白介素基因遗传变异与肾癌发病风险及分子机制研究

Renal cell carcinoma (RCC) is the common tumor in the urinary system, however, the exactly mechanism of the effect of genetic variants on RCC risk was unclear and it is lack of effective early diagnostic marker. The 5-year survival rate of advanced stage RCC is less than 10%. Several studies had suggested that the genetic variants of interleukin (IL) are association with RCC risk. Previously, we found the genetic variants of IL-4/IL-13/IL-4R were associated with the renal cell carcinoma (RCC) risk. Thus, we expanded the scope of selecting single nucleotide polymorphisms (SNPs) in the present study. Further, we used molecular epidemiological study and functional study (EMSA, Luciferase reporter gene, et al.) to investigate the effect of genetic variants of IL-4/IL-13/IL-4R on RCC risk, and evaluated the serum biomarkers, which will provide the theoretical basis for genetic variants of IL-4/IL-13/IL-4R to predict the RCC risk susceptibility.

肾癌是我国泌尿系统肿瘤中常见的恶性肿瘤，病因和机制尚不清楚，缺乏有效的早期诊断指标，个体易感性明显，进展期的肾癌5年生存率低于10%。研究报道，白介素（interleukin, IL）参与肾癌发生发展。本课题组前期研究结果显示，IL-4/IL-13/IL-4R的遗传变异与肾癌发病风险关系密切。基于此，本项目拟采用分子流行病学病例-对照研究方法进一步评价白介素基因遗传变异与肾癌发病风险关联性，采用EMSA，双荧光报告基因，软琼脂集落形成、流式细胞术、裸鼠荷瘤、ELISA等离体（in vitro）和在体（in vivo）方法深入探讨其分子机制，检测血浆白介素水平，分析基因型与血浆表型之间关系，寻找潜在生物标志物。该研究将为进一步揭示肾癌发病机制，并为今后的个体化预防、干预及早期诊断和治疗提供理论依据和重要参考。

背景：肾细胞癌简称肾癌，肾癌往往难以早期发现，大多数患者是健康查体时发现的无症状肾癌。根治性肾切除术是最有效的治疗方法，但是患者的术后生活质量明显下降，筛选可靠的预测肾癌发生发展的生物标志物至关重要。白介素4（IL-4）/白介素13（IL-13）/白介素4受体（IL-4R）介导的信号通路异常传导与多种肿瘤的进展有关。单核苷酸多态性（SNPs）是最常见的基因遗传变异，已有研究发现位于IL-4/IL-13/IL-4R信号轴上的某些功能性SNPs可能与肾癌的发病风险相关。本研究旨在对IL-4/IL-13/IL-4R基因区域上所有SNPs位点进行筛选，找出与肾癌易感性相关的SNPs，并阐述可能的分子机制。.方法：本研究基于千人基因组计划数据库，按照MAF>0.05且基因型分布符合HWE原则筛选SNPs，并进行连锁不平衡分析，以筛选出TagSNPs。对TagSNPs 进行功能注释，挑选出最终纳入研究的候选SNPs位点。本研究收集了620例肾癌病例和623例健康对照外周血样本用于病例-对照研究，运用logistic回归模型计算相对危险度（OR）及95%置信区间（95% CI），分析候选SNPs基因型与肾癌发病风险的关系。在此基础上，对显著关联的SNPs开展EMSA实验和凝胶迁移实验等功能学实验，预测并验证SNPs可能影响的转录因子，探讨SNPs的分子生物学机制。.结果：5个候选SNPs被纳入研究，即IL-13 rs1881457、IL-13 rs2066960、IL-13 rs2069744、IL-4R rs8832和IL-4R rs4787951。病例-对照研究结果表明，位于IL-4R的rs4787951与肾癌的发病风险显著相关，与TT基因型相比，携带CC基因型者罹患肾癌的易感性更高，CC基因型增加了肾癌的发病风险。功能学研究结果表明，携带T等位基因的IL-4R转录活性明显提高，且T到C的变异降低了IL-4R与转录因子NFATc的结合能力。未发现其它SNPs与肾癌发病风险存在显著关联。.结论：IL-4/IL-13/IL-4R信号轴上的多态性位点IL-4R rs4787951与肾癌的遗传易感性密切相关，其可能通过影响IL-4R与NFATc的结合，调控IL-4R的表达与功能，进而参与肾癌的发生。因此，IL-4R rs4787951可能作为潜在的肾癌早期诊断生物标志物。