开题报告内容:
研究背景和立题依据:
乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一,严重威胁着女性的健康,其中肿瘤细胞转移是影响癌症患者生活质量和死亡的重要原因之一,乳腺癌转移与其它恶性肿瘤一样是多基因、多因子相互作用和相互影响的复杂过程,也是肿瘤防治工作中面临的难题,因此深入了解肿瘤的转移过程机制以及找到转移相关的治疗靶点成为了癌症治疗的关键。目前关于肿瘤细胞的转移主要有上皮细胞间质转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)和干细胞(cancer stem cells, CSCs)假说。上皮间质转化(EMT)是指在特定的生理和病理情况下,具有极性的上皮细胞向在细胞基质间自由移动的间质细胞转化的现象,上皮细胞表型的丧失和间质特性的获得是EMT发生的主要特征。具体包括:1)细胞黏附分子表达减少导致上皮细胞失去细胞间黏附作用;2)角蛋白为主的细胞骨架转变为波形蛋白为主的细胞骨架从而转化成纺锤状细胞。这种表型的转化使肿瘤细胞摆脱细胞间黏附,从而表现得更具侵袭能力。肿瘤干细胞学说认为肿瘤干细胞是肿瘤中极小部分具有自我更新、无限增殖及分化潜能的细胞,肿瘤之所以具有无限增殖能力,其根本在于肿瘤细胞中存在占极少数量的肿瘤干细胞。EMT 涉及胚胎发育中多种过程比如组织形成和器官发生,近来研究显示它与肿瘤的关系也十分密切。新近的研究发现MicroRNAs (miRNAs)miRNA在调控EMT的发生中起重要的作用,如miR-200家族[12]、miR-17[13]、miR-214[14]、miR-375[15],miR-34a[16]等。
miRNAs是一种大小约18-26个碱基的单链小分子RNA。首先MicroRNA结合到核糖核蛋白(Ribonucleoprotein,RNP)复合物中,形成RNA诱导的沉默复合体( RNA-induced silencing complex, RISC),然后通过不完全的碱基互补靶向结合到目标mRNA的3-UTR区或编码区,再通过引导酶切影响了mRNA的稳定性,或直接阻碍翻译过程,而导致mRNA的降解或抑制蛋白质的合成,从而在转录后水平调控基因表达。miRNA的结构和功能特点决定了一种miRNA可以调节多种基因的表达,发挥多种不同的生物学功能而且具有多靶点、高效性的调控特点。
一个miRNA可调控多个靶基因,同一个靶基因也可以受多个miRNA调控。最新的研究发现mRNA之间可以通过miRNAs反应原件(MREs)达到相互调控的目的,这种新的调控机制被称作竞争性内源RNA(ceRNAs)假说,ceRNAs在microRNA作用的基础上通过竞争性的结合MREs可以达到相互调控的目的,并且形成一个复杂的调控网络。ceRNAs调控网络的是在RNA组学的基础上构建的庞大的调控网络,在传统的miRNA与基因之间、基因与基因之间相互调控网络的基础上加入了假基因、编码基因以及LncNA,环状RNAs与miRNAs相互调控的因素,是人类对于深入了解基因语言更近了一步。目前对于ceRNAs的研究基本都集中在肿瘤方向,ceRNAs调控网络的研究不仅丰富了现有的microRNA作用的机制并且在肿瘤高危人群的预防,并寻找和抑制导致癌症形成和转移的关键的异常分子具有重要的意义。
本课题组在先前的研究中发现miR-125b具有促进乳腺癌转移的能力并在体内外证实了miR-125b与乳腺癌细胞系MCF-7 和MDA-MB-231转移能力呈正相关并且对EMT具有调节作用;进一步的研究结果显示miR-125b通过靶向于STARD13调节RhoA磷酸化水平从而影响乳腺癌细胞的转移能力。为了进一步研究miR-125b对乳腺癌转移能力的调控机制,我们运用生物信息学技术手段以STARD13 的3UTR 为靶序列预测出了17个潜在的mircoRNA 结合位点,其中miR-10a/b/c、miR-9及miR-125b与肿瘤转移密切相关,进一步对其靶点预测发现这些mircoRNAs 共同作用于与转移相关的靶蛋白STARD13、CDH5、HOXD1、HOXD10 ;所以推测 miR-125b、miR-9、miR-10b有可能是以ceRNAs机制为调控基础的调控网络,在乳腺癌转移中发挥重要的作用。本课题现阶段主要通过活细胞工作站研究miR-125b相关ceRNAs对乳腺癌转移的影响,并采用qPCR、western blot在mRNA、蛋白水平研究miR-125b相关ceRNAs的相互调控作用及该作用对miRNAs的依赖性。
具体实验内容:
1. 活细胞工作站(划痕)说明过表达及敲减转移相关的基因对MCF-7、MDA-MB-231转移的影响。
2. 在MCF-7、MDA-MB-231中过表达及敲减STARD13对其他转移相关基因mRNA、蛋白水平的影响。
3. 在MCF-7、MDA-MB-231中敲除DICER酶后,过表达及敲减STARD13对其他转移相关基因mRNA、蛋白水平的调控。以确证该调控是通过miRNA发挥作用的。
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