基于PDTX模型筛选的lncRNAs在胰腺癌化疗耐药调控网络中的作用及机制研究

The chemoresistance is one of the main cause for poor prognosis in pancreatic cancer. According to recent studies, lncRNAs are closely related to tumor stem cells (CSCs), epithelial-mesenchymal transition (EMT) and chemoresistance. Therefore, we hypothesized lncRNAs-EMT-CSCs-chemoresistance formed a complex regulatory network, and lncRNAs play a critical role in this network. Our group will screen pivotal chemoresistance related lncRNAs by high-throughput sequencing and bioinformatics analysis system based on patient-derived pancreatic cancer xenograft models which are resistant to chemotherapy, and construct lncRNAs – targets regulatory network. We will further elucidate the function of screened lncRNAs in the modulation of targets, EMT, CSCs and chemosensitivity. At the same time, we plan to evaluate the potential value of lncRNAs as therapy targets by using xenograft mice models and as prognostic makers by detecting the resected specimens from pancreatic cancer patients. No similar research is reported.

化疗耐药是导致胰腺癌患者预后差的主要原因之一。目前研究表明，lncRNAs与肿瘤干细胞、EMT及肿瘤化疗耐药密切相关。因此，我们推测“lncRNAs-肿瘤干细胞-EMT-化疗耐药”形成复杂调控网络，而lncRNAs在该网络中发挥核心作用。本课题通过对耐药人源胰腺癌小鼠移植瘤模型（PDTX）进行高通量转录组测序，筛选出耐药相关的lncRNAs表达谱；通过系统生物信息学分析，精准高效挑选出耐药关键的lncRNAs，并构建耐药相关lncRNAs-靶基因调控网络。通过体外实验，研究lncRNAs对靶基因、胰腺癌干细胞、EMT和化疗敏感性的影响，明确lncRNAs的调控机制；通过动物实验，探索lncRNAs做为治疗靶点的潜在价值，并对胰腺癌患者手术标本进行检测，评估耐药相关lncRNAs做为患者预后判断指标的临床价值。经检索，国内外未见同类报道。

背景：胰腺癌是高度恶性的消化系统肿瘤，化疗耐药是预后不佳的重要原因。长链非编码RNA（lncRNA）在基因表达调控中发挥重要作用，深入研究lncRNA在胰腺癌化疗耐药中的调控作用和机制具有重要意义。.内容：通过高通量基因芯片检测胰腺癌吉西他滨耐药细胞株和亲本株中lncRNA、mRNA及microRNA的表达差异，构建胰腺癌耐药相关的RNA调控网络，评估潜在关键性lncRNA与患者预后的相关性。在胰腺癌细胞中上调/下调潜在关键性lncRNA的表达水平，探索其对胰腺癌细胞化疗敏感性的调控作用，并通过裸鼠移植瘤模型验证。通过RNA结合蛋白免疫共沉淀和双荧光素酶报告基因实验探索潜在关键性lncRNA调控化疗耐药的靶基因，Western-blot检测关键信号通路变化情况。.结果：LncRNA GSTM3TV2在耐药细胞株中显著表达升高，为潜在关键性lncRNA。 GSTM3TV2在胰腺癌组织中显著高表达，是预后不良的独立危险因素。上调GSTM3TV2可降低胰腺癌细胞对吉西他滨及白蛋白紫杉醇的敏感性，并促进胰腺癌细胞增殖、侵袭及迁移，抑制细胞凋亡。体内实验发现，稳定过表达GSTM3TV2促进肿瘤的生长和降低肿瘤对吉西他滨及白蛋白紫杉醇的敏感性。在胰腺癌细胞中上调或下调GSTM3TV2的表达后可显著抑制或促进let-7的表达。双荧光素酶报告基因实验、RNA结合蛋白免疫沉淀实验证明GSTM3TV2可与let-7相结合。同时，在稳定过表达GSTM3TV2的胰腺癌细胞中上调let-7的表达，可显著增加吉西他滨的化疗敏感性。RT-PCR及Western-blot检测发现，在胰腺癌耐药细胞中下调GSTM3TV2的表达后可显著抑制LAT2、OLR的表达。双荧光素酶报告基因实验证实LAT2、OLR1为let-7的下游靶基因，抑制LAT2、OLR1的表达可增加吉西他滨的化疗敏感性。同时，在GSTM3TV2稳定过表达细胞中抑制LAT2、OLR1的表达，可增加吉西他滨的化疗敏感性。Western-blot检测显示，上调GSTM3TV2的表达后，可以激活PI3K/Akt、MAPK、STAT3信号通路，并上调EMT相关蛋白的表达。.结论：LncRNA GSTM3TV2通过竞争性内源性RNA机制与let-7结合，上调LAT2及OLR1表达，并激活PI3K/Akt、MAPK及STAT3通路，介导化疗耐药。