1、基础研究基金项目:国家自然科学基金(编号:)作者单位:北京大学第三医院血液科(北京)作者简介:王艳芳女()博士副研究员从事血液肿瘤遗传学及发病机制研究通信作者:景红梅 :.多发性骨髓瘤环状 的差异表达情况及生物学功能研究王艳芳 张朕豪 王化 郤连永 董菲 景红梅【摘要】目的 研究多发性骨髓瘤()中环状()的差异表达情况并对其生物学功能进行预测 方法 收集 年 月 月在北京大学第三医院血液科就诊的 例 患者和同期 例健康志愿者的骨髓样本进行转录组测序确定 中差异表达的 对 的 结合位点进行预测对差异 进行 和 富集分析利用实时荧光定量()对部分 进行验证 结果 在 和正常对照骨髓样本中发现 个差
2、异表达 其中上调的 个下调的 个 这些差异 具有大量的 结合位点如 、等 分析显示这些差异 主要参与细胞的蛋白质代谢、有机物代谢、含氮化合物代谢等生物代谢过程 分析显示、等信号通路明显富集 通过 实验对表达显著上调的 个 进行验证发现 和 明显上调与测序结果一致 结论 患者具有独特的 表达谱对其进行深入的功能和机制研究有助于为 的诊断和治疗提供潜在的分子标志物【关键词】多发性骨髓瘤环状 生物信息学分析信号通路【中图分类号】.【文献标识码】:./.【】()().().【】多发性骨髓瘤()是一种以骨髓中克隆性浆细胞异常增殖为特征的血液系统恶性肿瘤多见于 岁的老年人男性患者多于女性(.)发病率约占全
3、部血液肿瘤的 患者的临床表现及预后结局通常表现出明显的异质性这可能与肿瘤细胞具有复杂的实用肿瘤学杂志 年第 卷第 期总第 期细胞和分子遗传学异常有一定关系 尽管各种新药以及自体造血干细胞移植的应用在一定程度上改善了患者的整体存活但目前为止 仍然是一种不能治愈的疾病还需要进一步探索 的发病机制寻找新型的治疗靶点环状()是一类具有闭合环状结构的内源性非编码 分子与线性 不同 缺少 帽子结构和()结构对 外切核酸酶不敏感因此较线性 表达更稳定且不易降解 分子富含 结合位点在细胞中可以起到 海绵作用通过这种竞争性内源 机制解除 对其靶基因的抑制作用提高靶基因的表达水平 研究表明 与正常细胞的发育分化、
4、损伤修复以及多种肿瘤的发生发展密切相关 目前 在 中的表达及作用尚未明确本研究通过全转录组测序对 患者 进行了筛选并进一步建立了 调控网络同时对差异 进行了 和 富集分析从而为后续的功能和分子机制研究提供了潜在的靶点 材料与方法.病例来源选取 年 月在北京大学第三医院血液科就诊的初诊 患者 例要求骨髓涂片中原始和幼稚浆细胞比例均未接受过任何化学药物治疗排除合并其他肿瘤或自身免疫性疾病的患者 诊断参照张之南主编的血液病诊断及疗效标准其中男 例女 例中位年龄()岁另选取 例健康志愿者作对照 该研究经北京大学第三医院医学科学研究伦理委员会批准(审批号:)所有研究者在骨髓采样前均签署了知情同意书.提取
5、及文库构建抽取骨髓 按照 试剂(美国)说明书提取骨髓样本总 利用 试剂盒(美国)构建文库将 探针与 样本杂交以去除样本中的 用 将样本中的线性 去除接着将 片段化合成 双链并进行末端修复、尾添加、连接接头、连接产物纯化和分选、文库扩增等步骤将扩增产物用磁珠纯化回收即得到 文库.上机测序及 分析利用 (美国)平台进行测序获得可供分析的有效数据并与参考基因组进行比对用于后续 分析利用 软件鉴定 对样本中已知和新的 进行表达量的统计将 组和对照组的测序数据()进行比对利用差异倍数().和多重假设检验校正 值.作为筛选依据筛选出 组中差异表达显著的 根据差异 与其来源基因间的对应关系对其进行富集分析包
6、括 分析和 分析 分析主要从生物学过程()、细胞组分()和分子功能()三个方面对来源基因进行注释 分析主要是对 来源基因参与的生化代谢途径和信号转导途径进行分析 另外利用 软件对差异表达 可能的 结合位点进行预测并构建 调控网络 以上测序以及数据分析由北京阅微基因技术有限公司完成.差异表达 的验证表达上调的 便于进行后续的功能和机制研究因此我们选择表达上调最明显的 个差异 进行实时荧光定量()验证同时为了避免性别干扰排除了 染色体上的 从 例 患者和 例正常对照的骨髓样本中提取总随后逆转录成 利用 ()(美国)试剂盒进行 扩增使用 作为内参基因 采用 法对基因的相对表达量进行计算.统计分析采用
7、 .统计软件进行分析计量资料以均数 标准差表示 组与对照组之间 表达水平的比较采用独立样本 检验.)实用肿瘤学杂志 年第 卷第 期总第 期图 来源基因 富集柱状图 :.图 来源基因 富集散点图 :.图 验证 患者组和正常对照组骨髓样本中 个 的相对表达水平 :.讨论 是一种异质性较强的恶性肿瘤染色体改变以及基因变异在 的发生发展中起着至关重要的作用探究 遗传学发病机制对于寻找新的治疗靶点、改善患者预后具有重要的临床意义 是一类非编码 分子在不同的细胞、组 织 中 可 以 特 异 性 表 达 既 往 研 究 表明 有望成为肿瘤诊断的新型标志物以及潜在的治疗靶点 患者具有独特的 表达谱本研究共发现
8、 个差异表达 它们在染色体上并不是随机分布的以 号和 号染色体上丰度最高另外位于 染色体上的差异 仅有 个位于 染色体上的差异 有 个而且表达上调前 名的 中有 个位于 染色体众所周知 发病以男性多见这些 染色体上异常分布的 是否参与了 的发病还有待进一步研究 另外本研究首次发现 个新型 它们大部分都具有蛋白激酶或蛋白磷酸酶的功能而磷酸化和去磷酸化是激活关键实用肿瘤学杂志 年第 卷第 期总第 期调控蛋白和控制信号通路传导的开关 因此这些 异常表达可能会造成蛋白磷酸化的异常引起相关信号通路功能失调导致肿瘤发生 主要是通过海绵吸附 解除 对下游靶基因的抑制作用参与肿瘤的多个生物过程 本研究通过构建
9、 调控网络发现 差异 富含大量的 结合位点如 、等这些 已被证实能够通过影响核酸代谢、糖酵解等过程参与肿瘤的生长以及耐药的发生 能量代谢异常是肿瘤的特征之一肿瘤细胞可以通过糖酵解和氧化磷酸化之间的转换来适应代谢环境的改变如缺氧、营养物质缺乏、化疗等 研究发现 在维持肿瘤能量代谢平衡过程中发挥着重要作用有可能成为肿瘤代谢靶向治疗的潜在分子 本研究 分析结果预测 差异表达 能够参与肿瘤细胞的蛋白质、含氮化合物等代谢途径而这些代谢产物对于肿瘤细胞增殖和能量供给起着重要作用另外 分析结果发现、等信号通路显著富集 家族成员在参与细胞分化、凋亡以及机体能量代谢中起至关重要的作用 是调节肿瘤代谢的一个重要信
10、号通路它能通过限制能量应激期间的合成代谢和细胞生长应对肿瘤细胞增殖时能量和营养需求的改变另外对 个差异表达上调显著的 进行 验证其中 和 表达明显上调与测序结果一致另外两个 的表达在 和对照之间无明显差别这可能与检测样本例数较少有关前两个 均分布于 号染色体宿主基因为 是一个中心体蛋白它可以调节微管组织及纺锤体的定向参与细胞有丝分裂当它在肿瘤细胞中异常表达时能够促进肿瘤细胞增殖、侵袭 中心体蛋白异常往往与染色体不稳定和肿瘤发生有关 是一种染色体不稳定的疾病具有大量的遗传学异常目前关于中心体蛋白在 中的作用尚不清楚 仅有一篇在食管癌中的报道 和 如何调控 参与 的发生发展还有待进一步研究综上所述
11、在 中存在着大量差异表达 以差异表达上调较为显著尤其是 和 的表达水平明显升高这些差异表达 可能与 发生有关 本研究虽然样本量较小但基本满足了高通量测序生物学重复样本量需要 例及以上的要求 今后我们将对这些差异 在 细胞增殖以及能量代谢中的作用以及调控机制进行深入研究从而为 的诊断以及治疗提供新的思路和途径参考文献 .:.():.:.():.:.():.罗雯贾莉张佳文等.对肺癌细胞自噬和肿瘤干细胞分化的影响.实用肿瘤学杂志():./.():./.():.张之南沈悌.血液病诊断及疗效标准.第 版北京:科学出版社:.:.:.():./.():.董峰马君俊蔡正昊等.血清 和 与晚期胃癌患者 化疗方案
12、化疗疗效的关系研究.实用肿瘤学杂志():.陈君李娜叶筠等.靶向 基因促进血管瘤内皮细胞增殖、迁移及侵袭.中国免疫学杂志():.实用肿瘤学杂志 年第 卷第 期总第 期 .():.():.瑜程鹏宋嘉黄文杰.环状 在肿瘤代谢中的研究进展.重庆医科大学学报():.():.:.():.():.():.():./.():.(收稿日期:修回日期:)肿瘤快讯 突变中线胶质瘤长期生存者特征分析近日来自美国密歇根大学医学院的 教授团队和来自瑞士洛桑联邦理工学院的 教授团队在 杂志上发表文章该文章通过回顾性分析 突变中线胶质瘤长期和短期生存患者的临床、基因组学和表观遗传学特征发现长期生存患者存在的一些特点包括肿瘤往往比较局限好发于丘脑部位肿瘤组织较少 突变存在较高比例 通路突变等 这为理解个别患者预后较好的分子机制提供了线索(摘自:)实用肿瘤学杂志 年第 卷第 期总第 期
