环状RNA在口腔鳞癌诊断中的应用价值及其作用机制研究

Circular RNAs (circRNAs) are non-coding, single stranded endogenous RNAs that could regulate gene expression. Recent studies found circRNAs were related to cancer and could act as biomarker for diagnosis of cancer. This project will perform transcriptome sequencing by RNA-seq on 20 oral squamous cell carcinoma (OSCC) tissues and paired normal tissues and screen differential expressed circRNAs. Real-Time RT-PCR will be used to validate the differential expression in tissues and plasma. Subsequently, we will examine the candidate circRNAs in 100 cases and 100 healthy controls to evaluate the clinical utility of circRNAs in OSCC diagnosis. Finally, we will explore the biological function of circRNA in OSCC development by function assays. This study will be the first time to determine the role of circRNAs in the diagnosis of OSCC, and to provide a theoretical basis and technical support to develop simple and minimally invasive biomarker for OSCC diagnosis.

环状RNA是一类具基因调控作用的内源性非编码RNA分子。最近研究发现环状RNA与肿瘤的发生发展密切相关，并在外周血中稳定存在，可能是一类肿瘤新型生物标志物。本研究拟依托二代测序平台对20例新发口腔鳞癌患者的癌和癌旁组织进行全转录组测序，筛选口腔鳞癌组织高表达的环状RNA，应用real-time RT-PCR验证其在组织和血浆中的表达水平；随后在100例口腔鳞癌患者血浆和100例健康对照血浆中进行候选环状RNA表达水平的检测，通过灵敏度、特异度等指标判断其在口腔鳞癌诊断中的价值；最后通过功能学实验初步探讨环状RNA在口腔鳞癌发生中的作用。本课题的顺利实施将首次判定环状RNA在口腔鳞癌诊断中的作用，为确定简单、微创的口腔鳞癌诊断生物标志物提供理论基础和技术支撑。

本课题对中国人群46例口腔鳞癌患者的癌及癌旁组织样本进行全转录组测序，筛选在口腔鳞癌组织和癌旁组织中差异表达的环状RNA和mRNA，鉴定与口腔鳞癌发生相关的环状RNA表达谱，建立口腔鳞癌诊断模型。运用生物信息学数据库预测可与环状RNA结合的miRNA，并预测其靶基因，初步探讨其生物学功能。.本项目最终获得492条环状RNA在至少80%的样本中有表达(TPM>1)，按照差异表达倍数>=2和FDR<0.05的标准，筛选得到35个环状RNA在癌及癌旁样本中有差异表达，其中9条在癌组织中表达上调，26条在癌组织中表达下调，其中11条circRNA在Mioncocirc数据库的48例头颈鳞癌患者中得到了验证。采用LASSO回归构建了环状RNA在口腔鳞癌中的诊断模型，7个环状RNA纳入了诊断模型。运用生物信息学数据库对环状RNA进行靶基因预测和通路富集分析及生物功能学分析，结果显示靶基因多富集在肿瘤发生发展相关通路。..本项目建立了中国人群口腔鳞癌特异的环状RNA表达图谱，初步阐释了环状RNA在口腔鳞癌组织中的表达规律，并且建立了环状RNA诊断模型，为口腔鳞癌患者提供早期诊断、无创诊断提供了理论依据。