非小細胞肺癌組織中HOX轉錄反義RNA的表達變化及意義

潘林江，王毅雯，張麗潔，岑維鸞，熊天華，陳罡，李萍

(廣西醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院，南寧530021)

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·論著·

非小細胞肺癌組織中HOX轉錄反義RNA的表達變化及意義

潘林江，王毅雯，張麗潔，岑維鸞，熊天華，陳罡，李萍

(廣西醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院，南寧530021)

摘要：目的觀察HOX轉錄反義RNA(HOTAIR)在非小細胞肺癌(NSCLC)組織中的表達變化，并探討其臨床意義。方法收集125例NSCLC患者的腫瘤組織及其瘤旁正常肺組織，采用實時RT-PCR法檢測HOTAIR的表達。檢索高通量基因表達數(shù)據(jù)庫(GEO)、Array Express數(shù)據(jù)庫中NSCLC組織與HOTAIR表達相關的芯片數(shù)據(jù)。結果125例患者中，HOTAIR在NSCLC組織中的表達高于癌旁正常肺組織(P<0.05)。HOTAIR表達水平與NSCLC患者年齡、腫瘤直徑、淋巴結轉移、TNM分期有關(P均<0.05)。從數(shù)據(jù)庫檢索出的基因芯片顯示HOTAIR表達水平與腫瘤病理類型不相關(P>0.05)。結論 HOTAIR在NSCLC組織中呈現(xiàn)高表達，可能參與NSCLC的發(fā)生發(fā)展。

關鍵詞：非小細胞肺癌；HOX轉錄反義RNA；長鏈非編碼RNA

目前肺癌是全球發(fā)病率最高的惡性腫瘤。將近85%的肺癌是非小細胞肺癌(NSCLC)[1，2]。近年研究發(fā)現(xiàn)，長鏈非編碼RNA(lncRNAs)是一組不能翻譯蛋白質的RNA分子，長度超過200 nt，可在不同層面參與并調節(jié)細胞增殖、分化、胚胎發(fā)育、器官發(fā)生等生物學事件。HOX轉錄反義RNA(HOTAIR)是首個具有反式轉錄調控作用的lncRNA，在部分腫瘤中高表達。本研究通過RT-PCR法檢測及基因芯片數(shù)據(jù)庫檢索觀察HOTAIR在NSCLC組織中的表達變化，并探討其臨床意義

1資料與方法

1.1臨床資料收集2012年1月~2014年2月本院收治的125例NSCLC患者的腫瘤及瘤旁正常肺組織(距腫瘤邊緣>5 cm)，患者男75例、女50例，年齡23~90歲、平均61.10歲。樣本均經(jīng)病理檢查確診。

1.2腫瘤及瘤旁正常組織HOTAIR表達檢測采用RT-PCR法。取腫瘤及瘤旁正常組織標本，總RNA提取、RNA逆轉錄和實時熒光定量PCR檢測按課題組前期報道[3]進行。引物序列為：HOTAIR上游5′-AGACGGCGGCGAGAGGAA-3′，下游5′-CTGAAATGGAGGACCGGCG-3′[4]；內參GAPDH上游5′-TGCACCACCAACTGCTTA-3′，下游5′-GGATGCAGGGATGATGTTC-3′。使用2-ΔΔCt公式[5，6]計算目的基因的相對表達量。

1.3基因芯片數(shù)據(jù)提取從高通量基因表達數(shù)據(jù)庫(GEO)和Array Express中搜索并提取從建庫至2015年11月20日的肺癌組織與HOTAIR相關的lncRNA芯片。檢索式：(lung or bronchi or bronchioles or pulmonary or alveoli or respiratory) and (cancer or carcinoma or tumor or neoplas* or malignan* or adenocarcima) and HOTAIR。芯片納入標準：研究NSCLC及非癌肺組織中HOTAIR表達的差異，或研究HOTAIR表達與NSCLC臨床病理參數(shù)的關系。

2結果

2.1NSCLC組織及癌旁正常肺組織中HOTAIR的表達NSCLC組織及癌旁正常肺組織中的HOTAIR相對表達量分別為7.338 9±3.854 5、6.034 2±3.201 0，二者比較差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。

2.2HOTAIR表達與NSCLC臨床病理參數(shù)的關系HOTAIR相對表達量與患者年齡、腫瘤直徑、淋巴結轉移、TNM分期有關，見表1。

2.3基因芯片數(shù)據(jù)提取結果從GEO、Array Express數(shù)據(jù)庫中共檢索出符合標準的3組基因芯片。芯片GDS3837數(shù)據(jù)顯示，HOTAIR相對表達量比較，不吸煙女性NSCLC患者(3.889 8±0.659 7)高于健康不吸煙女性(3.559 3±0.170 7)(P<0.05)，年齡<60歲的NSCLC患者(3.991 2±0.871 0)與≥60歲的(3.801 0±0.387 6)比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，TNM分期Ⅲ、Ⅳ期患者(3.811 6±0.399 4)與Ⅰ、Ⅱ期(3.811 6±0.399 4)比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；芯片GDS3627數(shù)據(jù)顯示，HOTAIR在鱗癌(3.744 3±1.562 9)、腺癌(3.348 4±0.723 0)中的表達比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；芯片GDS2491數(shù)據(jù)顯示，吸煙、不吸煙與HOTAIR表達(19.096 2±19.663 0、9.597 3±11.174 8)不相關(P>0.05)。

表1　HOTAIR相對表達量與NSCLC臨床病理

注：*部分患者吸煙情況不明；#大細胞癌患者僅1例，未計入統(tǒng)計分析。

3討論

研究發(fā)現(xiàn)，HOTAIR通過表觀遺傳學來調控基因的表達從而導致腫瘤的發(fā)生和轉移[7~11]。HOTAIR是第一個被發(fā)現(xiàn)具有反式調控作用的lncRNA[12~14]。目前發(fā)現(xiàn)，HOTAIR在多種腫瘤中表達上調，且HOTAIR的高表達與不良預后密切相關[4,9,10]。HOTAIR可通過與甲基化酶復合體2共同作用，調控組蛋白H3第27位賴氨酸的三甲基化，從而影響WIF1、PTEN、p21等基因的表達[12]，并通過這些基因調控Wnt[15]、Akt[16]及p53[17]等信號通路，從而在腫瘤細胞周期、細胞凋亡、血管生成、侵襲與轉移等過程中發(fā)揮重要作用。

HOTAIR在NSCLC組織與細胞系中的表達水平有不同的報道。劉敏等[7]發(fā)現(xiàn)，HOTAIR在47例癌組織中的相對表達量顯著低于癌旁正常組織。但林夢潔等[8]發(fā)現(xiàn)，與正常支氣管上皮細胞系16HBE相比，HOTAIR在肺癌(SPCA1)細胞和SK-MES-1細胞中相對高表達，而在A549細胞中相對低表達。同時，Liu等[9]報道HOTAIR在42例NSCLC組織及4個細胞系中表達均顯著高于正常肺組織。Nakagawa等[10]也發(fā)現(xiàn)，22.1%的NSCLC患者瘤組織中HOTAIR表達量高于正常肺組織的2倍以上。此外，本研究對芯片GDS3837數(shù)據(jù)提取顯示，HOTAIR在不吸煙女性NSCLC患者的表達水平顯著高于健康不吸煙女性，與其他文獻[4,9,10]報道結果一致。本研究結果與大部分報道一致，HOTAIR在NSCLC組織中高表達，提示HOTAIR可能與NSCLC發(fā)生有關。

本研究從GEO提取的GDS3627數(shù)據(jù)顯示，HOTAIR在鱗癌、腺癌組織中的表達水平差異無統(tǒng)計學意義，與本研究結果一致。Liu等[9，10]發(fā)現(xiàn)，腫瘤組織中HOTAIR高表達與腫瘤臨床分期及轉移相關，與本研究結果一致，提示HOTAIR高表達可促進NSCLC細胞的浸潤、侵襲和轉移；而從GEO提取芯片GDS3837的數(shù)據(jù)顯示，HOTAIR高表達與腫瘤臨床分期不相關，可能由于部分患者情況不明數(shù)據(jù)丟失存在誤差。林夢潔等[8，9,11]通過體外實驗證實，通過轉染HOTAIR siRNA下調HOTAIR表達可抑制癌細胞的遷移和侵襲；相反，過表達HOTAIR可以促進癌細胞的遷移和侵襲。本研究還發(fā)現(xiàn)，HOTAIR表達與患者年齡、腫瘤直徑密切相關；而從GEO提取GDS3837的數(shù)據(jù)顯示，HOTAIR的表達與患者年齡無關?？赡芤驗閷嶒灧椒?、設備的差異及研究對象的地域性差異。因此HOTAIR的表達水平與NSCLC患者年齡的關系需進一步做大樣本的更全面的研究。本研究發(fā)現(xiàn)，HOTAIR的表達水平與患者是否吸煙無關，與芯片GDS2491的提取結果一致。結合文獻信息及本研究結果，HOTAIR與NSCLC的發(fā)展及惡化進程密切相關，可扮演癌基因的角色，并協(xié)助預測NSCLC進展情況。

綜上所述，HOTAIR在NSCLC的發(fā)生發(fā)展中可能發(fā)揮一定的作用。HOTAIR 作為分子標記或者潛在的靶點，在NSCLC的早期診斷、療效判斷、預后預測乃至基因治療等方面具有廣闊前景。

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Expression changes and clinical significance of HOTAIR in non-small-cell lung cancer

PANLinjiang,WANGYiwen,ZHANGLijie,CENWeiluan,XIONGTianhua,CHENGang,LIPing

(TheFirstAffiliatedHospitalofGuangxiMedicalUniversity,Nanning530021,China)

Abstract:ObjectiveTo observe the expression changes of HOX transcript antisense RNA (HOTAIR) in the non-small-cell lung cancer (NSCLC) tissues and to investigate its clinical significance. MethodsNSCLC tissues and adjacent tissues from 125 patients were collected and the expression of HOTAIR was detected by RT-PCR. Microarray data on the correlations between HOTAIR expression and NSCLC tissues were retrieved from Gene Expression Omnibus (GEO) and Array Express database.Results The expression of HOTAIR in the NSCLC was significantly higher than that in the adjacent tissues (P<0.05). The expression of HOTAIR was closely related to age, tumor diameter, lymph node metastasis and TNM stage of NSCLC patients (all P<0.05). The microarray data from GEO Profiles demonstrated that the HOTAIR expression level was not related with pathological pattern (P>0.05).ConclusionHOTAIR is highly expressed in the NSCLC tissues, and its expression may take part in the occurrence and development of NSCLC.

Key words:non-small-cell lung cancer; HOX transcript antisense RNA; long non-coding RNA

(收稿日期：2015-11-22)

中圖分類號：R734.2

文獻標志碼：A

文章編號：1002-266X(2016)09-0001-03

doi：10.3969/j.issn.1002-266X.2016.09.001

通信作者簡介：李萍(1973-)，女，副教授，博士，主要研究方向為呼吸道惡性腫瘤的發(fā)病機制。E-mail：liping@gxmu.edu.cn

作者簡介：第一潘林江(1966-)，男，副教授，碩士，主要研究方向為呼吸道惡性腫瘤的發(fā)病機制。E-mail：67666795@qq.com

基金項目：廣西自然科學基金(2015GXNSFAA139213)；廣西壯族自治區(qū)衛(wèi)生廳科研課題(Z2014055)。