LncRNA-RP11-474D1 调控局部晚期直肠癌放疗敏感性的功能及机制研究

Preoperative chemoradiotherapy (pre-CRT) has been represented as the standard treatment for locally advanced rectal cancer (LARC). The patients who achived pathologic complete response (pCR) or significant tumor stage reduction after pre-CRT enable organ preservation improvement without treatment efficacy impairment. Long non-coding RNAs (LncRNAs) are categories that are longer than 200bp and transcribed from DNA but do not encode protein. They regulate the tumorigenesis and development via ceRNA, RNA-protein interaction, RNA-DNA interaction. .In the previous study, we found LncRNA-RP11-474D1 had the potential predictive value in rectal cancers radiosensitivity. In this project, we will further validate the predictive effect of RP11-474D1 in rectal cancer CRT responses and overall prognosis. We will also explore the mechanism of how RP11-474D1 promoting cell malignancy, radiosensitivity regulating and identify its target functional proteins. We hope this study will help us to understand the roles of long non-coding RNA in rectal cancer radiosensitivity regulation and make it as a biomarker to predict the CRT resoponses for optimizing the overall therapeutic strategy.

术前同步放化疗联合全直肠系膜切除术是局部晚期直肠癌的标准治疗模式。术前同步放化疗后达病理完全缓解或显著降期的放疗敏感者有望在不降低总体疗效的基础上保留器官和功能。长链非编码RNA（LncRNA）是一类由基因组转录但并不翻译的长度大于200bp的RNA分子，它们可以通过ceRNA，RNA蛋白相互作用，RNA-DNA相互作用等机制调控肿瘤的发生和发展。我们前期研究发现LncRNA-RP11-474D1在预测直肠癌放疗敏感性方面具有潜在价值。本项目将重点进一步探索直肠癌组织内RP11-474D1对放疗降期、疾病预后的预测作用，阐明其促进细胞恶性表型、放疗敏感性调控的机制，分析鉴定与之结合的靶蛋白，以此来促进我们对长片段非编码RNA 在放疗调控中的认识，并为其作为生物标记物预测放疗敏感性，指导治疗模式的优化。

本研究拟通过扩大样本验证LncRNA-RP11-474D1在不同TRG分组中的差异表达，并从细胞系和动物水平鉴定其对直肠癌生物学表型的影响，并探索它与靶miRNA和蛋白质的相互作用，阐明LncRNA-RP11-474D1对II/III期直肠癌患者放疗敏感性的调控作用机制。通过扩大样本进行组织标本q-PCR检测，发现LncRNA-RP11-474D1在不同TRG分组的表达量没有显著差异；此外，芯片中差异表达的其他LncRNA中，LncUSP9Y-6 在TRG=1的患者中表达显著低于其他患者,且与术后是否降期显著相关。但进一步在直肠癌细胞系的检测中未发现LncRNA-RP11-474D1、LncUSP9Y-6表达，无法在细胞水平和动物水平上进行机制研究。因此课题组调整计划，筛选直肠癌新辅助长程同步放化疗后术后Mandard病理分级为TRG=1（即放疗后，手术标本中完全无肿瘤残存, 病理完全缓解（pathological complete response，pCR）的患者 6例、TRG=2、3、4（non-pCR）的患者7例的标本行转录组测序，筛选出差异表达的LncRNA及mRNA。分别找出在pCR组和non-pCR组中均高表达的LncRNA及mRNA，然后寻找同时可与两者结合的miRNA，构建ceRNA网络（竞争性内源RNA ，competing endogenouse RNA），提出LncRNA在调控放疗敏感性方面的可能机制。最终发现在non-pCR组中，LncRNA DLX6-AS1表达上调，并通过与hsa-miR-27a-3p、hsa-let-7b-5p结合，上调相关的mRNA，从而增加放疗抗拒。已有研究证实，DLX6-AS1的上调可以促进结直肠癌细胞的增殖、侵袭和迁移；增加HIF-1α的表达；hsa-let-7b-5p可以抑制胶质瘤细胞的细胞周期，这些都可能是导致放疗抗拒的机制。LINC00469表达上调，并通过与hsa-miR-181b-5p结合，使得相关mRNA表达上调。相反，在pCR组中，LINC00707表达上调，并通过与hsa-miR-330-5p结合；LncRNA SOX21-AS表达上调，并通过与hsa-miR-24-3p结合，上调相关mRNA,使得放疗敏感。下一步将继续扩大样本，并在细胞和动物水平进一步验证所提出的机制。