慢性镉暴露下食管鳞状细胞癌细胞的lncRNA-mRNA共表达网络分析

目的:构建食管鳞状细胞癌(ESCC)细胞在慢性低浓度镉暴露诱导下的长链非编码RNA(lncRNA)和mRNA的共表达网络,探讨关键lncRNA和mRNA在镉促ESCC演进及放化疗抵抗中的潜在功能及分子机制。方法:EC109细胞持续暴露于5μmol/L氯化镉培养12周,构建慢性镉暴露ESCC细胞模型CCT-EC109。采用Illumina NovaSeq 6000系统对暴露株CCT-EC109和亲本株EC109细胞进行全转录组测序,运用生物信息学方法分析差异lncRNA和mRNA表达谱,利用基因本体(GO)和京都基因与基因组大百科全书(KEGG)对差异lncRNA的靶基因进行功能分析,根据Pearson相关系数利用Cytoscape软件构建lncRNA-mRNA共表达网络,并对筛选的lncRNA和mRNA进行实时荧光定量PCR(qPCR)验证。结果:EC109细胞与CCT-EC109细胞存在差异表达lncRNA(DE-lncRNA) 2 794个,差异mRNA(DE-mRNA) 4 267个;DE-lncRNA的靶基因与DE-mRNA取交集,获得1 546个DE-lncRNA调控的镉暴露相关mRNA;GO分析显示这些基因主要富集在代谢过程、膜与膜封闭腔部分及催化反应等功能;KEGG分析提示Hippo信号通路是最显著富集项之一。差异表达最显著的前10个lncRNA的38个共表达mRNA构建共表达网络,经qPCR验证,与mRNA关联最多的lncRNA NONHSAT097388.2以及ECE1、EMP2、ORAT1、ZNF713在CCT-EC109中表达均下调(均为P<0.01),而MFAP5和PGF表达均升高(均为P<0.05)。结论:lncRNA-mRNA共表达网络可能在慢性镉暴露诱导ESCC细胞演进和治疗抵抗机制中发挥重要作用,相关基因有望成为镉暴露ESCC患者预后判断的潜在生物标志物和治疗靶点。

饮水途径镉暴露后小鼠体内镉分布研究

目的:检测经饮水途径镉暴露后小鼠血液、食管、肝及肾组织中的镉蓄积浓度,为镉的毒性评价和镉与食管相关疾病关联研究提供补充依据。方法:试验设对照组、氯化镉(CdCl2)低剂量(10 mg/kg)和高剂量(75 mg/kg)处理组。对照组给予标准饲料和双蒸水,镉处理组给予标准饲料和含相应浓度CdCl2溶液。对照组和低剂量镉处理组小鼠均分别暴露8、12、16和20周,高剂量组暴露16周。将27只SPF级C57BL/6小鼠按时间点分组,每组3只。通过眼眶取血收集对照组第8和12周,低剂量组第8、16和20周以及高剂量组第16周的小鼠全血;按试验分组时间节点处死小鼠,收集食管、肝、肾组织,采用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)进行镉浓度检测。结果:与对照组比较,低剂量镉处理组血镉水平显著升高(P<0.01),但组内各暴露时间点差异无统计学意义(P>0.05),高剂量镉处理16周组血镉水平较低剂量组显著升高(P<0.01)。食管镉浓度在低剂量镉处理组各暴露时间点均高于对照组(P<0.05或P<0.01),且在第20周时镉含量最高(67.7μg/L),与第8周(44.0μg/L)和第12周(35.2μg/L)比较差异均具有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。此外,高剂量镉处理16周组食管镉浓度(129.2μg/L)显著高于低剂量组(47.9μg/L,P<0.01)。与对照组比较,低剂量镉处理组肝、肾组织镉浓度分别在镉暴露12~16周和8~16周时显著升高(P<0.05或P<0.01),于16周时达到峰值(P<0.01)后回落。16周时各剂量组间肝、肾镉浓度差异均有统计学意义(P<0.01),其中高剂量处理组镉浓度最高。对照组和镉处理组小鼠血液、食管、肝脏和肾脏均能检测到镉,镉含量从高到低依次为肾脏>肝脏>食管>血液。结论:经饮水途径镉暴露后小鼠血液、食管、肝和肾组织中的镉浓度分布各异,且与暴露时间和剂量有关。