膀胱癌中MiR-29b-3p靶向调节COL1A1表达的生信分析

膀胱癌中MiR-29b-3p靶向调节COL1A1表达的生信分析

郭长刚1,邵婷2,李明阳1,张磊3,李春生1,陈立杰1,丁虹淋1

1赤峰学院附属医院 泌尿外科；2赤峰学院附属医院 妇科；3赤峰学院附属医院 急诊科

摘要：目的 探讨在膀胱癌中MiR-29b-3p靶向调节COL1A1的表达及临床意义。方法 利用Oncomine数据库对COL1A1在膀胱癌组织与正常组织、表浅性膀胱癌组织与浸润性膀胱癌组织中的表达进行差异分析;并使用cBioPortal数据库分析COL1A1与患者总体生存期的关系；TCGAportal数据库分析高表达与低表达COL1A1患者之间的生存曲线，了解预后情况，同时分析COL1A1基因表达水平与膀胱癌分期、膀胱癌分级的相关性。数据库预测microRNA并通过OncomiR数据库分析microRNA表达水平及与膀胱癌患者临床数据相关性。结果 COL1A1在膀胱癌中高表达，随着分级及分期的增加，COL1A1的表达量递增；生存分析显示，COL1A1高表达的膀胱癌患者预后不佳，生存时间缩短；通过数据库预测COL1A1上游miRNA MiR-29b-3P的证据最强；生存分析显示，MiR-29b-3P高表达的膀胱癌患者预后更佳，生存时间延长。结论 COL1A1在膀胱癌组织中呈高表达，其高表达患者预后较差，MiR-29b-3P高表达患者预后更佳，生信分析表明膀胱癌中MiR-29b-3p靶向调节COL1A1表达抑制膀胱癌进展，为进一步实验验证奠定研究基础，可能作为膀胱癌治疗靶点的潜力。

关键词：COL1A1；MiR-29b-3p；膀胱癌

膀胱癌可分为非肌层浸润性膀胱癌（NMIBC）和肌层浸润性膀胱癌（MIBC）。一般治疗包括手术，膀胱内治疗，根治性治疗，免疫疗法和放射疗法，以及根据癌症风险评估选择的其他疗法[1]。NMIBC有10-45％的机会发展为肌层浸润性或转移性疾病，需要频繁重复治疗，这不可避免地导致耐药性[2]。因此，迫切需要有效的措施应对膀胱癌复发及进展，进而提高膀胱癌患者的生存率，寻找新的分子靶点及探究膀胱癌发生相关分子机制显得尤为重要。已有研究发现，COL1A1基因与肿瘤的发生发展十分密切。COL1A1具有一定的致癌性，但其在膀胱癌具体的致癌机制还有待我们进一步研究，应用生物信息学方法分析如下：

资料与方法

1.Oncomine数据库分析

应用ONCOMINE在线数据库(https://www.oncomine.org/）分析比较正常膀胱组织与膀胱癌组织之间COL1A1表达差异；分析比较表浅性膀胱癌与浸润性膀胱癌组织之间COL1A1表达差异；分析膀胱癌组织中前20个高表达基因的热图。

2. cBioPortal数据库分析

应用cBioPortal在线数据库（https://www.cbioportal.org/）分析COL1A1基因突变与未突变膀胱癌患者总体生存时间有无差异。

3. TCGAportal数据库分析

使用TCGAportal在线数据库（http://tumorsurvival.org/）分析高表达与低表达COL1A1患者之间的生存曲线，了解预后情况；同时分析COL1A1基因表达水平与膀胱癌分期、膀胱癌分级的相关性。

4. miRTarBase、TargetScan数据库预测microRNA

应用miRTarBase（https://mirtarbase.cuhk.edu.cn/）和TargetScan（https://www.targetscan.org/）在线数据库预测分析COL1A1上游miRNA，结合2个数据库结果选取最佳miRNA。

5. OncomiR数据库分析

预测COL1A1上游miRNA后，进一步应用OncomiR在线数据库（http://www.oncomir.org/）进行膀胱癌患者生存分析以及miRNA表达水平与膀胱癌临床数据相关性分析。

结果

1. Oncomine分析结果

应用Oncomine数据库(https://www.oncomine.org/）分析膀胱癌组织中COL1A1的表达明显升高与正常膀胱组织比较，且差异有统计学意义（图1 A）；分析浸润膀胱癌组织中COL1A1的表达明显升高与表浅膀胱癌组织比较，且差异有统计学意义（图1 B）；分析膀胱癌组织中前20个高表达基因的热图，COL1A1排名靠前（图1 C）。

2. cBioPortal分析结果

cBioPortal分析COL1A1基因突变膀胱癌患者总体生存时间较COL1A1基因未突变膀胱患者生存时间明显缩短（图1 D）。

图1 膀胱癌组织中COL1A1高表达且与膀胱癌患者生存相关

3.TCGAportal分析结果

        低表达COL1A1组与高表达COL1A1组各138例膀胱癌患者，COL1A1高表达膀胱癌组患者生存时间较COL1A1低表达膀胱癌组患者明显缩短，且差异有统计学意义（P=0.0048）（图2 A）；膀胱癌患者中COL1A1的表达水平随着膀胱癌分级的增加而升高(图2 C)，且膀胱癌患者中COL1A1的表达水平随着膀胱癌分期的增加而升高(图2 D)。

图2 COL1A1高表达患者生存时间缩短且COL1A1表达水平随着膀胱癌分级、分期增加而升高

4. 通过miRTarBase、TargetScan数据库预测COL1A1上游microRNA

miRTarBase数据库预测COL1A1的上游microRNA，发现miR-29b-3p证据最强；TargetScan数据库预测COL1A1的上游microRNA，发现miR-29-3p家族的 Total context++ score 评分最低，Aggregate PCT评分最高；miR-29b-3p具体评分及miR-29b-3p与COL1A1结合位点等信息。miRTarBase与TargetScan数据库预测COL1A1的上游microRNA结果一致。

5. OncomiR数据库分析

高表达miR-29b-3p膀胱癌患者生存时间较低表达miR-29b-3p膀胱癌患者明显延长，且差异有统计学意义（P=0.04409）（图 3）；存活膀胱癌患者比死亡膀胱癌患者miR-29b-3p的表达水平高，且两组比较差异有统计学意义（P=0.0183）；多因素分析膀胱癌分期、分级与miR-29b-3p表达水平相关，是膀胱癌独立预后因素。

图3高表达miR-29b-3p患者生存时间明显延长

讨论

miR-29b-3p靶向调控COL1A1基因机制研究的文献相对较少。Jia R等人研究发现在非小细胞肺癌组织及其细胞系中，miR-29b-3p表达下调，COL1A1表达上调，荧光素酶报告基因检测显示COL1A1是miR-29b-3p的靶基因[3]。黄非等人研究发现双荧光素酶报告基因分析法证实COL1A1是miR-29a-3p靶基因，miR-29a-3p过表达能抑制喉癌Hep-2细胞增殖,增加细胞凋亡;miR-29a-3p抑制表达能增强喉癌Hep-2细胞增殖,抑制细胞凋亡[4]。

研究miR-29b-3p靶向调控COL1A1基因机制的肿瘤研究相关较少，仅有非小细胞肺癌及喉癌相关机制研究报道，而膀胱癌机制研究国内外尚未见报道，本研究通过生物信息学分析膀胱癌中COL1A1表达水平明显升高且与临床分期分级等方面具有相关性，通过miRTarBase数据库预测发现miR-29b-3p证据最强，TargetScan数据库预测发现miR-29-3p Aggregate PCT评分最高，miRTarBase与TargetScan数据库预测COL1A1的上游microRNA结果一致。高表达miR-29b-3p膀胱癌患者生存时间明显延长，存活比死亡膀胱癌患者miR-29b-3p的表达水平高，多因素分析膀胱癌分期、分级与miR-29b-3p表达水平相关，为后续实验进一步验证奠定研究基础及研究方向。

参考文献

[1] Crabb SJ and Douglas J. The latest treatment options for bladder cancer. Br Med Bull 2018; 128: 85-95.

[2] Wołącewicz M, Hrynkiewicz R, Grywalska E, Suchojad T, Leksowski T, Roliński J and Niedźwiedzka-Rystwej P. Immunotherapy in Bladder Cancer: Current Methods and Future Perspectives. Cancers (Basel) 2020; 12: 1181.

[3] Jia R, Wang C. MiR-29b-3p Reverses Cisplatin Resistance by Targeting COL1A1 in Non-Small-Cell Lung Cancer A549/DDP Cells. Cancer Manag Res. 2020 Apr 16;12:2559-2566.

[4] 黄非,王建洪,毛贺娟,冯玲,李俊毅.miR-29a-3p调控COL1A1参与喉癌Hep-2细胞增殖及凋亡过程研究[J].临床和实验医学杂志,2017,16(19):1911-1914.

内蒙古自治区高等学校科学研究项目 NJZY22148