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STING/MAVS/TRAF3基因的多态性与宫颈癌前病变的医学关联研究

  • 发布日期:2018-07-21
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本文是一篇硕士医学论文,医学论文是科技论文的一个分支学科,是报道自然科学研究和技术开发创新性工作成果的论说文章,是阐述原始研究结果并公开发表的书面报告。(以上内容来自百度百科)今天为大家推荐一篇硕士医学论文,供大家参考。
 
第一章 前 言
 
宫颈癌是女性第三大常见肿瘤,全球每年有大约53万的新发宫颈癌病例[1],每年约有27.5万名女性死于宫颈癌[2, 3]。由于开展宫颈癌的早期筛查,宫颈癌的发病率和死亡率在发达国家中均普遍下降;目前83%的新发病例发生在宫颈癌筛查水平和临床医疗水平有限的发展中国家[4]。在中国,每年约有13万的宫颈癌的新发病例,且其发生率和死亡率有年轻化和上升的趋势[5],严重威胁了我国女性的健康。因此,宫颈癌是中国亟待解决的重要公共卫生问题之一。宫颈癌是迄今为止唯一致病因素明确的癌症,人乳头瘤病毒(HPV)是公认的致宫颈癌的生物学因素,超过90%以上的宫颈癌病人都感染过HPV[6]。高危型HPV的持续感染是宫颈癌和宫颈癌前病变发生发展的主要原因之一[7, 8]。然而,HPV导致宫颈癌的发病机制尚未完全明了。而现有人群证据发现,即使个体感染相同的高危型HPV,患宫颈癌的概率并不相同,有很大的遗传易感性。宫颈癌的发生发展经过不同级别的宫颈上皮细胞内瘤变(CIN),CIN1-3[9]。然而从癌前期进展成浸润性宫颈癌可能还需要10多年[10],这为我们进行干预提供了重要机会。因此,早期筛查宫颈癌前病变个体并对其进行相应的干预,使宫颈癌的预防关口前移。
 
1.1 宫颈癌与 HPV 感染
HPV是属于乳头瘤病毒科,无包膜的双链DNA病毒[11]。迄今已经分离到超过100种不同的HPV基因型,40种以上的HPV亚型感染肛门、生殖道和其他区域的上皮和粘膜内层[12]。HPV病毒基因组分为非编码区、前期编码蛋白区与后期编码蛋白区三个部分[13]。前期区主要编码与病毒复制、转录调控、翻译和细胞转化相关的蛋白,其中E6、E7蛋白为主要致癌蛋白;晚期区主要编码病毒主要衣壳蛋白(L1)和次要衣壳蛋白(L2);非编码区又称长控区(LCR),主要控制早晚转录区的转录和病毒颗粒的合成[13-16]。根据HPV致癌风险,可分为低危型(例如HPV 6,11,40,42,43,44,53,54,61,72和81)和高危型(例如HPV 16,18,31,33,35,39,45,51,52,56,58,59,68,73和82)[17]。在大多数个体中,HPV感染是短暂的和无症状的,70%的新感染在1年内可自行清除,约90%在2年内清除[18]。虽然在大多数情况下HPV感染可自发消失,但在极少数情况下感染仍然持续存在,在12~15年期间不断进展宫颈癌。HPV 的感染是非常常见的,女性一生累积感染 HPV 的概率达 80%,大多数无症状,而且大部分感染者可通过宿主的有效的免疫应答在 6~12 个月内即可自行消除 HPV 感染[13,19]。然而,约 10~20%的被感染的妇女会持续性的感染高危型 HPV(HR-HPV)并且进展到高度子宫颈上皮内瘤变,CIN2/3 和侵袭性癌症[20]。而即使个体感染相同的HPV亚型,其罹患宫颈癌的概率不同,具有遗传易感性上的差异,但是致病机制尚不清楚。现有研究认为有几种因素起作用:包括个体遗传、免疫状态、内源性和外源性激素、环境因素,如营养、吸烟、HPV病毒的型别、与其他病毒的共感染(如HIV,2型单纯疱疹病毒)等。研究发现,HPV的E6蛋白能减少IFN-β,参与HPV的持续感染和免疫逃逸[21, 22]。HPV的致癌是HPV的E6和E7两个病毒癌蛋白在未分化的基底上皮细胞中高表达,通过破坏细胞正常周期,诱导染色体损伤、防止细胞凋亡、抑制细胞分化,从而导致细胞的永生华和转化,最终导致癌症的发生[21, 22]。HPV的E7和E6蛋白分别与肿瘤抑制基因RB和p53结合。HPV的E7蛋白靶向RB,使得细胞无限制的增殖,这主要源于E2F的活性增加,促进依赖于E2F的细胞增殖核抗原(PCNA)、微小染色体维持蛋白(MCMs)、和Ki-6等上调[23]。HPV的E6蛋白则与泛素连接酶E6AP形成复合物,导致泛素介导的p53的降解,从而干扰正常的p53调节的凋亡和细胞周期控制[24]。
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1.2 天然免疫关键分子 STING/MAVS/TRAF3 在抗病毒通路中的作用
目前研究发现,细胞内能识别外来DNA的受体有cGAS、RNA聚合酶II(IRNApol III)、TLRs、DNA 结合蛋白(DAI)、DDX41、干扰素诱导蛋白 16(IFI16)等[25]。2008 年,Ishikawa等[26]发现了 STING 蛋白,STING 又称 ERIS、TMEM173、MPYS 或 MITA,定位于内质网,是一个由 379 个氨基酸组成的蛋白[27]。人的 STING 拥有三个功能域:细胞质 C-末端尾(CTT,342-379 个氨基酸),中心球状结构域(155~341 个氨基酸)和四个推定 N 末端跨膜基序(1~154 个氨基酸),使 STING 能锚定到内质网[27]。此外,人类 STING(hSTING)和小鼠 STING 表现出约 68%的序列同一性和在 81%的氨基酸水平相似性[27]。有趣的是,STING 在其他物种中的直系同源物也具有高度同一性,特别是在 C 末端区域,表明 STING在进化中的保守性及其功能重要性。当外源性的 DNA 感染机体后,被宿主的环鸟苷酸-腺苷酸合成酶(Cyclic GMP-AMP synthase,cGAS)识别,催化 ATP 与 GTP 合成 GMP-AMP(cGAMP),cGAMP 与 STING 蛋白结合,激活转录因子 NF-κB(nuclear factor-κB)和 IRF3(interferon regulatory factor 3),产生 I 型干扰素[28],经过 IFN-I 刺激树突状细胞(DC)从而呈递肿瘤抗原 TAA,进而活化肿瘤特异性的 CD8+T 淋巴细胞[29]。研究发现,STING 在针对外源性的 DNA 和 RNA 的先天性与适应性免疫反应中均起着举足轻重的作用[26, 30, 31]。HPV E6 蛋白可以减少 I 型干扰素(包括 IFN-κ),参与免疫逃避和 HPV 持续感染。Sunthamala等[19]研究发现人原代角质形成细胞(HPK)在表达 HPV16 或 HPV18 的 E2 蛋白时,IFN-κ和 STING 被抑制。STING 的沉默会不利于抗病毒反应及增强对 DNA 和 RNA 病毒的易感性,IFN-κ 的减少会导致几种干扰素刺激基因(ISG)的减少,并抑制宿主细胞的抗病毒反应[32-34]。故 STING 在 HPV 感染及宫颈癌的发生发展中起关键作用,缺乏有效的免疫应答是致癌进展的有利因素。
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第二章 材料和方法
 
2.1 研究对象
所有的病例和对照都签署由暨南大学医学院伦理委员会批准实施的知情同意书。知情同意书包括研究目的、研究意义、有无危害及确保所有参与者所提供的所有信息均完全保密等信息。宫颈脱落细胞采用宫颈细胞采集器(Qiagen,Valencia)收集,将其放置在含有细胞保存液的薄层细胞涂片检验小瓶中保存。样本均来自于广东省云浮市云安县的女性居民。采集 5ml 外周静脉血置于 EDTA 抗凝管中保存,提取 DNA 和检测基因型;采用流行病学问卷收集信息;以宫颈薄层液基细胞学(TCT)结果作为判定宫颈癌前病变的标准。本研究最终共收集病例组 164 人,对照组 428 人。
 
2.1.1 宫颈癌前病变病例组
根据 TCT 检查和 Bethesda 分类系统[68]分类:1. 细胞学上皮内病变或恶性肿瘤阴性(NILM);2. 低度鳞状上皮内病变(LSIL);3. 高度鳞状上皮内病变(HSIL)和 4. 浸润性宫颈癌(ICC)。我们判定病例组为鳞状上皮病变(SIL)的阳性患者,即 LSIL 患者和HSIL 患者,且无其他类型的子宫疾病,没有子宫切除史。病例组共 164 例,其中 LSIL 有120 例(73.2%),HSIL 有 64 例(26.8%),年龄为 19~60 岁,平均年龄为 41.5 岁。
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2.2 研究方法
 
2.2.1 样本量大小
在进行分子流行病学研究时,决定样本量大小的因素包括:疾病的患病率、位点间的连锁不平衡大小、易感等位基因的频率、遗传模型类型和遗传标志物的效应。根据研究目的设计调查问卷,调查员经过培训后进行问卷调查和体格检查,保证了调查过程中资料的真实和准确性。问卷信息包括基本人口学特征(年龄、身高、体重、家庭人均收入和医疗保险种类)及环境因素(宫颈癌家族史、分娩、卫生习惯、家族史、月经初潮年龄、初孕年龄、妊娠结局和怀孕次数等)。在资料收集完毕后,要求调查员当场检查有无缺失或错误填写,及时修正后签署调查员的名字进行确认。使用 Epidata 软件对问卷进行双录入。
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第三章 结 果.............. 17
3.1 一般人口学特征...... 17
3.2 STING、MAVS 和 TRAF3 基因的遗传多态性与宫颈癌前病变的关联 .... 18
3.3 基因-环境交互作用............ 23
第四章 讨 论........ 26
4.1 STING 基因多态性与宫颈癌前病变 .............. 26
4.2 MAVS 基因多态性与宫颈癌前病变 .... 27
4.3 TRAF3 基因多态性与宫颈癌前病变.............. 27
4.4 本研究不足之处.............. 29
第五章 结 论........ 30
 
第四章 讨 论
 
宫颈癌是发生在子宫阴道部与宫颈管的恶性肿瘤,以鳞状上皮细胞癌为主,约占所有宫颈癌的 90%~95%,而腺癌和腺鳞癌仅占 5%~10%。据全国第 3 次死因回顾抽样调查证实,中国女性宫颈癌的发病出现年轻化趋势[78]。宫颈癌仍是当前发展中国家(包括中国),亟待解决的重要公共卫生问题之一。宫颈癌是多种环境因素和遗传因素综合作用的结果。目前已确定,高危型 HPV 持续感染是宫颈癌发生的必要原因。然而,从 HPV 感染,到持续性 HPV 感染,宫颈上皮瘤样病变,直至最终癌变的过程中,生物学因素(HPV 及其他微生物感染等)、环境/行为因素(吸烟、性行为方式等)以及宿主因素(免疫状态、遗传易感性等)多个因素均起到重要作用。本研究从人群的角度去探讨诱导 I 型干扰素的关键天然免疫基因 STING/MAVS/TRAF3 的遗传变异是否影响 IFN-I 的产生,从而影响个体清除HPV 的能力以及罹患宫颈癌前病变的进程,同时我们进一步探讨 HPV 感染和天然免疫基因 SNPs 之间的交互作用在宫颈癌前病变的作用机制,研究成果将有助于有效确定宫颈癌前病变的高危人群,将宫颈癌的预防关口前移。
 
4.1 STING 基因多态性与宫颈癌前病变
天然免疫受体中的单核苷酸多态性可以影响 IFN-I 和细胞因子的产生[79, 80],这可能导致人类疾病的频率改变[81-84]。STING,被认为是先天免疫反应中的信号转导适配体[60, 85],可以通过不同的 DNA 传感器来检测细胞质中的 dsDNA[30, 86, 87]。STING 的 C-末端部分可以结合并激活 TBK1 激酶,随后使得转录因子 IRF3 的募集和磷酸化,这个步骤对诱导 I型干扰素的生成十分重要的[88]。最近研究报道,环状 cGAMP 也可以结合 STING 并导致IRF3 激活和 IFN-I 的生成[28, 89]。目前STING蛋白的功能分子机制尚未被完全了解。hSTING具有三个经验证的非同义 SNP:R71H(rs11554776),H232R(rs1131769)和 R293Q(rs7380824)。这些 SNP 的性质和位置表明它们可以改变 STING 分子的活性[90]。此外,全球千人基因组计划数据[91]显示在 hSTING 中有四种 SNP 衍生的同种型,其中R71H-G230A-R293Q(HAQ)为 20.4%,R232H 为 13.7%,G230A-R293Q(AQ)为 5.2%,R293Q 为 1.5%。研究还发现 hSTING 的遗传变异可以影响先天免疫信号通路,此外 STING的 HAQ 单倍型在 INF-β 产生的刺激中存在缺陷[90, 91]。我们的研究并没有发现 STING-rs7380272 这个位点的基因多态性与宫颈癌前病变之间存在关联。我们认为原因可能有两方面,一方面可能是由于人种的差异,也就是在中国人群中的确没有关联;另一方面可能是由于我们样本量的限制,从而导致假阴性结果。因此,下一步我们需要扩大样本量进行验证 STING-rs7380272 与宫颈癌前病变之间的关联。
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结 论
 
本研究提供了 MAVS-zx315 与 TRAF3-zh429 会影响宫颈癌前病变发病风险的证据;此外,我们发现两因素间的交互作用,即 MAVS-zx315 与高危型 HPV 感染存在协同的交互作用,两者相互作用从而促进宫颈癌前病变的发生;同时我们还发现三因素之间的交互作用,即高危型 HPV 感染,MAVS-rs6116065 和妊娠结局三者之间的交互作用,三者共同作用从而促进宫颈癌前病变的发生发展。
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参考文献(略)
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