基于circRNA表观遗传调控网络的食管癌分子流行病学研究

Esophageal cancer is a common digestive tract cancer in the developing countries. It seldom has obvious symptoms in the early stage, putting a great threat to the life and health of the Chinese population. Looking for sensitive and specific biomarkers to achieve "the secondary prevention strategy" is crucial in controlling esophageal cancer. Based on the previous findings, this study intends to apply both the field epidemiological study design and molecular epidemiological study design, by focusing on the circRNA-based epigenetic regulatory network in relation to the esophageal squamous cell carcinoma. The multiple-matching method and a multi-stage validation strategy will be adopted to construct the specific epigenetic patterns for the early diagnosis and prognosis prediction of esophageal cancer. We aim to achieve the translation of the research findings from the lab to the clinical practices. Due to the unique miRNA sponge effect, circRNA has become an ideal drug target. So this study also has the potential of tumor therapy applications. We believe that findings from this study can help deepen the understanding of the pathogenesis of esophageal cancer, and play an important role in precision prevention and controlling.

食管癌是发展中国家常见的消化系统恶性肿瘤，早期多无症状，对我国居民的生命和健康造成极大威胁。寻找灵敏、特异的生物标志物以实现“三早”是食管癌防治工作的重点。本项目拟在前期研究的基础上，综合运用现场流行病学和分子流行病学设计思路，以circRNA为出发点，采用多重匹配和多阶段设计策略，分析circRNA-miRNA-DNA甲基化调控网络与食管癌的关联，构建食管癌特异性表观遗传表达谱模型并在大样本人群中验证，探讨表观遗传生物标志物在食管癌早期诊断与预后预测方面的应用价值，实现实验室研究向临床应用转化。由于circRNA特有的miRNA海绵效应，使其成为一种理想的药物靶标，因而该研究也具有潜在的肿瘤治疗应用前景。相信本项目的实施，将有助于加深对食管癌发病机制的认识，对于食管癌的精准预防和个体化治疗具有重要意义。

寻找灵敏、特异的生物标志物以实现“三早”是食管癌防治工作的重点。本项目在前期研究发现的基础上，综合运用现场流行病学和分子流行病学设计思路，以circRNA为出发点，分析表观遗传调控网络与食管鳞状细胞癌的关联，构建食管癌特异性表观遗传表达谱，并在人群中进行验证，探讨表观遗传生物标志物在食管癌早期诊断与预后预测方面的应用价值。.本研究采用三阶段设计方案。第一步：发现阶段，基于Array Human Circular RNA 芯片V2检测手段，构建了食管癌组织和癌旁正常组织间的差异circRNAs表达谱，筛选出候选circRNA，用于进一步验证。第二步：验证阶段，采用qRT-PCR方法，扩大样本量，对第一步中筛选出的候选circRNA进行验证，并评价其表达水平与食管癌临床表现间的关系。第三步：生物学作用（功能）分析。采用生物信息学分析，预测候选circRNA的生物学功能；采用正常食管及食管癌细胞系，通过细胞水平分析确定候选circRNA对食管癌发生、发展的影响；采用动物模型研究，分析低表达和过表达候选circRNA对食管癌恶性表型的作用。.研究发现，环状RNA生物标志物hsa_circ_0001666及其表达水平与食管癌存在显著相关；与癌旁正常组织相比，hsa_circ_0001666在食管癌癌灶中表达水平显著下调；hsa_circ_0001666在基因组上的位置为：chr6：+ 170626457-170639638，线性亲本基因为FAM120B（NM_032448），环化序列共2038个碱基。通过细胞功能学研究发现，过表达hsa_circ_0001666可以抑制食管癌细胞增殖、迁移和侵袭表型，表明其在食管癌的发生发展过程中具有重要的调节作用。动物也表明过表达hsa_circ_0001666可以抑制食管癌转移。本研究揭示了hsa_circ_0001666在食管癌辅助诊断和治疗中的作用，为临床上食管癌患者的发现和治疗提供支持，目前相关成果已申请发明专利（因专利保护的要求，部分成果尚未公开发表，待获得专利授权书后将陆续出版）。