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        lncRNA XIST預(yù)警卵巢癌耐藥和不良預(yù)后的應(yīng)用價(jià)值探討

        2021-06-08 06:02:14陳翠蘭尹富強(qiáng)
        中國臨床新醫(yī)學(xué) 2021年5期
        關(guān)鍵詞:紫杉醇耐藥分析

        陳翠蘭,尹富強(qiáng)

        卵巢癌是女性生殖系統(tǒng)常見的惡性腫瘤,是婦科病死率較高的惡性腫瘤之一[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì),2020年美國卵巢癌新增病例約21 750例,新增死亡病例約13 940例[2],我國每年新增病例約52 100例,死亡病例約22 500例[3]。卵巢癌臨床治療通常是手術(shù)切除后采用一線化療藥物鉑類和紫杉醇進(jìn)行化療,在初期通常能取得較好的效果。但隨著化療時(shí)間的延長,絕大多數(shù)卵巢癌患者會(huì)對(duì)化療藥物產(chǎn)生耐藥,導(dǎo)致患者死亡,這是卵巢癌治療失敗和生存率低下的主要原因。因此,探索和鑒定影響卵巢癌耐藥及預(yù)后的因子對(duì)于卵巢癌臨床化療方案的制定及臨床預(yù)后具有重要指導(dǎo)意義。lncRNA XIST是X染色體非活性特異性轉(zhuǎn)錄本長非編碼RNA[4],已證明其在許多腫瘤中異常表達(dá),影響腫瘤細(xì)胞增殖和分化,與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展及化療耐藥密切相關(guān)[5],但目前其與卵巢癌耐藥及預(yù)后的相關(guān)研究仍較少。鑒此,本研究基于大數(shù)據(jù)挖掘分析和細(xì)胞實(shí)驗(yàn),旨在探討其與卵巢癌化療耐藥和預(yù)后的關(guān)聯(lián)性,為進(jìn)一步深入研究其調(diào)控卵巢癌耐藥的機(jī)制和應(yīng)用于臨床提供理論依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1細(xì)胞培養(yǎng) 人卵巢癌敏感細(xì)胞HeyA8和SKOV3為課題組實(shí)驗(yàn)室保存。卡鉑耐藥細(xì)胞HeyA8-CBP(HeyA8卡鉑耐藥細(xì)胞)和SKOV3-CBP(SKOV3卡鉑耐藥細(xì)胞)及紫杉醇耐藥細(xì)胞HeyA8-R和SKOV3-R由課題組實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建[6]。細(xì)胞培養(yǎng)基為含有10%胎牛血清、100 units/ml青霉素和100 μg/ml鏈霉素的RIMP 1640完全培養(yǎng)基,于5% CO2,37℃恒溫細(xì)胞培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)。每天觀察細(xì)胞生長情況以及狀態(tài),待細(xì)胞匯合度達(dá)80%左右時(shí)采用0.05%胰酶進(jìn)行消化傳代,3~4 d傳代一次。

        1.2細(xì)胞總RNA提取及反轉(zhuǎn)錄 采用TRIzol法提取細(xì)胞總RNA,應(yīng)用NanoDrop分光光度計(jì)測(cè)定RNA濃度和純度。隨后應(yīng)用cDNA第一鏈合成試劑盒(Takara,R407A)將總RNA逆轉(zhuǎn)錄為cDNA,-20 ℃冰箱保存?zhèn)錂z,實(shí)驗(yàn)操作嚴(yán)格按照試劑盒說明書進(jìn)行。

        1.3實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(real-time quantitative polymerase chain reaction,RT-qPCR)檢測(cè) 應(yīng)用RT-qPCR檢測(cè)試劑盒(Takara,R820A)檢測(cè)細(xì)胞lncRNA XIST的表達(dá)水平,以GAPDH作為內(nèi)參,所用引物序列見表1。檢測(cè)結(jié)果采用2-ΔΔCt法進(jìn)行計(jì)算分析。

        表1 引物序列

        1.4大數(shù)據(jù)挖掘和分析

        1.4.1 卵巢癌組織和正常卵巢組織的lncRNA XIST表達(dá)水平比較分析 基于Oncomine數(shù)據(jù)庫[7](https://www.oncomine.org/resource/main.html),選擇能檢測(cè)到lncRNA XIST表達(dá)的全部6組卵巢癌表達(dá)譜芯片,以P<0.01和fold>2為閾值,選擇漿液性(serous)卵巢癌樣本和正常卵巢組織樣本,最終納入3組芯片(Welsh表達(dá)譜芯片、Adib表達(dá)譜芯片、Bonome表達(dá)譜芯片)進(jìn)行比較分析。

        1.4.2 lncRNA XIST與卵巢癌患者預(yù)后及耐藥的相關(guān)性分析 基于整合了15組來自GEO和TCGA數(shù)據(jù)庫的獨(dú)立表達(dá)譜芯片(GSE23554、GSE63885、GSE3149、GSE15622、GSE14764、GSE27651、GSE65986、GSE51373、GSE18520、GSE26712、GSE9891、GSE19829、GSE26193、GSE30161和TCGA),共包含1 815例卵巢癌樣本,采用Kaplan-Meier plotter和ROC plotter[8-9]分析lncRNA XIST表達(dá)與卵巢癌預(yù)后及耐藥的關(guān)聯(lián)性。在1 815例卵巢癌樣本中,不同的亞組所包括的樣本數(shù)不同,以實(shí)際分析納入的樣本數(shù)為準(zhǔn)。Kaplan-Meier plotter預(yù)后分析中,lncRNA XIST的高表達(dá)和低表達(dá)以數(shù)據(jù)庫自動(dòng)最佳閾值劃分;樣本選擇上不分層,包括了所有不同分期、分級(jí)、手術(shù)、化療的樣本,不限于某一亞組。ROC plotter耐藥相關(guān)性分析中,以化療后6個(gè)月是否復(fù)發(fā)作為敏感或耐藥的劃分依據(jù)[9],無其他過濾和分層的限制?;熕幬锏姆纸M上,本研究納入了四組,即所有藥物(any drug)組、鉑類藥物(platin)組、紫杉醇(taxane)組及鉑類藥物+紫杉醇(platin+taxane)組。

        2 結(jié)果

        2.1卵巢癌組織和正常卵巢組織的lncRNA XIST表達(dá)水平比較 基于Oncomine數(shù)據(jù)庫的3個(gè)獨(dú)立卵巢癌表達(dá)譜芯片結(jié)果顯示,與正常卵巢組織相比,卵巢癌組織的lncRNA XIST表達(dá)水平下調(diào)2倍以上。與正常卵巢組織比較,在Welsh表達(dá)譜芯片中卵巢癌組織的lncRNA XIST表達(dá)水平下調(diào)10.653倍(t=5.545,P=0.000),在Adib表達(dá)譜芯片中下調(diào)2.041倍(t=3.147,P=0.008),在Bonome表達(dá)譜芯片中下調(diào)2.565倍(t=7.055,P=0.000)。見圖1。

        圖1 三組獨(dú)立卵巢癌表達(dá)譜芯片(Welsh、Adib及Bonome)中卵巢癌組織和正常卵巢組織的lncRNA XIST表達(dá)水平比較圖

        2.2卵巢癌lncRNA XIST表達(dá)水平與患者預(yù)后的關(guān)聯(lián)性分析結(jié)果 通過Kaplan-Meier plotter分析卵巢癌lncRNA XIST表達(dá)水平與患者預(yù)后的關(guān)聯(lián)性,結(jié)果顯示,與lncRNA XIST高表達(dá)組相比,lncRNA XIST低表達(dá)組在總生存期(overall survival,OS)、無進(jìn)展生存期(progression-free survival,PFS)和進(jìn)展后生存期(post-progression survival,PPS)方面的預(yù)后更差(P<0.05)。見圖2。

        圖2 Kaplan-Meier plotter分析結(jié)果圖

        2.3卵巢癌敏感細(xì)胞與耐藥細(xì)胞的lncRNA XIST表達(dá)水平比較 RT-qPCR檢測(cè)結(jié)果顯示,與卵巢癌親本細(xì)胞HeyA8及SKOV3相比,lncRNA XIST在紫杉醇耐藥細(xì)胞HeyA8-R和SKOV3-R及卡鉑耐藥細(xì)胞HeyA8-CBP和SKOV3-CBP中均顯著下調(diào)(下調(diào)倍數(shù)>26,P<0.001)。見圖3。

        H:HeyA8細(xì)胞;H-R:紫杉醇耐藥細(xì)胞HeyA8-R;H-C:卡鉑耐藥細(xì)胞HeyA8-CBP;S:SKOV3細(xì)胞;S-R:紫杉醇耐藥細(xì)胞SKOV3-R;S-C:卡鉑耐藥細(xì)胞SKOV3-CBP。H vs H-R(t=131.065,P=0.000),H vs H-C(t=163.410,P=0.000),S vs S-R(t=30.475,P=0.000)和S vs S-C(t=26.907,P=0.000)

        2.4lncRNA XIST預(yù)警卵巢癌化療耐藥分析結(jié)果 基于GEO和TCGA數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)分析比較lncRNA XIST在卵巢癌耐藥組織(non-responder)和敏感組織(responder)中的表達(dá)水平,結(jié)果顯示,在對(duì)所有藥物、鉑類藥物、紫杉醇以及鉑類藥物+紫杉醇4個(gè)分組中,耐藥組織的lncRNA XIST表達(dá)水平均顯著低于敏感組織(P<0.05)。ROC plotter分析結(jié)果顯示,對(duì)于所有藥物耐藥,lncRNA XIST的預(yù)警截?cái)嘀禐? 977;對(duì)于鉑類藥物耐藥,lncRNA XIST的預(yù)警截?cái)嘀禐? 977;對(duì)于紫杉醇耐藥,lncRNA XIST的預(yù)警截?cái)嘀禐? 245;對(duì)于鉑類藥物+紫杉醇耐藥,lncRNA XIST的預(yù)警截?cái)嘀禐? 245。見圖4。

        圖4 lncRNA XIST預(yù)警卵巢癌化療耐藥分析結(jié)果圖

        3 討論

        3.1lncRNA是一類長度>200 bp的非編碼RNA,具有豐度高、物種保守性低、組織表達(dá)特異和作用方式多樣等特點(diǎn),被認(rèn)為是生命活動(dòng)中的重要調(diào)控因子,可通過直接或間接作用于靶基因、調(diào)節(jié)組蛋白進(jìn)行修飾和染色質(zhì)重塑,也可作為內(nèi)源競(jìng)爭性RNA等方式發(fā)揮作用[10]。進(jìn)而通過調(diào)控藥物外排、DNA損傷修復(fù)、細(xì)胞凋亡、誘導(dǎo)藥物靶標(biāo)突變等過程調(diào)節(jié)腫瘤耐藥并影響患者預(yù)后[11]。如lncRNA GAS5[12-13]、lncRNA TP73-AS1[14]、lncRNA CCAT1和lncRNA MALAT1[15]等,均已證明在卵巢癌進(jìn)展及耐藥調(diào)控中發(fā)揮著重要作用,并對(duì)卵巢癌患者預(yù)后產(chǎn)生影響。lncRNA GAS5是細(xì)胞凋亡和生長抑制的關(guān)鍵因子,通常作為分子誘餌阻止糖皮質(zhì)激素受體(glucocorticoid receptor,GR)和糖皮質(zhì)激素反應(yīng)元件(glucocorticoid response element,GRE)結(jié)合,調(diào)控基因表達(dá),進(jìn)而影響細(xì)胞周期和凋亡[12]。lncRNA TP73-AS1能夠通過影響Zeste基因增強(qiáng)子同源物基因2(enhancer of Zeste homolog 2,EZH2)和組蛋白第27位氨基酸甲基化(H3K27me3)與P21啟動(dòng)子區(qū)的結(jié)合,沉默P21基因的表達(dá),促進(jìn)上皮性卵巢癌細(xì)胞的增殖和遷移侵襲能力,抑制細(xì)胞凋亡,進(jìn)而調(diào)控上皮性卵巢癌(epithelial ovarian cancer,EOC)的進(jìn)展[16]。lncRNA CCAT1能夠靶向多個(gè)mircoRNA,通過CCAT1-miR-152/miR-130b/ADAM17/Wnt1/STAT1/ZEB1軸和CCAT1/miR-490-3p/TGFβR1軸對(duì)卵巢癌發(fā)揮調(diào)控作用[17]。lncRNA MALAT1在卵巢癌中上調(diào)表達(dá)可使PHF19沉默進(jìn)而抑制細(xì)胞增殖,通過靶向mircoRNA-211來阻滯細(xì)胞周期增加細(xì)胞凋亡,進(jìn)而抑制卵巢腫瘤細(xì)胞生長遷移,參與卵巢癌調(diào)控[18]。

        3.2本研究結(jié)果顯示,lncRNA XIST與腫瘤進(jìn)展及預(yù)后具有顯著關(guān)聯(lián)。Kobayashi等[19]研究顯示,lncRNA XIST的表達(dá)與接受鉑類藥物放化療的宮頸鱗狀細(xì)胞癌患者的OS相關(guān),lncRNA XIST高表達(dá)預(yù)示更好的OS。在卵巢癌中,與卵巢上皮細(xì)胞相比,lncRNA XIST在50%的卵巢癌細(xì)胞中表達(dá)缺失[20],而其上調(diào)表達(dá)具有顯著的抗腫瘤活性,可能通過吸附miR-214-3p而發(fā)揮作用[21]。本研究通過表達(dá)譜芯片數(shù)據(jù)的挖掘與分析,結(jié)果顯示lncRNA XIST在卵巢癌組織中顯著下調(diào)表達(dá),且lncRNA XIST低表達(dá)與卵巢癌患者不良預(yù)后顯著相關(guān),提示卵巢癌lncRNA XIST低表達(dá)有作為預(yù)后標(biāo)志物應(yīng)用于臨床的潛在價(jià)值。

        3.3另外,本研究結(jié)果顯示lncRNA XIST與腫瘤耐藥相關(guān)。在直腸癌中,與高表達(dá)組相比,lncRNA XIST低表達(dá)組患者對(duì)5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil)化療的耐藥率更高[22],提示lncRNA XIST低表達(dá)可能與腫瘤耐藥調(diào)控相關(guān)。而與原發(fā)性卵巢癌相比,lncRNA XIST在復(fù)發(fā)性腫瘤中下調(diào)至少6.7倍以上,lncRNA XIST低表達(dá)與紫杉醇耐藥正相關(guān)[23]。與上述研究結(jié)果相似,本研究結(jié)果顯示,lncRNA XIST在紫杉醇耐藥細(xì)胞HeyA8-R和SKOV3-R及卡鉑耐藥細(xì)胞HeyA8-CBP和SKOV3-CBP中均顯著下調(diào),且基于卵巢癌的數(shù)據(jù)庫分析結(jié)果表明,lncRNA XIST在卵巢癌耐藥組織中顯著下調(diào),且具有預(yù)警卵巢癌對(duì)鉑類、紫杉醇以及其他藥物耐藥發(fā)生的價(jià)值,對(duì)臨床治療用藥具有一定的指導(dǎo)價(jià)值。但值得注意的是,也有研究[24]表明,敲低lncRNA XIST表達(dá)能夠通過抑制細(xì)胞自噬來增強(qiáng)非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞對(duì)化療藥物的敏感性,從而抑制細(xì)胞耐藥。上述兩種不同結(jié)論可能與不同的腫瘤類型有關(guān),在不同的腫瘤中,lncRNA XIST扮演著癌基因或抑癌基因的不同角色[4]。

        綜上所述,lncRNA XIST在卵巢癌卡鉑/紫杉醇耐藥細(xì)胞、耐藥卵巢癌組織及卵巢癌組織中均顯著下調(diào),且其低表達(dá)具有預(yù)警鉑類和紫杉醇等化療藥物的耐藥,并與卵巢癌患者的不良預(yù)后顯著相關(guān),具有較好的臨床潛在應(yīng)用價(jià)值。

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