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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- MIR--663對(duì)鼻咽癌細(xì)胞增殖的分子調(diào)控機(jī)制
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡(jiǎn)介：
- 大量相關(guān)報(bào)道指出miRNA的異常表達(dá)會(huì)加速腫瘤的形成。 然而，miRNA的生物學(xué)功能和分子機(jī)制卻依然還有許多未解之謎。在這篇文章中，我們發(fā)現(xiàn)鼻咽癌細(xì)胞中部分miRNA的表達(dá)上調(diào)， 于是我們猜想其中的miR-663在鼻咽癌細(xì)胞的分子病因中是否能起到重要作用，并采用如免疫組化和一系列分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，成功地達(dá)到我們預(yù)期目標(biāo)，這表明miR-663在未來腫瘤治療中有重要的應(yīng)用價(jià)值。
- 詳細(xì)介紹：
- 越來越多的證據(jù)表明MicroRNA參與腫瘤的惡性轉(zhuǎn)化進(jìn)程。 大量相關(guān)報(bào)道指出miRNA的異常表達(dá)會(huì)加速腫瘤的形成。 然而，miRNA的生物學(xué)功能和分子機(jī)制卻依然還有許多未解之謎。在這篇文章中，我們發(fā)現(xiàn)鼻咽癌細(xì)胞中部分miRNA的表達(dá)上調(diào)， 于是我們猜想其中的miR-663在鼻咽癌細(xì)胞即NPC(Nasopharyngeal Carcinoma Cell)的分子病因中是否能起到重要作用，并采用如免疫組化和一系列分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，成功地達(dá)到我們預(yù)期目標(biāo)，這表明miR-663在未來腫瘤治療中有重要的應(yīng)用價(jià)值。本次研究中的表達(dá)譜和功能研究表明，miR-663在腫瘤分子病因?qū)W中起著重要作用。同時(shí)我們首次發(fā)現(xiàn)了miR-663在鼻咽癌中有調(diào)控癌基因作用。通過探索，我們發(fā)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞的miR-663表達(dá)的調(diào)節(jié)可以對(duì)控制細(xì)胞增殖能力的發(fā)現(xiàn)和探索則表明，它可作為一個(gè)治療的候選目標(biāo)和藥物靶點(diǎn)。所以我們可以合理地進(jìn)行預(yù)測(cè)，抑制miR-663的途徑可以和其它抗癌療法結(jié)合，作為一種新的鼻咽癌治療方案的基礎(chǔ)。這是在該研究領(lǐng)域中第一次猜想并探明了miR-663是如何影響鼻咽癌細(xì)胞的生長(zhǎng)增殖，證明了其作用的分子機(jī)制，這將為后續(xù)的相關(guān)研究提供了新的平臺(tái)，而且將在臨床治療和藥物開發(fā)中發(fā)揮重要作用。最后的數(shù)據(jù)分析中，我們?cè)诖罅课墨I(xiàn)支撐的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)算法，構(gòu)建了數(shù)學(xué)預(yù)測(cè)模型，以便于之后的相關(guān)思路的突破。首先我們篩選與鼻咽癌相關(guān)的miRNA數(shù)據(jù)特征，確定相應(yīng)的可靠指標(biāo)，初步建立miRNA和疾病相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系，并作了三類拓?fù)鋮?shù)的應(yīng)用多元統(tǒng)計(jì)分析，即度，簇系數(shù)，最短路徑條數(shù)，接著把貝葉斯后驗(yàn)概率的模型應(yīng)用于拓?fù)鋮?shù)分析上，以達(dá)到預(yù)測(cè)的目的。 在檢驗(yàn)過程中，我們不僅對(duì)算法的有效性做了多次四倍交叉驗(yàn)證，并將真實(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練組，結(jié)果顯示，在正確指數(shù)為0.65 的情況下，算法預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率能夠達(dá)到 84%左右，從而有效地論證了該算法支撐的預(yù)測(cè)模型的正確性。同時(shí)，目前在預(yù)測(cè)腫瘤的發(fā)生和發(fā)展方面的論文甚少，于是我們大膽地提出能否通過跟蹤miRNA影響腫瘤細(xì)胞分裂分化至腫瘤形成和發(fā)育的過程。 通過設(shè)計(jì)指標(biāo)，如能夠真實(shí)和近完全反映腫瘤生長(zhǎng)狀況的量化特征： 腫瘤的半徑、質(zhì)地、周長(zhǎng)、面積、光滑性、緊密度、凹陷度、凹陷點(diǎn)數(shù)、對(duì)稱度、斷裂度等，利用學(xué)習(xí)向量量化LVQ（Learning Vector Quantization）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，將輸入的miRNA-663按照連接權(quán)系數(shù)矩陣的曲線進(jìn)行擬合和跟蹤，最終連續(xù)輸出各時(shí)期腫瘤的形態(tài)發(fā)展和變化。 而且，考慮多變量的相互影響，我們?cè)黾恿私怦羁刂扑惴≒ID（Proportion Integration Differentiation）來控制多變量系統(tǒng)，這樣能夠更好地控制此多輸入多輸出復(fù)雜耦合系統(tǒng)，控制量最終值接近目標(biāo)值。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 眾所周知，鼻咽癌在廣東省具有較高的發(fā)病率，因此又有廣東癌之稱，對(duì)人民身體健康造成了極大影響。而本作品闡述了miR-663對(duì)鼻咽癌細(xì)胞增殖的分子調(diào)控機(jī)制 ，揭示了miR-663在鼻咽癌發(fā)生發(fā)展中的作用，拓展了鼻咽癌發(fā)病機(jī)制的理論基礎(chǔ)，同時(shí)為其藥物治療提供了新的靶點(diǎn)。在體外和在體實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明，降低了miR-663的表達(dá)量后，鼻咽癌細(xì)胞的增殖得到了明顯的抑制。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 我們首次采用miRNA sponge技術(shù)來構(gòu)建miR-663的sponge，并設(shè)置雙重對(duì)照試驗(yàn)，充分證明其作用。本研究第一次探明了miR-663是如何影響鼻咽癌細(xì)胞的生長(zhǎng)增殖，并證明了其作用的分子機(jī)制。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 對(duì)細(xì)胞的miR-663抑制可以減少細(xì)胞增殖能力的發(fā)現(xiàn)和探索則表明，它可作為一個(gè)治療的候選目標(biāo)。所以我們可以基于合理性和邏輯性的預(yù)測(cè)，抑制miR-663的途徑可以和其它抗癌療法結(jié)合，作為一種新的鼻咽癌治療方案的基礎(chǔ)。這將為后續(xù)的相關(guān)研究提供了新的平臺(tái)，而且對(duì)于臨床治療和藥物開發(fā)將發(fā)揮重要作用。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 越來越多的證據(jù)表明MicroRNA參與腫瘤的惡性轉(zhuǎn)化進(jìn)程。 大量相關(guān)報(bào)道指出miRNA的異常表達(dá)會(huì)加速腫瘤的形成。 然而，miRNA的生物學(xué)功能和分子機(jī)制卻依然還有許多未解之謎。在這篇文章中，我們發(fā)現(xiàn)鼻咽癌細(xì)胞中miR-663的表達(dá)上調(diào)，另外，miR-663不僅在體外實(shí)驗(yàn)中促進(jìn)NPC的增殖，并且在裸鼠實(shí)驗(yàn)中也提高腫瘤的生長(zhǎng)能力。此外，我們的實(shí)驗(yàn)顯示，miR-663通過調(diào)控細(xì)胞周期G1/S的轉(zhuǎn)變來影響細(xì)胞周期的進(jìn)程，且MiR-663 直接定位于p21基因，p21的沉默削弱了miR-663誘導(dǎo)的異常細(xì)胞周期，這些結(jié)果可以說明miR-663通過作用于p21基因這一靶點(diǎn)來調(diào)控細(xì)胞周期G1/S的轉(zhuǎn)變。我們的數(shù)據(jù)證實(shí)了miR-663在細(xì)胞周期調(diào)控和NPC的分子病因中起到重要作用，而且體現(xiàn)了miR-663在未來腫瘤治療中的應(yīng)用價(jià)值。
獲獎(jiǎng)情況
- 2010年12月，學(xué)?？倹Q賽， 該作品榮獲?！?010年度挑戰(zhàn)杯課外科技學(xué)術(shù)作品大賽”特等獎(jiǎng)； 2011年4月，廣東省總決賽， 該作品榮獲廣東省“2011年度挑戰(zhàn)杯課外科技學(xué)術(shù)作品大賽”特等獎(jiǎng)以及“踐行規(guī)劃綱要”貢獻(xiàn)獎(jiǎng)； 該作品已整合入正式論文中，正式論已被著名醫(yī)學(xué)雜志“Oncogen”接收，即將正式發(fā)表。
鑒定結(jié)果
- 該作品系學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品，符合要求
參考文獻(xiàn)
- 現(xiàn)有技術(shù)檢索目錄包括：微陣列芯片技術(shù)；實(shí)時(shí)逆轉(zhuǎn)錄PCR技術(shù)；細(xì)胞增殖檢測(cè)；裸鼠腫瘤發(fā)生學(xué)分析；細(xì)胞同步性分析；細(xì)胞周期分析；熒光素酶報(bào)告分析；蛋白質(zhì)印跡實(shí)驗(yàn)；免疫組化；miRNA sponge 技術(shù)等等
同類課題研究水平概述
- 惡性腫瘤常常危害著人類健康和生命，鼻咽癌是其中的一種惡性腫瘤，它與EBV病毒感染的鼻咽凹處上皮細(xì)胞癌變有關(guān)。鼻咽癌在東南亞和北美都有很高的發(fā)生率，并呈現(xiàn)鮮明的人種差異。越來越多的證據(jù)表明，人類內(nèi)生性的MicroRNA與鼻咽癌的形成和發(fā)展有關(guān)。P21被p53依賴和獨(dú)立機(jī)制的快速增加序列所控制，通過生理和病理的因子，諸如p53家族、分化因子、生長(zhǎng)因子、細(xì)胞因子和脅迫因子。在后翻譯水平，p21主要通過磷酸化、定位和泛素化來進(jìn)行調(diào)節(jié)。這里，我們將側(cè)重miR-663在鼻咽癌形成中所扮演的角色以及具體作用機(jī)制，并提供miR-663能保護(hù)細(xì)胞增殖的順利進(jìn)行和通過定位于在鼻咽癌細(xì)胞中的p21來促進(jìn)細(xì)胞周期G1/S期轉(zhuǎn)換的證據(jù)。
