EMT相关signatures筛选与功能分析

  上皮细胞到间质细胞的转化（EMT）和肿瘤转移密切相关。近年来的研究表明lncRNA作为调控因子参与了复杂的生物学过程和疾病的发生发展。来自重庆中医药大学的研究人员利用lncRNA芯片筛选，找到了肿瘤细胞迁移相关转录因子Twist诱导的EMT过程相关lncRNA和mRNA，为我们更好的理解肿瘤转移过程中Twist通过影响lncRNA而诱导EMT的过程提供了新的见解。
  研究背景
  乳腺癌是一种常见的肿瘤，同时，乳腺癌也是一种极易复发和发生转移的恶性肿瘤。上皮细胞到间质细胞的转化（EMT），是发生肿瘤转移的重要因素之一。现有研究表明，EMT过程是一个受到多种转录因子调控的复杂网络。Twist，一种b-HLH转录因子，通过下调E-cadherin，对细胞的运动和侵袭起到非常重要的调控作用。临床数据也表明，Twist在肿瘤中的异常表达伴随着不良的生存率。有关EMT过程中，Twist是如何调控下游因子，特别是长链非编码RNA的作用目前还不是非常清楚。该研究利用高通量lncRNA芯片筛选，找到了肿瘤细胞迁移相关转录因子Twist诱导的EMT过程相关lncRNA和mRNA，为我们理解肿瘤转移过程中，Twist通过影响lncRNA而调控EMT过程提供了理论基础。
  1.Twist表达与功能确认
  要想研究Twist在乳腺癌中的生物学功能，首先得确认Twist在乳腺癌中的表达。研究人员运用免疫组化实验对正常乳腺组织和乳腺导管癌等乳腺癌组织样本进行了检测，发现导管癌和浸润性导管癌组织中表达明显增高，表明Twist可能在乳腺癌中扮演着重要角色。
  既然在肿瘤中表达升高，那么，Twist起到什么样的生物学功能呢？研究人员在乳腺细胞系（MCF10A）中过表达Twist，发现细胞呈明显的纺锤状表型。Western blot和RT-PCR检测发现表皮markers（E-cadherin，β-catenin）表达显著降低，间质细胞markers(N-cadherin, Vimentin and Fibronectin)表达显著增高。表明在乳腺细胞系中，Twist的过量表达会影响细胞的EMT过程。
  2.Twist下游调控因子筛选
  为了筛选Twist可能调控的下游因子，研究人员对过表达Twist的MCF10A细胞系和对照细胞系进行全基因组lncRNA/mRNA筛选。结果显示，相比与对照细胞，过表达细胞系中有30个差异显著上调lncRNA，69个差异显著下调lncRNA，3164个差异表达mRNA。其中，EMT相关的细胞因子，TGF-β，SNAI1，ZEB1，SPARC，S100A4显著上调，DSP，KRT14，CLDN，ITGB4显著下调。GO功能富集显示细胞粘附，表皮细胞分化，细胞迁移等显著影响，表明Twist调控的下游基因表达与EMT转化直接相关。KEGG通路富集显示WNT, PI3K/AKT, NF-κB, JAK/STAT, TGF-β, Notch and Hedgehog signaling pathways显著影响。