同时具有统计学意义的一组差异circRNA共103个。结合共表达调控网络基因属性评分前10项的circRNA,两者进行交集处理后,筛选出与结直肠癌进展密切相关的8个circRNA,分别是:hsacirc0000007?hsacirc0001111?hsacirc0006977?hsacirc0079656?hsacirc0023608?hsacirc0024508?hsacirc0026694?hsacirc0029903?通过预测和筛选超过500种相关mRNA,进一步进行GO和KEGG富集分析。发现circ0001111,hsacirc0006977,hsacirc0024508及hsa03010通路(P<0.05)主要参与核糖体RNA的加工与代谢、RNA的剪切与加工处理等细胞基础功能过程,hsacirc0000007,hsacirc0023608,hsacirc0026694,hsacirc0029903与RB1基因存在密切的生物功能联系,hsacirc0079656则与HINFP基因存在显著生物学功能关系,相应的HINFP基因可能参与细胞有丝分裂周期的G1/s期的转录调节。因此hsacirc0079656可能通过影响HINFP基因来影响结直肠癌进展。结论1.随着结直肠癌的进展,差异circRNA的表达水平的主流趋势是随之降低的;2.hsacirc0079656与HINFP基因存在紧密的生物学功能关系;3.HINFP基因可能参与细胞有丝分裂周期的G1/s期的转录调节;4.hsacirc0079656可能通过影响HINFP基因影响结直肠癌进展。