全轉(zhuǎn)錄組分析△S2 LF-PRLR對(duì)人類(lèi)乳腺癌細(xì)胞(MCF-7)基因表達(dá)的影響.pdf

1、催乳素受體(prolactin receptor，PRLR）是I型細(xì)胞因子受體超家族的成員之一，為單次跨膜受體。PRLR在介導(dǎo)催乳素（prolactin，PRL）的生物學(xué)效應(yīng)中起著關(guān)鍵的作用。在 PRL的作用下，PRLR發(fā)生二聚化，從而啟動(dòng)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)并實(shí)現(xiàn)其生物學(xué)效應(yīng)。△S2 LF-PRLR為T(mén)an等人于人類(lèi)乳腺癌細(xì)胞克隆并首次報(bào)道的一種PRLR的變體。其主要結(jié)構(gòu)特征是：受體的膜外區(qū)S2亞結(jié)構(gòu)域缺失（由100個(gè)氨基酸組成，另一個(gè)亞結(jié)構(gòu)

2、域?yàn)?S1）。已有實(shí)驗(yàn)表明，△S2 LF-PRLR在沒(méi)有PRL存在時(shí)，亦能發(fā)生二聚化，即所謂的自有二聚化（constitutive dimerization），并產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)如促進(jìn)細(xì)胞增殖等。提示△S2 LF-PRLR在人類(lèi)乳腺癌的發(fā)生中可能具有重要的分子病理意義。
　　PRLR激活后，通過(guò)啟動(dòng)其下游的JAK2-STAT5細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，進(jìn)而導(dǎo)致STAT5的磷酸化、二聚化及核轉(zhuǎn)移，從而結(jié)合在其靶基因的啟動(dòng)子區(qū)域而調(diào)節(jié)相應(yīng)基因的

3、表達(dá)?！鱏2 LF-PRLR由于其細(xì)胞外的S2亞結(jié)構(gòu)的丟失，我們推測(cè)這一缺失改變了PRLR的分子特性，從而影響細(xì)胞轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑進(jìn)而改變其靶基因的表達(dá)譜及表達(dá)水平，最終改變?nèi)橄侔┘?xì)胞的生物學(xué)行為，例如細(xì)胞的過(guò)度增殖等。
　　本研究中，我們采用病毒介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移方法，將攜帶 LF-PRLR（LF-PRLR組）或△S2 LF-PRLR（△S2 LF-PRLR組）cDNA的腺病毒轉(zhuǎn)染人類(lèi)乳腺癌細(xì)胞（MCF-7），對(duì)照組（Con）則以不攜帶任何

4、外源基因的空病毒轉(zhuǎn)染。細(xì)胞繼續(xù)培養(yǎng)48小時(shí)后，提取細(xì)胞總RNA，然后進(jìn)行RNA測(cè)序（RNA-Seq），測(cè)序數(shù)據(jù)上傳至加州大學(xué)桑塔克魯斯分?；蚪M瀏覽器網(wǎng)站（genome.ucsc.edu）進(jìn)行比對(duì)。結(jié)果表明：（1）△S2 LF-PRLR過(guò)表達(dá)后，表達(dá)變化較大（即Con、LF-PRPR及△S2 LF-PRLR三組細(xì)胞之間差異較大）的基因，主要集中在染色體11，12，14，16，17，19、20，而在染色體4、13、18，21差異則相對(duì)較小

5、；（2）受其影響的基因不但有編碼基因，還包括非編碼基因。Con、LF-PRPR及△S2 LF-PRLR三組細(xì)胞測(cè)得的表達(dá)基因數(shù)（減去RPKM值最低的5％后）分別為19648（編碼基因17594非編碼基因2054）、20247（編碼基因18093，非編碼基因2154）及19500（編碼基因17472，非編碼基因2028）。（3）全轉(zhuǎn)錄組中有192個(gè)基因僅在△S2 LF-PRLR MCF-7細(xì)胞中表達(dá)（其中編碼基因有118個(gè)，非編碼基因有7

6、4個(gè)）；483個(gè)基因在△S2 LF-PRLR MCF-7細(xì)胞中不表達(dá)，而在LF-PRLR及Con組表達(dá)（其中編碼基因有362個(gè)，非編碼基因有121個(gè)）；18924個(gè)基因在三組細(xì)胞中均有表達(dá)（其中編碼基因有17053個(gè)，非編碼基因有1871個(gè)）；在三組中都有表達(dá)但在△S2 LF-PRLR組高表達(dá)的基因有3個(gè)（全為非編碼基因）；在三組中都有表達(dá)但是在△S2 LF-PRLR組低表達(dá)的基因有1個(gè)（亦為非編碼基因）；（4）△S2 LF-PRLR過(guò)

7、表達(dá)引起腫瘤相關(guān)基因的表達(dá)變化。三組樣品的轉(zhuǎn)錄組中有30個(gè)腫瘤相關(guān)基因有表達(dá)差異，有27個(gè)腫瘤相關(guān)基因僅在△S2 LF-PRLR組表達(dá)，而在Con組及LF-PRLR組不表達(dá)。（5）△S2 LF-PRLR過(guò)表達(dá)改變部分凋亡相關(guān)基因的表達(dá)水平。三組中有11個(gè)凋亡相關(guān)基因表達(dá)有差異，其中9個(gè)凋亡相關(guān)基因僅在△S2 LF-PRLR表達(dá)，有2個(gè)抗凋亡基因在Con及LF-PRLR組均表達(dá)，但在△S2 LF-PRLR組不表達(dá)。（6）部分微小RNA（m

8、icroRNA）亦是△S2 LF-PRLR作用的靶點(diǎn)。三組樣品的轉(zhuǎn)錄組中有15個(gè)MicroRNAs有表達(dá)差異，有8個(gè)MicroRNAs僅在△S2 LF-PRLR組表達(dá)，4個(gè)MicroRNAs在△S2 LF-PRLR組不表達(dá)而在其他2組有表達(dá)。（7）△S2 LF-PRLR具有調(diào)節(jié)snoRNA表達(dá)的功能，三組中共有19個(gè)snoRNA基因表達(dá)有差異，其中13個(gè)是box C/D snoRNAs、6個(gè)是box H/ACA snoRNAs。其中有1

9、0個(gè)snoRNA基因在△S2 LF-PRLR不表達(dá)，而另外2組有表達(dá)，7個(gè)snoRNA基因僅在△S2 LF-PRLR表達(dá)，其他2組不表達(dá)。
　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，本研究主要結(jié)論如次：（1）△S2 LF-PRLR過(guò)表達(dá)，能夠廣泛影響人類(lèi)乳腺癌細(xì)胞（MCF-7）基因的表達(dá)。受其影響的包括編碼基因及非編碼基因。（2）對(duì)人類(lèi)乳腺癌細(xì)胞（MCF）基因轉(zhuǎn)錄的影響，△S2 LF-PRLR顯然不同于全長(zhǎng)的受體LF-PRLR。（3）△S2 LF-PRL