开题报告
题 目：长链非编码RNA：aHIF在肾透明细胞癌中作用的研究
姓 名 徐振群 学 号 201110260 学位级别 博士研究生 专业名称 外科学 导 师 吴 斌
所在院系 中国医大盛京医院
1 立题依据
基因表达的调节异常与癌症的产生与转移有关，过去几十年，研究热点集中在蛋白质编码基因(protein-coding gene)，但是近些年的研究证实人类基因组中的非蛋白质编码部分对癌症的产生起重要作用。其中小分子RNA, 包括microRNA 和小干扰RNA(small interfering RNA,siRNA)的发现, 是生物学发展中的重大进展. 自从发现miRNA 与癌症发病机制相关以来[1], 大量研究表明, miRNA 在许多癌症的发生和发展中起重要的调控作用. 近年来非编码RNA 领域不断扩展, 不少研究发现其他非编码RNA, 包括H19 RNA、HOTAIR、超保守区域转录子、自然反义RNA、转运RNA 以及线粒体的非蛋白质编码RNA 等参与各种细胞活动,并与多种疾病包括肿瘤相关。2002年Okazak i等[ 2] 在对小鼠全长互补DNA ( cDNA) 文库的大规模测序过程中首次发现了一类新的转录物, 即lncRNA。LncRNA 是一类转录本长度超过200 nt( 核苷酸单位) 的功能性RNA 分子[ 3] , 它们缺乏编码蛋白的能力, 位于细胞核或胞质内, 以RNA 形式在多种层面上( 如表观遗传学、转录调控及转录后调控等)调控基因的表达水平。 LncRNA 主要有以下5种来源[4] : ( 1) 蛋白编码基因的结构中断从而形成一段lncRNA; ( 2) 染色质重组: 即两个未转录的基因与另一个独立的基因串联, 从而产生含多个外显子的lncRNA; ( 3)非编码基因在复制过程中的反移位产生lncRNA;( 4)局部的复制子串联产生lncRNA; ( 5)基因中插入一个转座成分而产生有功能的非编码RNA。虽然lncRNA来源不一, 但研究显示它们在基因表达的调控方面有相似的作用[ 5]。LncRNA 起初被认为是RNA聚合酶 转录的副产物, 不具有生物学功能, 是基因转录的噪音[ 6] 。然而, 近年研究表明, 众多lncRNA 具有生物学功能, 如: ( 1)参与X染色体沉默、基因组印记、染色质修饰、转录激活、转录干扰、核内运输等多种重要调控过程[ 7，8]。( 2)以多种模式保护蛋白编码基因: 如受到严格的功能限制以保护编码基因的开放式可读框( ORF); 或表现为基因序列的较短延伸, 以保护功能域和结构[ 9] 。( 3) LncRNA含有高效的关键序列, 类似于启动子等调控因素, 具有比蛋白质更敏感的结构功能限制。( 4) 一些进化后的人类基因保守区域可被转录成lncRNA, 如HAR1[ 10] , 在大脑皮质发育阶段早期神经元内表达。( 5)研究显
示, 哺乳动物基因组序列中1%产生的转录本是可编码蛋白, 而有4% ~ 9%产生的转录本是lncRNA, 其中许多lncRNA仅在特定的发育阶段出现[ 11] , 或具有组织或细胞特异性[ 7] ,还有很多lncRNA具有保守的二级结构、剪切形式以及精确的亚细胞定位[ 12] 。( 6) lncRNA 既有顺式调控作用[ 13] , 又有反式调控作用[ 14] 。
肾癌是常见的泌尿系肿瘤，占成人恶性肿瘤的2％ ～3％，目前总体疗效不佳，尤其是进展期肾癌，对放化疗不敏感，缺乏有效的治疗方法。国内外学者通过对肾癌发病机制的研究发现VonHippel-Lindau基因-缺氧诱导因子(hypoxia in-ducible factor，HIF)-缺氧反应基因通路在肾细胞癌的发生发展中起着至关重要的作用，为肾癌的早期诊断、预后判断、分子靶向治疗和基因治疗提供了重要信息.该通路主要认为：缺氧诱导因子-1α 主要通过激活磷脂酰肌醇-3 激酶(PI3K)和细胞外的信号调节激酶(ERK)-有丝分裂原激活的蛋白激酶(MAPK)途径合成，此为非氧依赖性途径，发生在转录后水平[15]。缺氧诱导因子-1α 在内质网中合成，必需在被运输至细胞核中时方可发挥转录活性作用。氧浓度在HIF-1α的表达及其活性水平调节中起着重要的作用。在氧浓度正常的情况下，HIF-1α很快被泛素化降解，半衰期不到5 min。HIF脯氨酸羟化酶(HPH 1，3)在此过程中起了主要作用[16]；与HIF-1α降解有关的结构域ODD，大致定位于HIF-1α蛋白C末端401-603位氨基酸的区域，此区域包含与泛素-配体复合物的成员之一VHL蛋白（the von Hippel-Lindau protein）结合的位点N-TAD[17]。HIF-1α上特殊的脯氨酸和天冬酞胺残基被活化的HIF脯氨酸羟化酶羟基化后与pVHL形成HIF-1α-pVHL-ElonginB-ElonginC复合物，攻击HIF-1α的ODD结构域使之通过泛素-蛋白酶体途径迅速降解[18]。在缺氧的状态下，HIF-1α转录激活区内保守性天冬酰氨羟化过程受到抑制，PI3K/AKT/mTOR及MARK信号传导途径被激活，HIF-1α亚单位无法与ODD结合，上述泛素化降解被阻断。HIF-1α在C末端入核信号的诱导下从胞浆移至胞核，在细胞核内快速积聚，并与HIF-1β聚合活化，从而发挥其生物学功能[19]。其中VHL基因起到了至关重要的作用。但近来有研究表明，长链非编码RNA：aHIF也可能有对HIF-1α的调节作用。
aHIF(natural antisense transeripts of hypoxia-inducible factors
2024年最新理工科硕士研究生学位论文开题报告-22
