李婭亨, 楊希, 楊佳, 肖云, 許金美, 張新文, 朱小永, 姚宇峰, 嚴志凌**
(1.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院 & 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 醫(yī)學(xué)生物學(xué)研究所, 云南 昆明 650118; 2.昆明醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院 婦科, 云南 昆明 650118; 3.昆明醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院 重癥醫(yī)學(xué)科, 云南 昆明 650118)
宮頸癌(cervical cancer, CC)在全球女性惡性腫瘤中排名第4,其發(fā)病率和死亡率近年來呈現(xiàn)年輕化的趨勢[1]。CC的發(fā)生和發(fā)展主要分為兩個階段:宮頸上皮內(nèi)瘤變(cervical intraepithelial neoplasia,CIN)和CC[2]。研究發(fā)現(xiàn)CC的發(fā)生和發(fā)展是多種因素長期相互作用導(dǎo)致的結(jié)果[3]。持續(xù)的高危型人乳頭瘤病毒(human papilloma virus,HPV)感染是CC發(fā)生的必要條件之一,但是并非所有感染HPV的患者均發(fā)展成CC。此外,宿主的遺傳因素在CC的發(fā)生和發(fā)展中也發(fā)揮著重要的作用[4],近年來,微RNA(miRNA)及其多態(tài)性與CC的相關(guān)性研究已成為世界范圍內(nèi)的研究熱點。miRNA是一類長度約為21~23個核苷酸的非編碼單鏈RNA分子,可以通過堿基互補的方式與靶基因mRNA的3-UTR結(jié)合,導(dǎo)致靶基因mRNA的降解或翻譯過程的抑制[5],從而對靶基因的表達進行調(diào)控。大量研究表明miR-155和miR-200b在多種人類腫瘤中發(fā)揮作用[6-9],其中包括CC[10-12]。而位于miRNA 基因初級轉(zhuǎn)錄本(pri-miRNA)或前體miRNA(pre-miRNA)序列中的變異位點可能會通過影響miRNA的剪切、加工和成熟過程影響成熟 miRNA 的表達,位于miRNA基因成熟序列中的變異可能會影響 miRNA與靶基因的結(jié)合,從而影響其對靶基因表達的調(diào)控,這可能是miRNA的基因變異在腫瘤的發(fā)生和發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用的機制之一[5]。研究表明,miR-155和miR-200b基因中的單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphism, SNPs)位點與多種惡性腫瘤密切相關(guān)[13-14]。例如,一些研究報道了miR-155基因的SNPs位點rs767649(T>A)與腫瘤的相關(guān)性,但不同研究的結(jié)論存在分歧[15-17],該位點與腫瘤發(fā)生的相關(guān)性尚未明確;而對于miR-200b基因中的SNPs位點rs9660710(C>A)與腫瘤的相關(guān)性研究較少[18-19]。因此,本研究選取miR-155基因SNPs位點rs767649(T>A)和miR-200b基因SNP位點rs9660710(C>A),探究上述SNPs位點在云南漢族人群中CIN患者、CC患者及健康人群中的分布情況,并分析它們與CC發(fā)生風險的相關(guān)性。
1.1.1對象及分組 遵循知情同意原則,隨機選取 2016年4月—2018年10月于被診斷為CIN患者258例作為CIN組、被診斷為CC患者438 例作為CC組;選取同期參加體檢的HPV 陰性的健康女性511例作為對照組。CC組和CIN組患者符合《臨床診療指南-婦產(chǎn)科學(xué)分冊》相關(guān)診斷,年齡30~75歲,CC患者的臨床分期采用國際婦產(chǎn)科協(xié)會(federation international of gynecology and obstetrics,F(xiàn)IGO)的臨床分期標準進行分期;排除采樣前接受過放化療等抗腫瘤輔助治療者,患其他惡性腫瘤者。所有納入本研究的個體均為云南地區(qū)的漢族人群。
1.1.2主要試劑和儀器 QIAamp全血基因組 DNA 提取試劑盒(QIAamp DNA Blood Mini Kit,QIAGENE公司,德國),基因分型試劑(TaqMan Genotyping Master Mix,ABI公司,美國),TaqMan探針分型試劑盒(rs767649探針試劑盒編號為C__212229_10,rs9660710探針試劑盒編號為C__30237426_20,ABI公司,美國),ND-2000微量紫外可見分光光度計(Thermo Fisher Scientific公司,美國),QuantStudio 6實時熒光定量PCR儀(ABI公司,美國)。
1.2.1全血基因組DNA的提取 采用EDTA·K2或肝素抗凝管,采集研究對象的空腹靜脈血5 mL,使用QIAamp全血基因組DNA提取試劑盒提取外周血基因組DNA,使用超微量紫外可見分光光度計ND-2000檢測基因組DNA的濃度和純度,存放于-20 ℃冰箱備用。
1.2.2基因分型 采用TaqMan探針基因分型法對2個SNPs位點rs767649和rs9660710進行基因分型,反應(yīng)體積為5 μL(384孔板),PCR反應(yīng)設(shè)陰性對照(以無酶無菌雙蒸水代替模板DNA)。反應(yīng)程序為95 ℃預(yù)變性10 min,92 ℃變性15 s、60 ℃退火1 min,40個循環(huán),40 ℃長延伸5 min?;蚍中驮紨?shù)據(jù)采用QuantStudioTMReal Time PCR軟件進行分析,分型完成后隨機選取每個位點不同基因型的樣本進行測序驗證。
使用SPSS 19.0軟件進行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析,采用單因素方差分析比較各組間的年齡差異,采用哈迪-溫伯格平衡(hardy-weinbergequilibrium,HWE)檢驗樣品的代表性,采用χ2檢驗對2個SNPs位點rs767649和rs9660710的等位基因和基因型在3組中的分布頻率進行比較。采用遺傳模式分析軟件SNPStats分析rs767649和rs9660710的基因型與CC的相關(guān)性[20],本研究納入分析的遺傳模式包括共顯性遺傳模式(codominant)、顯性遺傳模式(dominant)、隱性遺傳模式(recessive)、超顯性遺傳模式(overdominant)及邏輯累加模式(Log-additive),并計算赤池信息量準則(akaikeinformationcriterion,AIC) 和貝葉斯信息準則(bayesianinformationcriterions,BIC) 的數(shù)值,選取AIC和BIC數(shù)值最小的模式為最優(yōu)遺傳模式;統(tǒng)計學(xué)分析過程中的多重比較采用Bonferroni校正,當校正后P<0.025(0.05/n,n=2)時,認為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
本研究共納入?yún)⒓芋w檢的正常健康女性511例,平均年齡(47.07±7.27)歲;CIN組258例,平均年齡(46.08±9.57)歲;CC組438例,平均年齡(46.43±11.58)歲,鱗癌、腺癌及其他類型分別為363、59及16例;各組研究對象年齡比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(F=1.069,P=0.344)。
本研究采用HWE平衡檢驗樣本的群體代表性,結(jié)果顯示rs767649(T>A)和rs9660710(C>A)的基因型在對照組、CIN 組及CC組中的分布特征均符合HWE平衡(P>0.05),表明本研究所納入的樣本具有群體代表性。見表1。
表1 各組研究對象rs767649和rs9660710的Hardy-Weinberg檢驗
結(jié)果顯示,miR-200b基因SNPs位點rs9660710的等位基因和基因型在CC組和對照組的分布頻率比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.009、0.023),該位點等位基因A可能是CC發(fā)生的風險因素(OR=1.275, 95%CI為1.062~1.530);miR-155基因SNPs位點rs767649的等位基因和基因型在3組間的分布頻率比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.025),表明該位點與CC和CIN的發(fā)生風險無關(guān)。見表2和表3。
表2 rs9660710的等位基因和基因型在3組中的分布
表3 rs767649的等位基因和基因型在3組中的分布
結(jié)果顯示,miR-200b基因SNPs位點rs9660710在CC組與對照組的比較中最優(yōu)的遺傳模式為隱性遺傳模式(該模式具有最小的AIC和BIC數(shù)值),在該模式下基因型CC-CA相對于基因型AA來說是CC發(fā)生的保護性因素(OR=0.65, 95%CI為0.47~0.90,P=0.01),miR-155基因SNPs位點rs767649位點的基因型在各組研究對象間的分布頻率比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.025)。見表4和表5。
表4 SNPs位點rs767649和rs9660710在CC組和對照組比較中的遺傳模式分析
表5 SNPs位點rs767649和rs9660710在CIN組和對照組比較中的遺傳模式分析
越來越多的證據(jù)表明,除了高危HPV感染外,宿主的遺傳因素在CC的發(fā)生和發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用[21]。SNPs是人類基因組中廣泛存在的遺傳標記,位于miRNA基因中的SNPs具有不同的生物學(xué)功能,可能會導(dǎo)致miRNA的異常表達,并影響疾病的發(fā)生[22]。因此本研究選取2個位于miRNA基因中的SNPs位點(miR-155基因的rs767649和miR-200b基因的rs9660710),研究其與CIN和CC發(fā)生風險的相關(guān)性。
人類miR-155是由非轉(zhuǎn)錄B細胞整合簇(B cell integration cluster,BIC)基因編碼,位于21q21.3號染色體,是一類典型的多功能miRNA,涉及到許多關(guān)鍵的細胞功能,包括免疫應(yīng)答,DNA損傷應(yīng)答,炎癥以及腫瘤發(fā)生等,與多種惡性腫瘤密切相關(guān)[23],在多種癌癥中表現(xiàn)為促癌的作用[8-9,24-25]。多項研究表明miR-155的表達在CC組織中明顯上調(diào),且與FIGO分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、血管浸潤及HPV相關(guān),敲低miR-155表達可在體外抑制細胞的增殖、遷移及侵襲[26-27]。近年研究發(fā)現(xiàn)miR-155基因SNPs位點與多種人類疾病有相關(guān)性[28-30]。其中SNPs位點rs767649(T>A)位于miR-155的啟動子區(qū)域內(nèi),Xie等[15]研究發(fā)現(xiàn)在肺癌中該位點T等位基因可能會增加miR-155的轉(zhuǎn)錄活性,促進腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移,從而促進肺癌的發(fā)展風險,降低患者對放化療的敏感性,導(dǎo)致較差的預(yù)后效果。這與Dezfuli等[16]在伊朗人群中發(fā)現(xiàn)該位點等位基因A可能是非小細胞肺癌的保護性因素是一致的。同樣地,Ji等[17]發(fā)現(xiàn)肝細胞癌中miR-155在癌組織和癌旁組織中高表達,該位點的等位基因T與miR-155在肝癌組織和癌旁非腫瘤組織中的高表達有關(guān),且可能與肝細胞癌的患病風險增加和預(yù)后不良有關(guān)。但是Wang等[13]研究表明,該位點等位基因T可能與miR-155的轉(zhuǎn)錄活性降低有關(guān),TT基因型是CC的保護性因素。本研究結(jié)果顯示rs767649(T>A)與CC的發(fā)生風險無相關(guān)性(P>0.025)。以上研究表明,miR-155基因中的SNPs位點rs767649在不同腫瘤以及相同腫瘤中的研究結(jié)果均存在不一致的情況,這可能是由于不同研究選擇的疾病類型不一樣,不同類型的腫瘤的發(fā)病機制可能不同,因此miR-155發(fā)揮的作用也可能不同;也有可能是由于不同研究選擇的研究人群不同,不同的研究人群可能具有不同的遺傳背景,在不同的遺傳背景下該SNPs位點發(fā)揮的作用可能會受到影響;同時,不同研究納入的樣本數(shù)量不同也會對相關(guān)性研究的結(jié)果產(chǎn)生影響。Wang等[13]研究與本研究結(jié)果不一致的情況表明該位點與中國人群CC發(fā)生風險的關(guān)系還未明確。因此,未來可考慮開展更大樣本量的相關(guān)研究,以闡明miR-155基因SNPs位點rs767649與CC發(fā)病風險的關(guān)系。
人類miR-200家族由miR-200a、miR-200b、miR-200c、miR-429及miR-141組成,有研究已表明,miR-200b為上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)的有效調(diào)節(jié)劑,可通過調(diào)節(jié)E-cadherin和波形蛋白等表達參與多種癌癥的轉(zhuǎn)移過程[31]。Zeng等[18]研究表明,miR-200b可以直接靶向FoxG1,從而促進CC的發(fā)展;然而Cheng等[19]研究表明,miR-200b可以通過抑制RhoE的表達,抑制CC的EMT過程,從而可能成為CC轉(zhuǎn)移患者的治療靶標;Xie等[14]研究表明,位于miR-200b、miR-200a及miR-429啟動子CpG島的rs9660710(C> A)在由C轉(zhuǎn)變?yōu)锳后會導(dǎo)致該CpG位點丟失,這可能會阻止CpG位點的甲基化并增加相關(guān)miRNA的表達,從而與非小細胞肺癌發(fā)生風險相關(guān)。而目前尚未有對于該SNPs位點與CC的相關(guān)性研究。本研究結(jié)果顯示,miR-200b基因SNPs位點rs9660710(C>A)等位基因A可能是云南人群CC發(fā)生的風險因素(OR=1.275, 95%CI為1.062~1.530,P=0.009)。該位點CC-CA基因型相對于AA基因型來說是云南人群CC發(fā)生的保護性因素(OR=0.65, 95%CI為0.47~0. 90P= 0.01),該結(jié)果與Xie等[14]在肺癌中的研究結(jié)果一致。因此,本研究推測rs9660710位點可能是通過影響miR-200b基因啟動子區(qū)域的甲基化來影響相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄活性,影響成熟miR-200b的表達,并進一步影響下游的靶基因的表達,促進CC細胞的增殖、遷移及侵襲等,影響細胞的EMT過程,從而與CC的發(fā)生風險具有相關(guān)性。
綜上所述,本研究結(jié)果顯示位于miR-200b基因SNPs位點rs9660710(C> A)可能與云南地區(qū)漢族人群CC發(fā)生風險相關(guān),該位點等位基因A可能是CC發(fā)生的風險因素。由于該位點位于miR-200家族啟動子CpG序列,因此,該位點可能會通過影響啟動子區(qū)域的甲基化來影響miR-200家族相關(guān)miRNA的表達,但該位點與CC發(fā)生風險相關(guān)的機制仍然需要開展相關(guān)的功能研究進行驗證。