非小细胞肺癌相关LncRNAs的发现及其对靶向mRNAs的调控

Lung Cancer is the most frequent malignancy in China and all over the world. The major type of it, non-small cell lung cancer (NSCLC), is rapidly growing in recent years. Recent studies have shown that long noncoding RNAs (lncRNAs) play critical roles in multiple biological processes, including cancer development. In previous study we have identified a new set of lncRNAs by whole human transcriptome analysis in NSCLC tissues and their matched normal tissue counterparts. Results of bioinformatic analysis suggested that these lncRNAs might regulate their target genes expression through cis-activating and trans-regulating (interaction with transcription factors or chromatin modification complexes) mechanisms. Therefore we will verify the potential regulatory mechanisms and elucidate their effects on cell proliferation, apoptosis, migration and invasion phenotypes in NSCLC cells and in nude mice. Finally, we will examine the levels of lncRNA-a,b,c in a large group of normal and cancerous tissues of patients with NSCLC as well as in plasma samples of NSCLC patients and healthy controls. Overall, this project is intending to elucidate the regulatory mechanisms of lncRNA-a,b,c in NSCLC development and evaluate their potentialities in NSCLC diagnosis and prognosis.

肺癌是目前中国以及世界范围内最常见的恶性肿瘤，其中非小细胞肺癌更是在近几年增长迅速，因此研究其发病机制和发现早期诊断标志物具有重要意义。非编码RNA 参与了多种疾病尤其是肿瘤发生发展的调控过程，前期我们通过对非小细胞肺癌癌和癌旁组织全基因组表达谱数据的分析，发现一组在非小细胞肺癌中显著差异表达的LncRNAs。并且通过生物信息学预测，推断LncRNA-a可能是通过cis作用元件、LncRNA-b和LncRNA-c通过联合转录因子/染色质修饰复合物的机制靶向调控特定的mRNAs从而影响非小细胞肺癌的增殖凋亡、侵袭转移等恶性行为。本课题拟通过相关分子生物学实验探讨LncRNA-a,b,c如何通过上述作用方式，实现对mRNAs靶向调控，从而在非小细胞肺癌的发生发展过程中起到调控作用。最后，将在较大量的临床样本中鉴定LncRNA-a,b,c对非小细胞肺癌的诊断、治疗以及预后的临床意义。

非小细胞肺癌（NSCLC）是在近几年发病率及死亡率增长迅速，因此研究其发病机制和发现早期诊断标志物具有重要意义。非编码RNA参与了多种疾病尤其是肿瘤发生发展的调控过程，前期我们通过对非小细胞肺癌癌和癌旁组织 全基因组表达谱数据的分析，发现一组在非小细胞肺癌中显著差异表达的LncRNAs。并且通过生物信息学预测，推断它们能影响非小细胞肺癌的增殖凋亡、侵袭转移等恶性行为。本课题在前期芯片实验结果中发现于NSCLC中显著高表达的长链非编码RNA对NSCLC的增殖和转移具有重要作用的基础上，以lncRNA-34487为中心，全面探讨lncRNA-344887相互作用蛋白以及与下游靶分子之间的网络调控关系。课题组发现lncRNA-344887在NSCLC组织及NSCLC细胞系中呈显著高表达，且与临床预后差相关。随后，课题组采用NSCLC细胞系H1299和H1975缺氧暴露实验发现lncRNA-344887表达水平在缺氧环境中明显升高，且呈时间依赖性。生物信息学预测及分子生物学实验表面lncRNA-34487在转录水平上受到HIF-1a调控；且NMRAL2P是HIF-1a的靶基因。体外实验表明lncRNA-344887对NSCLC增殖、侵袭、迁移能力的促进作用；体内实验表明lncRNA-344887能增强体内NSCLC细胞转移的能力。随后，我们通过RNA-seq分析发现lncRNA-344887通过正向调控PHGDH表达调控细胞增殖。课题组通过综合利用高通量技术及生物信息学分析、体内外功能实验、临床样本检测及统计分析等手段，阐述了lncRNA-344887作为NSCLC新型生物分子标记物的应用潜力。缺氧是实体恶性肿瘤的重要特征，能促进恶性肿瘤表型的发生。我们的研究结果首次揭示了缺氧微环境相关的lncRNA-344887在促进NSCLC增殖及转移方面的作用及分子机制。这些研究结果不仅能帮助理解非编码RNA在肿瘤缺氧微环境中促进肿瘤表型发生中的作用，且能对NSCLC预后及个体化诊治提供基础实验依据。