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目的与背景乳腺癌是一种异质性疾病,其具有不同的组织学异常,细胞遗传学异常,以及对治疗的反应和预后差异。在所有女性癌症中占比16%。三阴性乳腺癌作为乳腺癌的一种特殊亚型,其雌激素受体,孕激素受体,以及人类表皮生长因子受体2均不表达。该类亚型通常预后极差,此亚型具有更强的侵袭性,更高的远处复发率,以及在转移性疾病中更差的存活率等特点。此外,现有的靶向及内分泌治疗策略仅适用于激素受体或人表皮生长因子受体2阳性的乳腺癌患者。对于三阴性乳腺癌,常规化疗仍是主要治疗手段。因此,明确三阴性乳腺癌发生及发展的相关分子生物学机制对于预测其病程进展及转移,明确预后和研究开发新的治疗策略具有重要的意义。肿瘤生物标志物通常是指疾病发生和进展的特征性指数,其可以被客观的测量和评估以确定肿瘤的阶段。检查疾病特异性生物标志物有助于临床鉴定,早期诊断和预防,以及治疗期间的监测。近年来,据报道,长链非编码RNA(lncRNA),小RNA(miRNA)和信使RNA(mRNA)在许多生物过程中发挥着至关重要的作用,因此已成为肿瘤诊断和治疗的关键生物标志物。以往的研究表明,非编码RNA(ncRNA)的异常表达包括microRNAs(miRNAs)和长非编码RNAs(lncRNAs)与肿瘤细胞增殖,凋亡,侵袭,迁移和药物敏感性密切相关。LncRNA可以与miRNA的靶mRNA竞争以减少游离miRNA含量,并调节这种mRNA。同时,在与miRNA结合后,lncRNA已成为靶基因,随后会通过降解而不稳定。最后,这种相互作用机制形成复杂的RNA调节网络。到目前为止,三阴性乳腺癌中lncRNA-miRNA-mRNA调控网络的相互作用机制仍不清楚。方法本研究中,我们从癌症基因组图谱(TCGA)收集三阴性乳腺癌RNA表达谱数据和相关临床特征。进行聚类分析以探索不同的mRNA,miRNA,lncRNA的表达模式。进行基因本体论(Gene Ontology),京都基因和基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)通路富集分析以明确差异表达的mRNA的具体功能。miRanda以及Targetscan生物信息学算法用于预测RNA之间的潜在关系。随后,我们通过靶向miRNA和mRNA或lncRNA之间显着异常表达数据的相互关系,构建了三阴性乳腺癌的竞争性内源RNA(ceRNA)网络。生存分析用于确定RNAs表达水平与存活时间的关系。最后,实时定量PCR进一步确定核心基因在三阴性乳腺癌细胞系中的表达水平。结果(1)筛选差异表达基因。定义|logFC|>3,FDR<0.001作为mRNAs,miRNAs,lncRNAs的差异表达阈值。早期组(StageⅠ和Ⅱ)对比癌旁组之间分别有1238个(包括818个上调,420个下调)和220个(包括170个上调,50个下调)差异表达的mRNAs和lncRNAs。晚期组(StageⅢ和Ⅳ)对比癌旁组之间分别有937个(包括735个上调,202个下调)和110个(包括92个上调,18个下调)差异表达的mRNAs和lncRNAs。此外,早期组(StageⅠ和Ⅱ)对比癌旁组之间有51个(包括39个上调,12个下调)差异表达的miRNA,在晚期组(StageⅢ和Ⅳ)和对照组之间有42个(包括34个上调,8个下调)的miRNA。与癌旁组相比,早期和晚期组共发现686个差异表达的mRNA,其中,519个表达上调,167个表达下调;差异表达的lncRNA有50个,包括38个上调,12个下调;此外,差异表达的miRNA26个,19个上调,7个下调。(2)差异表达基因的GO及通路富集分析。我们通过DAVID数据库对上述筛选的差异表达基因进行GO及通路分析,结果显示,上调的差异表达基因主要富集在细胞周期,p53以及细胞外基质受体相互作用通路中。下调的差异表达基因主要富集在cAMP和AMPK信号通路中。(3)ceRNA调控网络的构建。本研究中,RNA和miRNA之间的相关系数是r<-0.3且p<0.05,作为可以形成ceRNA调节关系的筛选标准。随后,在TargetScan数据库中比较符合上述标准的DE-mRNA和DE-miRNA之间的关系,并且在miRanda数据库中比较DE-lncRNA和DE-miRNA之间的关系。基于以上分析,获得262个miRNA-mRNA对和14个lncRNA-miRNA对。随后,我们将这些关系对的文件合并,并使用Cytoscape对其进行可视化,从而构建ceRNA拓扑网络。(4)ceRNA网络中差异表达基因的GO和通路分析。通过Metascape数据库筛选20个富集最显著功能集。GO分析显示,生物进程中,生长调节,分泌调节和有丝分裂细胞周期相变显著富集。通路分析中,PPAR通路,蛋白消化吸收及脂肪细胞中的脂质讲解调节通路富集显著。(5)ceRNA网络节点的预后分析。我们对网络中14个lncRNA,11个miRNA和262个mRNA进行K-M生存分析(Survminer软件包)。最后,我们筛选出5个预后相关显著分子,TERT,TRIML2,PHBP4,has-mir-1-3p以及has-mir-133a-3p。(6)实时定量PCR显示TRIML2的表达在TNBC细胞系中显著高于正常乳腺细胞系。结论总之,我们的研究为更好的理解三阴性乳腺癌生物学中ceRNA网络提供了新认知,为改善三阴性乳腺癌的诊断和预后铺平了道路。