《Bioscience Reports》:Combined effects of lncRNA MIR17HG polymorphisms and lifestyle-related risk factors on the development and progression of tongue squamous cell carcinoma
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摘要:口腔鳞状细胞癌是口腔中最常见的恶性肿瘤,其中舌鳞状细胞癌在全球范围内尤为普遍。证据表明,长链非编码RNA MIR17HG在肿瘤发生中具有双重作用。然而,其在舌鳞状细胞癌中的临床相关性和遗传变异仍不清楚。对癌症基因组图谱数据的分析显示,MIR17HG在头颈
摘要:口腔鳞状细胞癌是口腔中最常见的恶性肿瘤,其中舌鳞状细胞癌在全球范围内尤为普遍。证据表明,长链非编码RNA MIR17HG在肿瘤发生中具有双重作用。然而,其在舌鳞状细胞癌中的临床相关性和遗传变异仍不清楚。对癌症基因组图谱数据的分析显示,MIR17HG在头颈部鳞状细胞癌中表达显著上调,尤其是在男性和亚洲人群中。本研究在台湾男性中探讨了MIR17HG单核苷酸多态性与舌鳞状细胞癌进展的关联。通过TaqMan等位基因判别分析法对四个标签SNP(rs1428、rs7318578、rs17735387和rs75267932)进行了基因分型。结果显示,在显性遗传模型中,携带rs75267932 G等位基因的个体发生大肿瘤的风险显著升高。这种关联在暴露于槟榔、香烟烟雾或酒精等环境致癌物的患者中更为突出。携带rs75267932变异的吸烟者或饮酒者也更可能表现为晚期疾病。当根据是否暴露于所有三种生活方式相关危险因素对舌鳞状细胞癌患者进行分层时,rs75267932对疾病进展的影响变得最强。相反,不嚼槟榔或不吸烟的携带该变异的个体发生高级别肿瘤的风险降低。总体而言,rs75267932对舌鳞状细胞癌进展的影响在暴露于生活方式相关危险因素的个体中最为显著。这些发现揭示了舌鳞状细胞癌中的基因-环境相互作用,并强调了MIR17HG多态性作为亚洲男性风险评估和疾病监测的潜在生物标志物。
研究背景与目的
口腔鳞状细胞癌是全球最常见的六种癌症之一,舌鳞状细胞癌是其最主要的亚型。其病因复杂,涉及多种风险因素,包括饮酒、吸烟、人乳头瘤病毒感染以及(在台湾地区尤为突出的)嚼食槟榔。尽管治疗手段有所进步,但患者5年生存率仍不理想,部分原因在于诊断延迟导致肿瘤转移。因此,亟需找到可靠的预测因子和治疗靶点。
长链非编码RNA MIR17HG位于染色体13q31.3,编码包含miR-17、miR-18a、miR-19a、miR-20a、miR-19b-1和miR-92a-1在内的miR-17-92簇。该基因在不同癌症中扮演着癌基因和肿瘤抑制基因的双重角色,参与细胞存活、增殖、分化和血管生成等过程。单核苷酸多态性广泛分布于lncRNA基因中,可通过多种机制直接或间接调控lncRNA表达,从而影响癌症的发生发展。已有研究报道了多个MIR17HG SNP与不同恶性肿瘤风险、疾病进展或患者生存的关联。然而,MIR17HG多态性对口腔鳞状细胞癌,特别是亚洲人群舌鳞状细胞癌发生发展的影响尚不明确。
本研究旨在探讨MIR17HG SNPs与台湾男性舌鳞状细胞癌风险及临床特征的关联,并分析其与生活方式相关危险因素(嚼槟榔、吸烟、饮酒)在疾病进展中的交互作用。该论文发表于《Bioscience Reports》期刊。
研究方法概览
研究人员开展了一项病例对照研究。研究队列包括382名来自台湾中山医学大学附属医院的男性舌鳞状细胞癌患者,以及1189名来自台湾生物样本库的健康男性对照。收集了所有参与者的生活方式风险因素暴露信息(饮酒、吸烟、嚼槟榔)及患者的临床病理学数据。从参与者白细胞中提取基因组DNA。基于dbSNP数据库,依据次要等位基因频率>5%和连锁不平衡值<0.8的标准,并参考其在中国汉族人群癌症中的已知关联,筛选出四个MIR17HG SNPs(rs75267932、rs17735387、rs7318578、rs1428)进行后续分析。采用TaqMan探针法和实时定量PCR系统对SNP进行基因分型。利用UALCAN在线数据库分析癌症基因组图谱中头颈鳞癌的MIR17HG和ZBTB38表达数据及其与临床特征的关系。使用miRDB数据库预测miR-4684-5p在舌鳞癌细胞中的潜在靶基因。通过BiBiServ2-RNAhybrid工具进行热力学建模,评估lncRNA与miRNA的结合稳定性。采用逻辑回归模型计算比值比和95%置信区间,以分析SNP与舌鳞癌风险及临床特征的关联,并在统计分析中对生活方式风险因素进行校正。
研究结果
1. MIR17HG表达在头颈鳞癌中升高,尤其在亚洲男性患者中
基于癌症基因组图谱数据的分析显示,与正常组织相比,MIR17HG转录本水平在头颈鳞癌肿瘤组织中显著上调。亚组分析表明,男性患者中的MIR17HG表达水平显著高于女性患者,并且亚洲患者的表达水平显著高于高加索裔和非裔美国患者,提示性别相关调控机制或种族遗传背景差异导致了MIR17HG的表达失调。
2. 研究队列的一般特征
病例组与对照组在年龄分布上无显著差异,具有可比性。然而,病例组中饮酒、嚼槟榔和吸烟的频率均显著高于对照组,这与亚洲口腔鳞癌患者常见的生活方式模式一致。临床特征方面,大部分舌鳞癌患者就诊时无淋巴结转移或远处转移迹象,肿瘤以中低分化为主。
3. MIR17HG SNPs与舌鳞癌风险的关联
在调整了嚼槟榔、吸烟和饮酒等混杂因素后,分析发现所选的四个MIR17HG SNPs的基因型频率在病例组和对照组之间均无显著差异,表明这些SNP本身与罹患舌鳞癌的总体风险无直接关联。
4. MIR17HG SNPs与舌鳞癌患者临床病理特征的关联
在分析SNP与肿瘤大小、临床分期、转移状态和组织学分级等临床特征的关联时,研究人员发现,携带rs75267932次要等位基因(AG或GG)的患者,与携带野生型纯合子(AA)的患者相比,发生较大肿瘤(>T2)的风险显著升高。而其他三个SNP(rs1428、rs7318578、rs17735387)与所分析的临床病理变量均无显著关联。因此,rs75267932是与舌鳞癌进展相关的主要SNP。
5. 按生活方式风险因素分层分析rs75267932 SNP与临床特征的关联
分层分析揭示了基因-环境之间复杂的交互作用:
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嚼槟榔:在嚼槟榔的患者中,rs75267932 G等位基因携带者发生较大肿瘤的关联更强。相反,在不嚼槟榔的患者中,该变异等位基因携带者发生高级别(中/低分化)肿瘤的风险显著降低。
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吸烟:在吸烟患者中,rs75267932 G等位基因携带者发生较大肿瘤和晚期(III/IV期)疾病的风险显著更高。而在不吸烟的患者中,该变异等位基因携带者发生高级别肿瘤的风险显著降低。
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饮酒:在饮酒患者中,rs75267932 G等位基因携带者发生较大肿瘤和晚期疾病的风险显著更高。
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联合暴露:当患者同时暴露于嚼槟榔、吸烟和饮酒全部三种风险因素时,rs75267932对促进肿瘤增大和晚期疾病的影响最为显著。相反,在三种风险因素均不暴露的患者中,该变异等位基因对降低高级别肿瘤风险的保护性作用也更为明显。
6. rs75267932可能通过影响miRNA结合调控基因表达的机制探讨
生物信息学分析预测,rs75267932位于MIR17HG序列中可能与miR-4684-5p结合的区域。热力学建模显示,与A等位基因相比,G等位基因能显著增强MIR17HG与miR-4684-5p的结合稳定性(降低杂交自由能)。miRDB数据库预测miR-4684-5p在舌鳞癌细胞中的首要靶基因是ZBTB38。对癌症基因组图谱数据的进一步分析表明,ZBTB38在头颈鳞癌肿瘤组织中的表达显著高于正常组织,并且在高级别肿瘤中表达更高。此外,miR-4684-5p的其他预测靶基因,如CPSF7和HMGB2,在肿瘤组织中也表达上调。这提示了一种潜在机制:MIR17HG可能作为竞争性内源RNA吸附miR-4684-5p,从而解除其对ZBTB38等靶基因的抑制,促进癌变。rs75267932 G等位基因可能通过增强这种吸附作用,更有效地促进致癌靶基因的上调。
讨论与结论总结
讨论部分回顾了MIR17HG及其编码的miR-17-92簇在癌症中复杂的双重作用,并与其他研究进行了比较。例如,有研究在汉族人群中报道rs7336610和rs1428与头颈鳞癌风险相关,而本研究发现rs75267932与舌鳞癌肿瘤大小相关,差异可能与研究人群和癌症亚型不同有关。
研究强调了生活方式风险因素(嚼槟榔、吸烟、饮酒)在口腔鳞癌发病中的重要作用,并提出这些因素可能通过引起DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA失调等表观遗传改变来驱动癌症进展。本研究的发现表明,特定的MIR17HG多态性(尤其是rs75267932)能够影响舌鳞癌的临床进展,且这种影响在与特定生活方式暴露模式存在交互作用时尤为显著,揭示了遗传易感性与环境因素之间的潜在协同效应。
研究人员也指出了本研究的局限性,包括非双盲随机对照设计可能存在的偏倚、SNP分析队列(台湾人)与表达分析队列(癌症基因组图谱,以非亚洲人为主)的人口学差异、缺乏长期随访生存数据,以及未调整牙周病等其他已知风险因素。
研究结论:据研究人员所知,本研究首次在台湾男性人群中证明了MIR17HG SNP rs75267932的独特等位基因效应及其在舌鳞癌发病机制中的作用。rs75267932基因型与生活方式相关风险因素(嚼槟榔、吸烟、饮酒)的联合效应进一步强调了该SNP在舌鳞癌发展中的因果作用。这些发现突出了遗传易感性与环境暴露之间潜在的协同相互作用。研究人员进一步观察到,rs75267932 G等位基因可能会增强miR-4684-5p与MIR17HG的结合亲和力,从而通过上调ZBTB38加速口腔鳞状细胞癌的进展。尽管如此,这些发现仍需在未来研究中得到验证。