TGFβ信号通路基因microRNA结合区域遗传变异与结直肠癌易感性及其机制研究

Colorectal cancer (CRC) is the results of multi-genes combined with environmental factors, which shows significant individual susceptibility. Genome-wide association study (GWAS) has suggested that many SNPs in the TGFβ pathway genes are associated with CRC risk. Furthermore, many studies reveal that microRNAs are involved in cell growth differentiation, and apoptosis, which may play an important role in CRC carcinogenesis. This study will identify the candidate SNPs in miRNAs targeting TGFβ pathway genes via bioinformatics, and investigate the association between these SNPs and the risk of CRC in a case-control study. In addtion, we will explore the association between the genotypes and clinical phenotypes of CRC and the gene-environment interaction. We will determine the potential mechanism of candidate SNPs on affecting the the post-transcriptional regulation of targeting genes by using a series of molecular biological methods. The results will contribute to clarify the important role of SNPs in miRNAs binding with TGFβ pathway genes in the development of CRC and provide evidence in practice of individual prevention and therapy of CRC.

结直肠癌的发生发展是环境和遗传因素共同作用的结果，且存在明显的个体易感性。目前全基因组关联研究（GWAS）发现TGFβ信号通路中多个基因的单核苷酸多态性（SNPs）与结直肠癌发病风险有关，同时研究表明微小RNA（microRNA）广泛参与了细胞的生长、分化和凋亡等生物学过程，提示其可能在结直肠癌中发挥重要作用。本研究拟通过生物信息学方法确定TGFβ通路基因microRNA结合区域的SNPs，采用临床病例－对照研究方法，探讨候选SNPs与结直肠癌发病风险的关系，分析评价基因型－临床表型及基因－环境的交互作用。同时采用一系列分子生物学方法进一步探讨SNPs对靶基因转录后翻译调控的影响，最终阐明TGFβ信号通路基因microRNA结合区域SNPs参与结直肠癌发生发展的可能生物学机制，为今后结直肠癌的个体化预防和治疗提供重要的理论依据。

结直肠癌的发病机制尚不完全清楚，但是可能是环境因素和遗传因素共同作用的结果。最近的全基因组关联研究发现了大量的结直肠癌易感位点，发现这些位点与TGFβ通路有关，提示TGFβ通路的遗传变异与结直肠癌的发病有关。miRNA发现与细胞的增殖和凋亡密切相关，我们推测位于TGFβ通路基因的3’-UTR区域的遗传变异可能受到miRNA的调控，从而影响结直肠癌的易感性。. 我们通过生物信息学数据库的预测，并结合靶基因预测软件，发现3个SNPs位于TGFBR1和BMPR1B基因上。本研究通过病例-对照研究方法，包括1147例结直肠癌病例和1203例正常对照，采用TaqMan基因分型方法探讨这3个SNPs与结直肠癌发病风险的关系。结果发现，与TGFBR1基因rs1590的TT基因型相比，携带GT/GG基因型者罹患结直肠癌的风险明显降低（OR=0.82, 95%CI=0.68-0.97）。进一步分层分析发现，该保护因素在高年龄人群中更为显著（OR=0.74, 95%CI=0.58-0.95）。此外，采用双荧光素酶报告基因实验探讨了rs1590与miRNA之间的调控关系。结果发现转染入miR-532-5p或 miR-768-3p后，与对照组相比，活性降低。同时与TT基因型相比，miR-532-5p更能够降低TGFBR1靶基因的翻译活性（P=0.004）。该结果提示，TGFBR1基因rs1590的变化可影响TGFBR1的表达水平，推测可能是由于miR-532-5p的参与了调控所致。. 总之，我们发现了TGFBR1基因3’-UTR调控区域的rs1590与结直肠癌的发病密切相关，该研究为进一步确定TGFBR1作为结直肠癌候选基因提供了实验的依据。