细胞周期信号通路相关基因与肝癌的关联分析及其风险点生物功能研究

Hepatocellular Carcinoma(HCC) is the second deadly cancer among the most common deadly cancers in China and ranks the first in Guangxi. Genetic factor plays a major role in HCC and is an important factor that cause individual difference in developing HCC. This project intends to perform an association analysis between cell cycle signal pathway based on the previous research on HCC, and to study the molecular function of risk SNPs in this pathway. The detailed methods are as follows: Association analysis will be performed between SNPs,gene-gene,gene- environment in cell cycle signal pathway and HCC with large sample size that we have. After finding the risk alleles, the impact of the risk allelic polymorphisms on target gene expression and cell tumor behavior will be studied with Luciferase-reporter-gene system.In addition,gene methylation, transcription factor and miRNA binding sites on these risk allelic polymorphisms are to be predicted by bioinformatics and verified by experiment, and the impact of these combination on target gene expression and cell tumor behavior is to be researched. This research will shed new lights on the relationship between the molecular function of this pathway and individual differences, and perform practical guidance for early detection,individual therapy and drug research.

肝癌高居我国癌症死亡的第二位，广西肿瘤死因谱首位。遗传因素是肝癌发生发展的重要因素，也是肝癌发生发展存在个体差异的主要原因。本项目在前期研究工作的基础上，进行细胞周期信号通路与肝癌的关联分析，并研究该通路内风险点的生物功能，总的技术路线为：利用已建立的肝癌大样本库，对细胞周期信号通路上基因的多态位点、基因－基因、基因－环境与肝癌进行关联分析，找出与肝癌相关的风险位点，并通过荧光素酶报告基因研究这些风险位点多态性对基因表达变化和细胞肿瘤行为的影响。另外，通过生物信息学预测及实验验证不同功能区域风险点的多态性对DNA甲基化模式、转录因子或miRNA结合的影响，并研究这些影响对靶基因表达和细胞肿瘤行为的作用。该研究结果有望更明确地阐明该通路的生物功能与个体差异的关系，为进一步揭示遗传变异参与肝癌发生发展的可能生物学机制提供重要理论依据，也为今后肝癌的个体化预防、治疗以及药物研发等提供重要参考。

肝癌是我国重要的公共卫生问题。细胞周期信号通路基因在控制细胞周期正常进行的转换过程中起到关键的作用，基因的缺失或突变会使其蛋白活性改变，导致癌症的发生。本研究首先通过生物信息学整合分析并结合已有文献研究筛选得到细胞周期信号通路相关的12个基因的15个功能性SNPs位点。采用病例-对照研究方法，收集肝癌新发患者1127例，同期在医院治疗的非肿瘤患者1200例。采用统一的调查问卷收集研究对象相关信息，采用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱方法对候选SNPs位点进行基因型检测。研究结果显示，MCM4基因 rs2305952位点、CHEK1基因 rs515255位点和KAT2B基因rs17006625位点多态性可能与肝癌存在关联，可能存在影响肝癌发病风险的基因-基因、基因-环境交互作用。然后对筛选出的与肝癌相关的风险位点KAT2B基因rs17006625位点，进行肝癌细胞系生物学功能的影响验证，研究结果显示，KAT2B基因rs17006625位点等位基因G基因型可能影响肝癌肿瘤的包膜侵犯和病理分级，增加肝癌细胞基因的表达、增强肝癌细胞的侵袭能力。同时，选择271例肝癌患者，分析其与肝癌总生存时间和无进展生存时间的关系，评价其联合肝癌临床变量对肝癌预后的预测能力；利用多个公共数据库数据对鉴定出来的基因及SNP进行功能分析，并通过生物学实验予以验证。研究结果显示，SMAD3基因rs11556090位点和RBL2 基因rs3929位点单独或联合作用可影响肝癌患者的预后，SMAD3基因rs11556090与RBL2基因rs3929位点联合作用显著改善临床相关因素对1年无进展生存时间的预测能力。SMAD3基因和RBL2基因在肝癌发生中可能分别充当促癌因子和抑癌因子的作用；RBL2 rs3929位点可能通过改变RBL2基因的表达而影响肝癌的预后。本研究还通过从Oncomine等数据库中提取的4组独立芯片数据分析，研究发现细胞周期调控相关基因E2F3和大量与肝癌不良预后相关的蛋白、基因及microRNAs互作，说明E2F3基因可能是潜在肝癌不良预后标记物。本研究揭示了细胞周期信号通路基因遗传变异参与肝癌发生发展的可能生物学机制，为今后肝癌的个体化预防、治疗以及药物研发等提供了重要参考。