云南宣威肺癌潜在分子标志物的高通量多维组学筛选及功能机制研究

Xuanwei lung cancer, which only occurs in Yunnan province, has distinct characteristics, its rising mortality needs to explore effective markers for diagnosis and treatment as soon as possible, however, previous domestic studies have not identified the relevant markers. Our preliminary study detected large amounts of genomic copy number variation (CNVs) and differentially expressed genes associated with staging, differention and occurrence in Xuanwei lung cancer, and showed there may be certain regularity and intrinsic relation between CNVs and differentially expressed genes. Based on the distinctive characteristics of Xuanwei lung cancer, limitations of previous studies and our preliminary research, we propose the hypothesis that distinct molecular markers may be presented in different development stages of Xuanwei lung cancer, and the pathogenic genes presented in Xuanwei lung cancer may be different from that in other lung cancer. Thus, we intend to further perform genome-wide screening on Xuanwei lung cancer using array-CGH and gene expression profiling microarrays to detect molecular markers, and bioinformatic analysis, meta-analysis, integrative analysis, grouping and comprehensive analysis, gene function studies, clinical performance evaluation etc. will be carried out to screen out and identify potential molecular markers associated with diagnosis, staging, differention, metastasis, treatment and prognosis of Xuanwei lung cancer and candidate pathogenic genes, to explore the pathogenesis of Xuanwei lung cancer, and to lay the foundation for the molecular diagnosis and effective treatment of Xuanwei lung cancer.

宣威肺癌是云南特有的、极具特点的一种肺癌，其不断上升的死亡率迫切需要尽快发掘与之诊疗相关的标志物，然而，以往国内外的研究并未鉴定出相关标志物。我们的前期研究发现宣威肺癌中存在与其分期、分化、发病等可能相关的基因组拷贝数变异和差异表达基因，并初步显示两者之间存在一定的规律性及内在联系。基于宣威肺癌鲜明的发病特点、既往研究的局限性及我们前期的相关研究，我们提出"宣威肺癌在发生发展过程中的不同阶段存在不同的特征性分子标志物，宣威肺癌存在与其他肺癌不同的致病基因"的假设。为此，我们拟同时应用array-CGH和基因表达谱芯片等新技术进一步在宣威肺癌样本中筛查标志物，并通过生物信息学分析、整合分析、分组与综合分析、基因功能研究、临床性能评价等，筛选和鉴定出能用于宣威肺癌诊断、分期、分化、转移、疗效及预后判断的潜在分子标志物和致病基因，探讨宣威肺癌的发病机制，为宣威肺癌的分子诊断和有效治疗奠定基础。

宣威肺癌是云南特有的、极具特点的一种肺癌，其不断上升的死亡率迫切需要尽快发掘与之诊疗相关的标志物，然而，以往国内外的研究并未鉴定出相关标志物。我们拟同时应用array-CGH 和基因表达谱芯片去筛选在宣威肺癌基因剂量及表达水平上存在一定的规律性及内在联系的驱动基因。array-CGH芯片总计发现46个扩增区域和27个缺失区域，临床资料分析表明与宣威肺癌的分期和转移相关的CNVs有13q21.1-q21.2、18q21.2、18q21.32-q22.2、 7q11.23、7q21.11、7q21.11-q21.3、7q22.1-q22.2等。重点选取以上CNVs里的22个基因作为q-PCR验证的候选基因，结果表明22个基因与芯片结果的一致性较好，且 TRIP13、MXD3、CCND2、SMAD4、WHSC1、UXT与病理分级和淋巴结转移的相关性较好，提示这些基因有可能与宣威肺癌的发病、病理分级、淋巴结转移等相关；表达谱芯片研究表明宣威肺癌有大量的差异基因表达，针对I-III病理分级筛选出461个差异基因，其中上调157个，下调304个；进一步对这些基因进行mRNA共表达分析，结果表明MXD3基因与162个基因均存在共表达作用， 提示MXD3可能为宣威肺腺癌发病机制中的一个核心基因；整合aCGH芯片和表达谱芯片，将扩增频率较高的CNVs区域1q21.1-q44、 7p22.3-p11.2和5p15.33-p11映射到I-III病理分级相关的差异基因筛选到样本间均一性最好、表达倍数最高、与宣威肺癌的转移的相关性好的基因TRIP13，表明TRIP13可能为宣威肺腺癌参宣威肺癌病理进展的一个核心基因；mRNA、蛋白水平和组织水平证实MXD3和TRIP13在宣威肺癌中明显表达上调，与病理分级呈正相关（p＜0.05）。体外实验表明高表达MXD3和TRIP13促进肺腺癌细胞增殖、迁移和侵袭、抑制细胞凋亡和促进G2/M转换；Wnt通路检测表明，沉默TRIP13后致使C-Jun、LEF-1、Met和MMP-7蛋白上调，CD44的表达量下调。表明TRIP13的高表达导致了正常调控细胞周期和增殖的调节途径不恰当的活化，导致了宣威肺癌的发生。