子宫内膜异位症转录组深度测序和功能鉴定的研究

Endometriosis, a common disease in women of child-bearing age, is a major cause of pain symptoms and infertility, impairing woman's health-related quality of life worldwide. It is an enigmatic disease with high heterogeneity and poor response to conservative treatment. Moreover, little is known about the underlying molecular pathogenesis of different types of endometriosis. Deep sequencing of the transcriptome is a sensitive and efficient method for detecting expression profiles of all mRNAs and long non-coding RNAs (lncRNAs), as well as identifying new lncRNAs and gene fusions, somatic mutations and alternatively spliced forms. To our knowledge, few studies have been performed on endometriosis transcriptome sequencing. And this is the first whole transcriptome study of different types of endometriosis using deep sequencing. Our objectives are to build endometriosis-specific transcriptome signature. Firstly, we will conduct the transcriptome sequencing and bioinformatics analysis of paired ectopic and eutopic endometrium, as well as normal endometrium，and screen the differential expressed mRNAa and lncRNAs. Secondly, to validate different expressed mRNAs and lncRNAs, quantitative RT-PCR, western-blot, FISH, and Sanger sequencing are explored in a larger sample size. Then, we will use in vivo and in vitro model to study the underlying mechanisms and functions of differential expression transcripts, including mRNAs and lncRNAs. Finally, combined with our previous endometriosis microRNAs expression profile, we will conduct endometriosis specific mRNA-microRNA-lncRNA interacting biological networks. Our study will provide new insight into the pathogenesis of endometriosis, thus opening new potential avenues to early diagnose and conquer of this catastrophic disease.

子宫内膜异位症是育龄期妇女常见病，引起的疼痛和不育严重影响妇女生活质量，是世界范围的健康问题。其病因不明，异质性显著，不同类型内异症发病机制的差异不清，治疗不佳。转录组深度测序能揭示不同生理及病理状态下所有mRNA和长链非编码RNA（lncRNA）的功能状态，是当前科学研究热点，但在内异症研究中尚属空白。本研究旨在开展内异症的转录组学研究。主要内容：（1）不同类型内异症异位内膜、在位内膜转录组深度测序分析，筛选差异表达的mRNA及lncRNA；（2）扩大临床样本，RT-PCR、FISH及Sanger测序分子水平验证差异表达转录本；（3）体外细胞及动物模型中研究差异表达转录本在内异症发生及发展中的功能；（4）结合前期microRNA研究结果，建立内异症特异性mRNA-microRNA-lncRNA互作网络。该研究将为深入探讨内异症发病机制、为寻找新的治疗靶点和早期诊断标志物提供理论依据。

子宫内膜异位症是指子宫内膜的腺体及间质生长于子宫以外的地方，尤其是卵巢。好发于育龄期妇女，发病率10%～15%。全球有17600多万位女性受到子宫内膜异位症相关疼痛和不孕的困扰，严重影响着她们的生活质量。不仅影响着工作效率，而且给社会带来巨大的经济负担。但目前其发病机制仍不清楚，因此，探索子宫内膜异位症潜在的发病机制至关重要，是寻找生物学标记及治疗靶点的关键。转录组分析不仅能揭示不同生理及病理状态下所有 mRNA 的功能状态，而且也可以发现非编码RNA的差异及功能分配，是当前科学研究热点，但在内异症研究中尚属空白。目前认为受子宫内膜异位症影响的女性可能存在某些易感因素，部分归因于表观遗传学的调控。大多数研究者逐渐意识到非编码RNA在表观遗传调控中的重要地位，许多研究也均已证实非编码RNA通过直接或间接调控基因表达参与多种病理生理过程。. 我们利用微阵列基因芯片筛查了卵巢型子宫内膜异位症差异表达的lncRNA和mRNA；进一步比较了深部浸润型子宫内膜异位症（DIE）中差异表达的转录本；分别对以上差异表达的基因进行功能预测；并在大样本中行qPCR验证；构建了LncRNA-miRNA-mRNA作用网络。结果表明：卵巢型子宫内膜异位症的异位内膜有4088个mRNA 存在差异，其中1844个表达上调，2244个表达下调；948个lncRNA存在差异表达，其中527个表达上调，421个表达下调；HOXA9、HOXA10、HOXA11以及HOXD10的mRNA 表达在异位内膜组织中均显著下调，而且HOXA10CpG 岛1在异位内膜中明显低甲基化。与对照组相比，DIE患者的在位内膜有806个lncRNA存在差异，416个上调，390个下调；异位内膜有3432个上调及2944个下调的lncRNA。我们首次利用基因芯片研究了卵巢型子宫内膜异位症与对照组之间环状RNA（circRNA）及mRNA的表达差异；分别对差异基因进行功能预测；并在大样本中行qPCR验证；构建了circRNA-miRNA-mRNA相互作用网络。结果发现：hsa_circ_104194及 hsa_circ_104195可能是参与子宫内膜异位症发生的关键分子，主要通过调控ILDR2及BACH2参与子宫内膜异位症的发生机制。