横纹肌肉瘤发生发展相关基因的筛选验证及分子机制研究

横纹肌肉瘤是儿童最常见的软组织恶性肿瘤，主要分为三个亚型，各亚型不仅在发病年龄、部位、临床表现等方面存在差异，而且在治疗方案、预后及分子发生机制上也可能各不相同，其他学者和我们CGH研究表明其遗传学上存在一些染色体随机和非随机性改变，新近发展的aCGH克服了CGH分辨率不足等缺点，大大提高了分辨率甚至可以精确到单个基因或外显子水平，但是基于aCGH在横纹肌肉瘤中研究少、样本小、选用通用aCGH等不足，本研究拟设计针对性强的aCGH芯片，结合waviCGH分析平台筛选候选基因，应用FISH和MLPA进行验证，实时定量PCR、组织芯片免疫组化、Western blot分别从RNA和蛋白水平检测候选基因的表达，最后对部分与横纹肌肉瘤发生发展密切相关的候选基因运用真核转染和RNA干扰以及甲基化和突变检测进行分子功能和机制的初步研究，为横纹肌肉瘤发生发展、诊断和预后密切相关分子靶标的筛选奠定基础。

横纹肌肉瘤(Rhabdomyosarcoma, RMS)是儿童最常见的恶性肿瘤，预后差，其分子机制仍然不很清楚。本研究旨在筛选并验证与RMS发生发展相关的染色体片段和基因，为理解其分子发生机制及靶向治疗奠定基础。首先，运用高通量aCGH技术筛选出与RMS发生发展密切相关的基因及片段，并通过免疫组化技术在蛋白水平及实时定量聚合酶链式反应在mRNA水平对筛选出的基因进行验证。同时，又对染色体拷贝数改变区段的基因应用DAVID软件进行功能富集分析。此外，又通过TAM软件对染色体扩增及缺失区段相应的miRNA进行功能富集分析。最后，对筛选出的基因，通过构建过表达质粒和干扰质粒，在细胞水平上研究其对肿瘤生物学行为的影响。aCGH结果显示RMS中最常见的染色体扩增区段是12q13.12和12q13.3–q14.1，缺失区段是1p21.1、2q14.1和5q13.2。生物信息学分析显示，RMS染色体扩增区存在免疫球蛋白等功能区富集，缺失区存在防御等功能区富集。在腺泡状横纹肌肉瘤（alveolar RMS，ARMS）中，扩增区存在细胞周期进程（包含MDM2、CDK4、HMGA2等基因）、原癌基因（包含GLI1、MDM2、CDK4等基因）功能区富集。原癌miRNA（miR-24、miR-27a、miR-146b）和肌发展相关 miRNA（miR-24、miR-27a、miR-331）功能富集区在RMS中出现上调。GLI1、GEFT、MDM2和CDK4蛋白和mRNA水平均高于正常对照组织，且GEFT和GLI1蛋白与淋巴结转移及预后差密切相关。通过检测RMS中19个热点癌基因的突变，显示RMS的突变率为31.6%，突变基因包括NRAS, HRAS和 PIK3CA；且在ARMS细胞系中存在RAS/PIK3CA 共突变。通过细胞学功能实验发现GEFT基因过表达能增强RMS细胞的增殖、迁移、侵袭和抗凋亡能力。因此，横纹肌肉瘤中12q13.12、12q13.3-q14.1区段扩增，1p21.1、2q14.1、5q13.2区段缺失可能与其发生相关；免疫球蛋白等功能富集区基因的扩增、防御等功能富集区基因的丢失以及癌基因的突变可能在RMS发生发展中也扮演着重要的角色，GEFT、GLI1可能与RMS的侵袭转移密切相关，有望成为治疗RMS的分子靶标。