CN105602951B - 长链非编码rna loc284454的干扰制剂及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了长链非编码LOC284454的RNA干扰制剂及其应用。通过设计并合成靶向LOC284454的短发夹RNA(short‑hairpin RNA,shRNAs)序列，构建了靶向LOC284454的RNA干扰载体，转染到鼻咽癌细胞株中，在体外培养系统和裸鼠转移瘤体内模型中均证实靶向干扰LOC284454的表达可明显抑制鼻咽癌细胞的侵袭与转移能力。将LOC284454的RNA干扰载体负载到多聚赖氨酸修饰的硅纳米颗粒上制成纳米基因转运体，多聚赖氨酸修饰的硅纳米颗粒可保护LOC284454的RNA干扰载体免受核酸酶降解，延长作用时间，且有更高的转染效率。本发明为鼻咽癌的治疗提供了新的途径。

Description

长链非编码RNA LOC284454的干扰制剂及其应用

技术领域

本发明属于肿瘤分子生物学领域，具体涉及长链非编码RNA LOC284454的干扰制剂及其应用。

背景技术

人类基因组计划及其后续的DNA元件百科全书计划(The Encyclopedia of DNAElements Project,ENCODE)研究成果表明，蛋白编码基因序列仅占人类基因组序列的1-3％，而人基因组中绝大部分可转录的序列为长链非编码RNA(Long non-coding RNA,lncRNA)。LncRNA广泛地存在于各种生物中，且随着生物复杂程度的升高，基因组中lncRNA序列的比例也相应地增大，提示lncRNA在生物进化过程中有重要意义。随着lncRNA不断被发现，它们的功能逐渐被诠释，科学家们发现lncRNA广泛而活跃地参与到生命活动不同层面的功能调控中，作为一个崭新的领域，已经成为国际生命科学研究领域新的前沿与热点。

LncRNA可作为功能蛋白质的信号(signal)、诱导(guide)、诱饵(decoy)或支架(scaffold)分子等多种方式，在染色质重构、基因转录、翻译及蛋白修饰等多重水平调控基因的表达，并在包括发育、免疫、生殖等基本生理过程中扮演了不可替代的角色，更重要的是，lncRNA的表达与功能失调已经与包括恶性肿瘤在内的人类多种疾病紧密联系在了一起。因此，深入研究lncRNA的功能，揭示由lncRNA介导的遗传信息传递方式和表达调控网络，不仅可以从蛋白编码基因以外的角度重新注释和阐明基因组的结构与功能，深入发现生命活动的本质和规律，还有望从一个新的视角认识包括肿瘤在内的多种人类常见疾病的发病机理，并为这些疾病的诊断与治疗提供新的分子标志物与治疗靶点。

鼻咽癌是常见高发的头颈部恶性肿瘤，容易发生颈部淋巴结转移，预后较差。研究表明，这种肿瘤的发生发展是多基因参与、多步骤、多阶段的复杂过程，LncRNA在鼻咽癌的发生发展过程中可能也起到了重要的作用。最近我们发现lncRNA LOC284454(NCBIaccession number:NR_036515)在鼻咽癌组织和血清中表达上调，针对该lncRNA的检测制剂也可以用于鼻咽癌的辅助诊断。我们进一步增加样本，在112例有临床随访资料的鼻咽癌石蜡存档标本中，通过原位杂交(in situ hybridization)的方法检测了LOC284454的表达水平，发现LOC284454在鼻咽癌组织中表达上调，高表达LOC284454的鼻咽癌患者比低表达LOC284454的鼻咽癌患者预后差，因此针对该lncRNA的检测制剂也可以用于鼻咽癌的预后判断。

我们通过设计并合成靶向LOC284454的短发夹RNA(short-hairpin RNA,shRNAs)序列，构建了靶向LOC284454的RNA干扰载体，转染到鼻咽癌细胞株中，在体外培养系统和裸鼠转移瘤体内模型中均证实靶向干扰LOC284454的表达可明显抑制鼻咽癌细胞的侵袭与转移能力。将LOC284454的RNA干扰载体负载到多聚赖氨酸修饰的硅纳米颗粒上制成纳米基因转运体，多聚赖氨酸修饰的硅纳米颗粒可保护LOC284454的RNA干扰载体免受核酸酶降解，延长作用时间，且有更高的转染效率。

发明内容

针对上述现有技术，本发明的目的是提供长链非编码LOC284454的RNA干扰制剂及其应用。

长链非编码LOC284454的RNA干扰制剂包括构建的靶向长链非编码LOC284454的RNA干扰载体，该长链非编码RNA LOC284454的序列如SEQ NO:1所示。

构建所述的长链非编码LOC284454的RNA干扰载体所需的干扰靶点序列为以下三条中的任意一条或者几条：

shRNA-1：GACTCAGAATCAGACCTGTGT，

shRNA-2：GCATAGATAGGTGGGTGAGTG，

shRNA-3：GACACAAGCAGGTGTGCTTAG。

所述的RNA干扰制剂还包括阴性对照Scramble序列：5’-GACACGCGACTTGTACCAC-3’。

所述的长链非编码LOC284454的RNA干扰制剂，针对lncRNA干扰靶点序列，及Scramble序列，根据载体设计形成发夹结构的寡核苷酸单链及其反向互补序列，它们退火后即形成两端分别带限制性酶切位点粘性末端的DNA双链，用于连接载体。

所述的长链非编码LOC284454的RNA干扰制剂，所使用的原始载体为pSUPER。

具体需合成的各条寡核苷酸序列及它们配对退火后形成的DNA双链如下：

shRNA-1：

5’-GATCCCC GACTCAGAATCAGACCTGTGT TTCAAGAGA ACACAGGTCTGATTCTGAGTCTTTTTA-3’

3’-GGG CTGAGTCTTAGTCTGGACACA AAGTTCTCT TGTGTCCAGACTAAGACTCAGAAAAATTCGA-5’，

shRNA-2：

5’-GATCCCC GCATAGATAGGTGGGTGAGTG TTCAAGAGA CACTCACCCACCTATCTATGCTTTTTA-3’

3’-GGG CGTATCTATCCACCCACTCAC AAGTTCTCT GTGAGTGGGTGGATAGATACGAAAAATTCGA-5’，

shRNA-3：

5’-GATCCCC GACACAAGCAGGTGTGCTTAG TTCAAGAGA CTAAGCACACCTGCTTGTGTCTTTTTA-3’

3’-GGG CTGTGTTCGTCCACACGAATC AAGTTCTCT GATTCGTGTGGACGAACACAGAAAAATTCGA-5’，

Scramble

5’-GATCCCC GACACGCGACTTGTACCAC TTCAAGAGA GTGGTACAAGTCGCGTGTC TTTTTA-3’

3’-GGG CTGTGCGCTGAACATGGTG AAGTTCTCT CACCATGTTCAGCGCACAG AAAAATTCGA-5’。

所述的长链非编码LOC284454的RNA干扰载体构建:化学合成shRNA和对照Scramble序列的单链oligo序列，将合成好的oligo用oligo annealing buffer溶解成20μM，互补单链各取10μl混合；然后将oligo混合物在PCR仪中95℃加热5分钟，然后自然冷却至室温，形成双链oligo片段；

用Bgl II和Hind III双酶切pSUPER质粒，回收3.1kb的载体片段，将退火后的粘性末端的DNA和酶切回收的载体按照3:1的物质的量的比例混合，用T4连接酶，16℃连接过夜；转化E.coil感受态，挑选转化子，菌落PCR以及测序鉴定，再用ClaⅠ和EcoRⅠ酶切构建好的pSUPER质粒，2％的琼脂糖DNA凝胶电泳，以空白pSUPER为空白对照，判断插入了目的片段的阳性克隆，阳性克隆测序验证。

所述的长链非编码LOC284454的RNA干扰制剂的应用，用于制备抑制鼻咽癌细胞的侵袭与转移的制剂。

所述的抑制鼻咽癌细胞的侵袭与转移的制剂为多聚赖氨酸修饰的硅纳米颗粒，其运用OP-10、环己烷、氨水的微乳液自组装技术进行硅纳米颗粒的合成，并利用硅纳米颗粒的表面能和离子静电作用进行多聚赖氨酸表面修饰，制备得到。

所述的多聚赖氨酸修饰的硅纳米颗粒由以下方法制备得到：

1)将OP-10、环己烷和氨水混合，室温搅拌均匀后加入正硅酸异酯，继续搅拌至聚合完成，加入等体积丙酮，超声分散，离心，双蒸水洗涤三次，离心收集沉淀于80℃干燥，研细得粒径范围10-50nm的硅纳米颗粒；其中H₂O与OP-10及H₂O与正硅酸异酯的摩尔比为2～10、氨水浓度为1.6～28％、正硅酸异酯在环己烷中的摩尔浓度为0.1～3mol/L；

2)将硅纳米颗粒按0.1～10mg/ml重悬于0.6M NaCO₃溶液中，超声分散，离心，弃上清，再将沉淀物按0.1～10mg/ml重悬于pH 7.4的PBS中，超声分散，加多聚赖氨酸，终浓度为4～15nmol/mL，充分混匀，室温混摇；离心，弃上清，沉淀重悬于双蒸水中，得到多聚赖氨酸修饰的硅纳米颗粒。

本发明通过设计并合成靶向LOC284454的短发夹RNA(short-hairpin RNA,shRNAs)序列，构建了靶向LOC284454的RNA干扰载体，转染到鼻咽癌细胞株中，在体外培养系统和裸鼠转移瘤体内模型中均证实靶向干扰LOC284454的表达可明显抑制鼻咽癌细胞的侵袭与转移能力。将LOC284454的RNA干扰载体负载到多聚赖氨酸修饰的硅纳米颗粒上制成纳米基因转运体，多聚赖氨酸修饰的硅纳米颗粒可保护LOC284454的RNA干扰载体免受核酸酶降解，延长作用时间，且有更高的转染效率。本发明为鼻咽癌的治疗提供了新的途径。

附图说明

图1为荧光定量PCR检测发现LOC284454在鼻咽癌中表达上调情况；

实时荧光定量PCR技术验证lncRNA LOC284454在鼻咽癌(27例)和慢性炎症鼻咽上皮组织(9例)中的表达情况，LOC284454表达显著上调(P＝0.0056)；

图2为LOC284454在鼻咽癌患者血清中同样表达上调情况；

实时荧光定量PCR技术检测lncRNA LOC284454在鼻咽癌患者血清(77例)和正常人血清(14例)中的表达情况；LOC284454在鼻咽癌患者血清中的表达比正常人血清中显著提高。

图3为原位杂交检测LOC284454在鼻咽癌及正常鼻咽上皮中的表达情况；

LOC284454在正常鼻咽上皮(NPE)中表达水平较低，40例正常鼻咽上皮中仅有6例(15％)中检测到有LOC284454的低表达，在其余34例中检测不到；而在112例鼻咽癌组织中有89例鼻咽癌(79.5％)中检测到有LOC284454的表达，其中71例为高表达，18例为低表达，其余的23例鼻咽癌组织中未检测到LOC284454的表达；P<0.001。

图4为鼻咽癌组织中LOC284454高表达患者预后差，更易复发和转移；

鼻咽癌中LOC284454的高表达与鼻咽癌患者的不良预后相关，即LOC284454高表达的患者总的生存时间(Over-all survival，OS)和无病生存时间(Deases-free sruvival，DFS)要明显低于LOC284454低表达或不表达的患者。LOC284454在鼻咽癌(NPC)中的表达与患者复发(C)及远处转移(D)密切相关，LOC284454表达高的患者更容易复发，LOC284454远处转移的能力更强。

图5为在鼻咽癌细胞中导入LOC284454的干扰载体，可显著抑制LOC284454在鼻咽癌细胞中的表达；

在鼻咽癌细胞系5-8F、HNE2和HK1中导入靶向LOC284454的干扰载体(sh-1，sh-2，sh-3)后，实时荧光定量PCR方法检测了鼻咽癌细胞中LOC284454的表达情况，LOC284454的表达均受到明显的抑制。阴性对照(NC)为Scramble干扰载体。

图6为在鼻咽癌细胞中导入LOC284454的干扰载体抑制LOC284454表达后，细胞侵袭能力降低；

细胞穿膜(transwell)实验证实，在鼻咽癌细胞系5-8F、HNE2和HK1中转入靶向LOC284454的干扰载体，抑制LOC284454的表达后，能穿过基质胶膜的鼻咽癌细胞数目显著减少，表明细胞侵袭能力降低。

图7为在鼻咽癌细胞中导入LOC284454的干扰载体抑制LOC284454表达后，细胞迁移能力降低；

细胞划痕实验证实，在鼻咽癌细胞系5-8F、HNE2和HK1中转入靶向LOC284454的干扰载体，抑制LOC284454的表达后，鼻咽癌细胞从划痕两边往划痕中央迁移速度明显减慢，划痕愈合的时间延长，表明细胞运动迁移能力降低。

图8为动物实验进一步证实干扰LOC284454的表达可抑制鼻咽癌细胞的转移能力；

在鼻咽癌细胞5-8F中转入shRNA干扰载体抑制LOC284454表达后，经尾静脉将鼻咽癌细胞注射到裸鼠体内，观察肺转移情况，发现与对照组(NC)相比，shRNA敲低LOC284454表达的5-8F细胞肺转移灶的数目变少(图8A、C)，转移灶的体积变小(图8B、D), P < 0.05，表明鼻咽癌细胞的转移能力受到明显抑制。

具体实施方式

以下结合具体实施方式进一步说明本发明，而非限制本发明。

实施例1，实时荧光定量PCR法检测发现LOC284454在鼻咽癌中表达上调

1.材料与方法：

收集9例慢性鼻咽上皮组织和27例鼻咽癌组织，抽提总RNA，1μg RNA经逆转录成cDNA后，进行实时荧光定量PCR。LOC284454正向引物为5’-TTCCTAGCAGCCAGTTACCC-3’如SEQNO:2所示，和反向引物5’-CTCCCGGCAAGTTAGAAAGC-3’如SEQ NO:3所示。

用于对照的GAPDH正向引物为5’-ACCACAGTCCATGCCATCAC-3’如SEQ NO:4所示，和反向引物5’-TCCACCACCCTGTTGCTGTA-3’，如SEQ NO:5所示。

实时荧光定量PCR反应体系

实时荧光定量PCR反应步骤

1 94℃ 5min

2 95℃ 10 sec

3 58℃ 30 sec

4 72℃ 20 sec

5 Plate read

6 82℃ 30 sec

7 Plate read

8 Go to step 2 for more 39 times

9 Perform melting curve from 55.0℃ to 95.0℃，read every 0.2℃，holdfor 1 sec

反应结束后确认实时荧光定量PCR的扩增曲线和熔解曲线，各基因的表达强度根据CT值(threshold cycle values)、内参基因(GAPDH)标化后，采用group t-test检验计算P值。

2.结果

LOC284454在正常对照组织中不表达或者表达很低，而在鼻咽癌组织中高表达P<0.001(图1)

实施例2，实时荧光定量PCR法检测证实LOC284454在鼻咽癌患者血清中表达上调

1.材料与方法：

使用BD 10ml血浆采集管(EDTA抗凝管)采集收集14例正常人和77例鼻咽癌患者静脉空腹血约8ml，轻轻颠倒3次，1h内离心，×1600g，10min，4℃；冰上小心吸取上层血浆至新的离心管，编号、标记，-80℃保存。

血浆中抽提总RNA利用血浆核酸抽提试剂盒QIAamp Circulating Nucleic AcidKit(Catalog no. 55114，Qiagen公司)抽提，具体步骤如下：

(1)吸取300ul蛋白酶K至50ml离心管。

(2)加3ml血浆至离心管。

(3)加2.4ml carrier-ACL mix至离心管，盖好管帽，涡旋振荡30s混匀。

(4)将离心管放到水浴箱中60℃孵育30min。

(5)从水浴箱中取出离心管，旋开管盖。加入5.4ml ACB缓冲液至离心管，关闭管盖，涡旋震荡20s，充分混匀。

(6)将离心管置于冰上孵育10min。由于荧光实时定量PCR需要参照，血清循环RNA检测过程中无公认可靠的内参基因(管家基因)，因此我们选择往3ml血浆中加入1ng无关质粒pGL3(购自Promega公司)作对照。

(7)采用真空抽吸方法纯化血清核酸(包括血清中的RNA及加入的pGL3质粒DNA)：组装好20ml延长管，mini柱和真空连接器，打开真空泵，待到全部裂解液通过mini柱(约10分钟)，关闭真空泵，将压力释放到0，卸下并丢弃延长管。

(8)加600ul ACW1缓冲液到mini柱，维持mini柱盖子呈打开状态，打开真空泵，待到ACW1完全通过mini柱，关闭真空泵，将压力释放到0。(第一遍洗涤，去除杂质，纯化mini膜上的核酸)

(9)加750ul ACW2缓冲液到mini柱，维持mini柱盖子呈打开状态，打开真空泵，待到ACW2完全通过mini柱，关闭真空泵，将压力释放到0。(第二遍洗涤，去除杂质，纯化mini膜上的核酸)

(10)加750ul 100％乙醇至mini柱，维持mini柱盖子呈打开状态，打开真空泵，待到乙醇完全通过mini柱，关闭真空泵，将压力释放到0。(第三遍洗涤，去除杂质，纯化mini膜上的核酸)

(11)关闭mini柱的盖子，将mini柱卸下来，丢弃连接器，将mini柱放到干净的2ml收集管，20,000x g离心3min。(去除残留的乙醇)

(12)将mini柱放到一个新的2ml收集管，打开管盖，放到水浴箱中56℃孵育10min，直到mini膜完全干燥。将mini柱放到一个干净的1.5ml洗脱管，丢弃上一步的2ml收集管，加入20ul AVE缓冲液(不含carrier RNA)至mini膜的中央，关上盖子，室温孵育3min。20,000xg离心1min，洗脱纯化的核酸。

1μg RNA经逆转录成cDNA后，进行实时荧光定量PCR。LOC284454正向引物为5’-ATCCCCAACTCTGCAACTGG-3’如SEQ NO:6所示，和反向引物5’-ACACAGCTGGCTTCCCTTTT-3’如SEQ NO:7所示。

用于对照的质粒pGL3正向引物为5’-TCCATCTTGCTCCAACACCC-3’如SEQ NO:8所示，和反向引物5’-TCGTCTTTCCGTGCTCCAAA-3’，如SEQ NO:9所示。

进行反转录得cDNA，取cDNA为模板，加入SEQ ID NO：6、7、8、9所示的引物以及PCR反应液，进行PCR扩增，检测样本阈值Cq；同时，pGL3质粒DNA液10倍梯度稀释，作为校对样本，在每个PCR反应板中进行检测，记录Cq值；内参pGL3质粒PCR扩增；实时荧光定量PCR反应体系

实时荧光定量PCR反应步骤

1 95℃ 30sec

2 95℃ 5sec

3 60℃ 30sec

4 Go to step 2for more 35times

5 Perform melting curve from 55.0℃to 95.0℃，read every 0.2℃，holdfor 1sec

制作标准曲线：上述检测完成后，拷贝数以10为底取对数作为横坐标，Cq值为纵坐标作图，绘制标准曲线，计算斜率S，然后根据公式E＝10^(-1/S)-1，计算扩增效率E；

计算：选中样本和校对样本检测孔，应用实时荧光定量PCR仪的随机软件得出样本阈值Cq(T)和校对样本阈值Cq(C)，根据公式Q＝(E+1)^-△Cq，△Cq＝[Cq(T)-Cq(C)]，得出基因的校正起始拷贝数Q；将LOC284454的Q值与pGL3质粒的Q值的几何平均数相比，得到LOC284454的相对表达量，采用unpaired t-test检验计算P值。

2.结果

LOC284454在正常人血清中不表达或者表达很低，而在鼻咽癌患者血清中高表达P<0.001(图2)。

实施例3，原位杂交检测发现LOC284454在鼻咽癌中的表达与患者预后相关

1.材料方法

1.1设计并合成杂交探针

为了采用原位杂交方法检测LOC284454的表达情况，我们设计了针对原位杂交检测LOC284454表达的寡核苷酸探针及阳性对照两组原位杂交寡核苷酸探针各3条。

用于原位杂交检测LOC284454表达的寡核苷酸探针：

LOC284454探针1：5’-GACCGGAAAATAACAAACAAAAACTCTGCCTCAG-3’如SEQ NO:10所示，

LOC284454探针2：5’-GTGATAGAACTTTAGTCTACCCTCCTCCGAAAAA-3’如SEQ NO:11所示，

LOC284454探针3：5’-GTACAGACAACAAGTTCATTTATTTTCAACGGGAC-3’如SEQ NO:12所示。

阳性对照探针(检测看家基因GAPDH)：

GAPDH探针1：5'-CCACTTTACCAGAGTTAAAAGCAGCCCTGG-3'，如SEQ NO:13所示，

GAPDH探针2：5'-CAGTAGAGGCAGGGATGATGTTCTGGAGAG-3'，如SEQ NO:14所示，

GAPDH探针3：5'-GTCAGAGGAGACCACCTGGTGCTCAGTGTA-3'，如SEQ NO:15所示。

采用化学合成方法合成上述设计的各基因特异性寡核苷酸探针序列。

1.2寡核苷酸探针标记试剂盒和原位杂交检测试剂

地高辛寡核苷酸加尾试剂(Dig Oligonucleitide Tailing Kit 2^nd Generation，Roche公司)，抗地高辛-辣根过氧化物酶复合物检测试剂盒(Anti-Digoxigenin-POD，Fabfragments，Roche公司)，增强原位表达检测信号的TSA信号放大系统(TSA^TM BiotinSystem，NEL700试剂盒，PerkinElmer公司)，DAB染色试剂盒(北京中山公司)，20x柠檬酸钠缓冲溶液(saline sodium citrate,SSC)，硫酸葡聚糖(Dextran sulphate)，去离子甲酰胺(Deionized Formamide)，多聚腺苷酸(polyadenylic acid，Poly A)，多聚脱氧腺苷酸(polydeoxyadenylic acid，Poly dA)，变性剪切的蛙精DNA(denatured and shearedsalmon sperm DNA，ssDNA)，酵母转运RNA(yeast t-RNA，tRNA)，二硫苏糖醇(DTT)，50x邓罕氏缓冲液(Denhardts’s solution)，磷酸缓冲液(PBS buffer)，胃蛋白酶K，牛血清白蛋白(BSA)，三乙醇胺(TEA)，TNB Buffer(0.1M Tris-HCl，pH7.5，0.15M NaCL，0.5％BlockingReagent)，TNT Buffer(0.1M Tris-HCl，pH7.5，0.15M NaCL，0.05％Tween 20)，醋酸酐，阻断试剂(Blocking reagent agent，Roche公司)。

1.3其他主要试剂和材料

无水乙醇、90％酒精、70％酒精、50％酒精、松节油、双蒸水、PBS缓冲液(pH7.2～7.4，NaCl 137mmol/L，KCl 2.7mmol/L，Na₂HPO₄4.3mmol/L，KH₂PO₄1.4mmol/L)；3％甲醇-双氧水溶液(80％甲醇和30％双氧水配置)；0.01mol/L柠檬酸盐缓冲液(citrate buffer,CB，pH6.0±0.1，9ml 0.1M柠檬酸溶液和41ml 0.1M柠檬酸钠溶液加入450ml蒸馏水中临时配置后再校正工作液pH值)；0.1％胰蛋白酶；苏木素；1％盐酸酒精(1ml浓盐酸+99ml 70％酒精配置)；封片胶(PTS Cure MountⅡ)；专用盖玻片(480×240mm²)定制于郑州玻璃仪器厂。Leica低熔点(58℃)石蜡，国产蜂蜡，无水酒精，二甲苯，10％中性多聚甲醛(0.01mol/L,pH7.4，DEPC双蒸水和PBS缓冲液配制)，苏木素，伊红，中性封片树胶，盖玻片，载玻片。1.4标记探针

利用3-tailing DIG Olignucleutide Kit进行寡核苷酸探针标记，反应体系如下。

100pmol oligonucleotide+ddH₂O ＝9μl(control:control oligonucleutide 5μl+ddH₂O 4μl)

Reaction buffer 4μl

Cocl₂ 4μl

Dig-dUTP 1μl

dATP 1μl

Terminal transferase 1μl

混匀，稍离心。37℃水浴反应30min，加2μl EDTA(0.2M，PH8.0)中止反应。

1.5寡核苷酸探针标记后纯化

为了增加标记探针的纯度，需对已标记的探针进行纯化，具体操作如下：

1)探针反应混合物(22μl)+2.5μl 4M LiCL+75μl 100％冷乙醇(-20℃).

2)-70℃沉淀60min，or-20℃ 2h。

3)13.000×g 4℃离心15min。

4)弃上清，用50μl冰冷的70％(V/V)乙醇洗涤。

5)13.000xg 4℃，离心5min。

6)弃上清，真空4℃干燥。

7)用无菌双蒸水重溶探针。

1.6原位杂交检测存档石蜡切片中LOC284454的表达

石蜡切片杂交前处理

1)4℃保存的石蜡切片置于58℃烤片30min，熔化表面石蜡。

2)二甲苯依次脱蜡3×5min。

3)梯级酒精洗涤，100％酒精2×2min→95％酒精1×5min→70％酒精1×5min→50％酒精1×5min→DEPC水洗涤2×3min→DEPC-PBS洗涤2×5min。

4)滴加300μl胃蛋白酶K(10μg/ml)于切片上，37℃消化20min。

5)切片入PBS(0.1M PBS+2mg/ml谷氨酸)洗涤1min，中止反应。

6)切片入0.2N HCL，于37℃反应20-30min，增加组织的通透性。

7)切片用4％多聚甲醛(0.1M PBS溶解)后固定10min，室温。

8)为了增加组织阳性杂交强度，对切片进行乙酰处理。切片入0.25％乙酸酐BufferⅠ(0.1M三乙醇胺)，室温10min。

9)1M PBS洗涤2×5min。

预杂交和杂交

预杂交：-20℃保存的预杂交液，先置于37℃孵育60min，预杂交液的用量为50μl，石蜡膜履盖切片，37℃湿盒中预杂交2小时。(预杂交液成份包括：2XSSC，10％Dextransulphate，1X Denhardt’s solution，50mM Phosphate Buffer(PH 7.0)，50mM DTT，250μl，100μg/ml poly A，5μg/ml poly dA，250μg/ml yeast t-RNA，500μg/ml ssDNA，47％Deionized formamide)。

1)移去石蜡膜，甩掉预杂交液，切片置于2×SSC中5min。

2)杂交反应：37℃杂交过夜(18-20h)。每一切片加入250μl杂交液并用石蜡膜履盖。预杂交液中加入相应的探针就成为杂交液。杂交液在预杂交时配制，放置37℃孵育，使探针充分溶解于杂交液中，本实验用多条寡核苷酸探针混合，按每一探针500ng/ml浓度配制成探针杂交液。地高辛加尾标记试剂盒标记探针浓度计算依据：每一探针的浓度按其与阳性定量探针时检测反应时显色进行比对和100pmol 30个碱基的裸探针标记反应理论探针产量为900ng两种标准进行综合计算出标记探针的浓度。

3)杂交后洗涤，切片浸入2×SSC，10min，揭去石蜡膜。依次于摇床上摇动洗涤，2×SSC(0.5％SDS)，2×15min→0.25×SSC(0.5％SDS)，2×15min。

杂交后显色检测反应

1)采用Anti-Digoxigenin-POD检测地高辛探针与mRNA结合复合物；TSA放大系统增强原位杂交反应显色反应的阳性信号，DAB显色。

2)切片转至TNT缓冲液中，3×5min。

3)滴加TNB阻断缓冲液，300μl/TMAs，室温，30min。

4)吸去多余阻断剂，1:100稀释的Anti-Digoxigenin-POD(TBS+0.1％Triton X-100+1％阻断剂)，室温4小时。

5)TNT Buffer(0.1M Tris-CL，pH7.5，0.15M NaCL，0.05％Tween 20)洗涤，3x5min。

6)切片上滴加信号放大试剂Biotinyl Tyamid，300μl/TMAs，(Biotinyl Tyramid贮存液：Biotinyl Tyramid溶解于0.2ml DMSO，Biotinyl Tyramid工作液：1×稀释液，1:50稀释Biotinyl Tyramid贮存液)，室温10分钟。

7)TNT洗，3×5min。

8)切片滴加SA-HRP(链霉卵白素-辣根过氧化物酶)，300μl/TMAs，室温30min。

9)TNT洗，3×5min。

10)蒸溜水洗涤，1×1min。

11)DAB显色，显微镜下控制显色反应。

12)苏木素复染，

13)酒精梯级脱水，切片干燥。

14)滴加封片胶，相应规格的盖玻片盖片，紫外灯下交联切片1min。

1.7结果判断及标准

应用光学显微镜分别在低倍和高倍镜下进行观察，首先观察目标RNA的阳性表达信号在观察目标细胞内的定位：位于细胞核、细胞浆或细胞膜。

再分别以该检测RNA表达部位阳性信号的强度和阳性表达的细胞数两种标准进行综合评分，判断标准为：(1)依据阳性细胞染色强度判断：a.细胞无染色，记0分；b.细胞染成浅棕色为弱阳性，记1分；c.细胞染成棕色且无背景着色，或细胞染成深棕色并有浅棕色背景为中等阳性，记2分；d.细胞染成深棕色且无背景着色为强阳性，记3分。(2)依据阳性细胞表达数计分：a.无阳性细胞表达，记0分；b.阳性表达细胞数≤25％，记1分；c.25％＜阳性细胞数＜50％，记2分；d.阳性表达细胞数≥50％，记3分。

为了尽量降低评分结果的主观因素，由两位病理学专家分别按上述标准之一各自进行判断和评分，再将两者评分相乘，结果为：①0分者最终计为0分，认为阴性表达；②1分和2分者最终计为1分，认为弱阳性表达；③3分和4分者最终计为2分，认为中等阳性表达；④6分到9分者最终计为3分，认为强阳性表达。

1.8分析和统计软件

应用SPSS13.0统计软件对实验结果进行统计学分析，两两比较用χ²test或Fisherexact test，相关性分析采用Spearmen correlation方法；P＜0.05即差异有统计学意义。生存曲线分析采用Kaplan-Meier method及log-rank test；多变量分析采用Cox’sproportional hazards model；P＜0.05即差异有统计学意义。

2结果

2.1 LOC284454在鼻咽癌中的表达比正常对照组织中的表达显著升高

LOC284454在79.5％的鼻咽癌组织中(79/112例)有表达，而仅在17.6％(34例慢性炎症上皮组织样本中的6例)的正常鼻咽上皮组织中有表达(图3)，两者之间具有明显的统计学差异(P<0.001)。

2.2 LOC284454高表达的鼻咽癌患者预后较差

我们对112例鼻咽癌患者进行了电话随访，详细询问了他们的首发时间、治疗情况、有无复发、有无再患其他疾病、复发及死亡时间等，并登记了生存时间和状态，并对鼻咽癌组织中LOC284454的表达与病人的生存时间和状态进行的生存分析，发现LOC284454高表达患者总的生存时间和无病生存时间均明显短于LOC284454低表达或不表达的患者(图4)。说明LOC284454是一个与鼻咽癌预后相关的分子标记，该lncRNA表达高，病人预后差。

实施例4，构建shRNA载体干扰LOC284454的表达

1.材料方法

1.1试剂及试剂盒

限制性内切酶Hind III、Bgl II、EcoR I及Cla I，T4DNA连接酶等购自TakaRa公司；

TRIZOL^TM Reagent(Invitrogen)；

质粒抽提试剂盒(#D6943-01，OMEGA)；

胶回收试剂盒(#M5212，OMEGA)；

逆转录试剂盒(#A3500，Promega)；

抗生素G418(Ameresc)。

1.2 shRNA的设计

首先将LOC284454序列输入Invitrogen公司的Block-It RNAi designer软件，寻找该lncRNA的shRNA最佳靶点，挑选最佳的3条相应的靶点序列如下：

shRNA-1：GACTCAGAATCAGACCTGTGT如SEQ NO:16所示，

shRNA-2：GCATAGATAGGTGGGTGAGTG如SEQ NO:17所示，

shRNA-3：GACACAAGCAGGTGTGCTTAG如SEQ NO:18所示，

以广泛使用的在人类基因组中没有任何靶点的Scramble序列作为阴性对照，其序列如下：

Scramble：5’-GACACGCGACTTGTACCAC-3’如SEQ NO:19所示。

针对这3条lncRNA靶点序列，及Scramble序列，根据OligoEngine公司pSUPER载体说明书，设计可形成发夹结构的寡核苷酸单链及其反向互补序列，它们退火后即可形成两端分别带限制性酶切位点BglII和HindIII粘性末端的DNA双链。具体需合成的各条寡核苷酸序列及它们配对退火后形成的DNA双链如下：

shRNA-1：

5’-GATCCCC GACTCAGAATCAGACCTGTGT TTCAAGAGA ACACAGGTCTGATTCTGAGTCTTTTTA-3’

3’-GGG CTGAGTCTTAGTCTGGACACA AAGTTCTCT TGTGTCCAGACTAAGACTCAGAAAAATTCGA-5’

如SEQ NO:20、21所示，

shRNA-2：

5’-GATCCCC GCATAGATAGGTGGGTGAGTG TTCAAGAGA CACTCACCCACCTATCTATGCTTTTTA-3’

3’-GGG CGTATCTATCCACCCACTCAC AAGTTCTCT GTGAGTGGGTGGATAGATACGAAAAATTCGA-5’

如SEQ NO:22、23所示，

shRNA-3：

5’-GATCCCC GACACAAGCAGGTGTGCTTAG TTCAAGAGA CTAAGCACACCTGCTTGTGTCTTTTTA-3’

3’-GGG CTGTGTTCGTCCACACGAATC AAGTTCTCT GATTCGTGTGGACGAACACAGAAAAATTCGA-5’。

如SEQ NO:24、25所示，

Scramble

5’-GATCCCC GACACGCGACTTGTACCAC TTCAAGAGA GTGGTACAAGTCGCGTGTC TTTTTA-3’

3’-GGG CTGTGCGCTGAACATGGTG AAGTTCTCT CACCATGTTCAGCGCACAG AAAAATTCGA-5’

如SEQ NO:26、27所示。

两条互补配对的DNA退火后，左边是限制性内切酶Bgl II的粘性末端，右边是HindIII的粘性末端。

1.3shRNA载体构建

化学合成上述4个shRNA对应的8条单链oligo序列，将合成好的oligo用oligoannealing buffer溶解成20μM，互补单链各取10μl混合。然后将oligo混合物在PCR仪中95℃加热5分钟，然后自然冷却至室温，形成双链oligo片段。

用Bgl II和Hind III双酶切pSUPER质粒，回收3.1kb的载体片段，将退火后的粘性末端的DNA和酶切回收的载体按照3:1的物质量的比例混合，用T4连接酶，16℃连接过夜。转化E.coil感受态，挑选转化子，菌落PCR以及测序鉴定，再用ClaⅠ和EcoRⅠ酶切构建好的pSUPER质粒，2％的琼脂糖DNA凝胶电泳，以空白pSUPER为空白对照，判断插入了目的片段的阳性克隆，阳性克隆测序验证后用于干扰细胞内LOC284454的表达。

1.4细胞培养与转染

鼻咽癌细胞系5-8F、HNE2和HK1购自中南大学细胞中心，细胞培养所用RPMI 1640培基和胎牛血清，及消化细胞所用的胰蛋白酶均为美国Gibco公司产品。

将生长状态良好的鼻咽癌细胞系5-8F、HNE2和HK1按2×10⁵个细胞/孔接种于6孔板中，将6孔板置于37℃，5％CO₂培养箱中，待培养细胞生长至50-70％密度即可开始shRNA表达载体的转染；转染过程如下：

在无菌EP管中加入3μl的lipofectamine 3000于100μl无血清培养基中混匀静置5min；

将构建的shRNA表达载体加入100μl无血清培养基中；然后与上述包含lipofectamine的100μl无血清培养基温和混匀，室温静置30分钟，使DNA与脂质体形成复合体；

用D-Hank's液洗涤细胞3次；

将上述混合物中加入800μl无血清培养基(无抗生素)，温和混匀后加入6孔板中的1个孔；

将6孔板置于CO₂培养箱中，37℃培养6小时，然后弃上清，加入完全培养基继续培养48小时。

1.5实时定量PCR检测shRNA干扰lncRNA表达的效果：

将各种shRNA载体转染后的鼻咽癌细胞抽提总RNA，2μg RNA经逆转录成cDNA后，进行实时荧光定量PCR。LOC284454引物为5’-TTCCTAGCAGCCAGTTACCC-3’，和5’-CTCCCGGCAAGTTAGAAAGC-3’。

用于对照的GAPDH引物为5’-ACCACAGTCCATGCCATCAC-3’和5’-TCCACCACCCTGTTGCTGTA-3’。

实时荧光定量PCR反应体系

实时荧光定量PCR反应步骤

1 94℃ 5min

2 95℃ 10sec

3 58℃ 30sec

4 72℃ 20sec

5 Plate read

6 82℃ 30sec

7 Plate read

8 Go to step 2for more 39times

9 Perform melting curve from 55.0℃to 95.0℃，read every 0.2℃，holdfor 1sec

反应结束后确认实时荧光定量PCR的扩增曲线和熔解曲线，各基因的表达强度根据CT值(threshold cycle values)、内参基因(GAPDH)标化后，采用group t-test检验计算P值。

2.结果

这三个shRNA载体转染鼻咽癌细胞5-8F、HNE2和HK1后，均可显著下调鼻咽癌细胞中LOC284454的表达水平(图5)。

实施例5，制备荷载shRNA干扰载体的纳米颗粒抑制鼻咽癌细胞中LOC284454的表达

1.材料方法

1.1制备多聚赖氨酸包被的硅纳米颗粒

多聚赖氨酸包被的硅纳米颗粒是运用OP10/环己烷/氨水微乳液自组装技术进行硅纳米颗粒(silica nanoparticle,SiNP)的合成，并利用硅纳米颗粒的表面能和通过离子静电作用，制备多聚赖氨酸修饰的硅纳米颗粒；所述的纳米颗粒可以由以下方法制备得到：

1)将OP-10、环己烷和氨水混合，室温搅拌均匀后加入正硅酸异酯(TEOS)，继续搅拌至聚合完成，加入等体积丙酮，超声分散，离心，双蒸水洗涤三次，离心收集沉淀于80℃干燥，研细得硅纳米颗粒(SiNP)。其中H₂O与OP-10及H₂O与TEOS的摩尔比为2～10、氨水浓度为1.6～28％、TEOS在环己烷中的摩尔浓度为0.1～3mol/L。

2)将SiNP按0.1～10mg/ml重悬于0.6M NaCO₃溶液中，超声分散，离心，弃上清，再将沉淀物按0.1～10mg/ml重悬于PBS(pH 7.4)中，超声分散，加多聚赖氨酸(终浓度为4～15nmol/mL)，充分混匀，室温混摇；离心，弃上清，沉淀重悬于双蒸水中，得到多聚赖氨酸修饰的硅纳米颗粒。

将多聚赖氨酸修饰的硅纳米颗粒超声分散，按质量比5～30:1与实施例3中所述的靶向LOC284454的RNA干扰载体混合，室温静置使其结合。

1.2细胞培养与转染

将生长状态良好的鼻咽癌细胞5-8F、HNE2和HK1按2×10⁵个细胞/孔接种于6孔板中，将6孔板置于37℃，5％CO₂培养箱中，待培养细胞生长至50-70％密度即可开始LOC284454真核表达载体的转染；转染过程如下：

在无菌EP管中加入100μl制备好的携带LOC284454真核表达质粒的多聚赖氨酸修饰的硅纳米颗粒悬液，与100μl无血清培养基温和混匀；用D-Hank's液洗涤细胞3次；将上述混合物中加入800μl无血清培养基(无抗生素)，温和混匀后加入6孔板中的1个孔；将6孔板置于CO₂培养箱中，37℃培养6小时，然后弃上清，加入完全培养基继续培养过夜。用携带Scramble序列的多聚赖氨酸修饰的硅纳米颗粒作为实验对照。

1.3细胞穿膜实验

细胞穿膜((Transwell)实验是验证肿瘤细胞侵袭能力的实验方法。Transwell小室(孔径8μm)及基质胶(Matrigel)购自美国BD公司，4％多聚甲醛固定液、结晶紫染液(0.1％g/ml)购自Sigma公司。将Matrigel按1:8稀释，包被在Transwell小室底部膜的上室面，置37℃30分钟使Matrigel聚合成凝胶。使用前按BD公司说明书进行基质胶膜水化。

在每个Transwell小室上层加入无血清培养基和1×10⁵个转染了LOC284454shRNA干扰载体或对照载体(Scramble)的鼻咽癌细胞，在Transwell小室下层加入含20％胎牛血清的培养基。细胞继续培养36小时后，用4％多聚甲醛固定液固定，结晶紫染色，用棉签轻轻擦掉上层未迁移细胞，用PBS洗3遍。在显微镜下观察穿过基质胶膜的鼻咽癌细胞。

1.4细胞划痕实验

细胞划痕实验是验证肿瘤细胞迁移能力的实验方法。转染了LOC284454shRNA干扰载体或对照载体(Scramble)的鼻咽癌细胞接种于6孔板，待细胞密度达到90％时，用200ulpipet在每个6孔板中划一条直线(划痕)，随后在0、8、12、16、24、32、48小时等各个时间点(视不同细胞迁移能力而定)在显微镜下观察划痕愈合情况，拍照，并计算各组细胞迁移速度。

2.结果

2.1在鼻咽癌细胞中导入LOC284454的干扰载体抑制LOC284454后，细胞侵袭能力降低

细胞穿膜(Transwell)实验证实，在鼻咽癌细胞系5-8F、HNE2和HK1中转入靶向LOC284454的干扰载体，抑制LOC284454的表达后，能穿过基质胶膜的鼻咽癌细胞数目显著减少，表明细胞侵袭能力降低(图6)。

2.2在鼻咽癌细胞中导入LOC284454的干扰载体抑制LOC284454表达后，细胞迁移能力降低

细胞划痕实验证实，在鼻咽癌细胞系5-8F、HNE2和HK1中转入靶向LOC284454的干扰载体，抑制LOC284454的表达后，鼻咽癌细胞从划痕两边往划痕中央迁移的速度减慢，划痕愈合的时间延长，表明细胞运动迁移能力降低(图7)。

实施例6，裸鼠转移瘤模型证实抑制LOC284454的表达可以抑制鼻咽癌细胞的转移能力

1.材料与方法

10只雄性BALB/C裸鼠，4周龄，重量为19±2g，购买于上海斯莱克实验动物有限公司。所有裸鼠均质检合格，在中南大学实验动物部于无特定病原体(SPF)条件下饲养。LOC284454干扰载体构建及多聚赖氨酸修饰的硅纳米颗粒的制备、细胞培养与转染等同实施例4。转染LOC284454干扰载体或Scramble载体(NC)的5-8F细胞各取1×10⁶个，经尾静脉注入裸鼠体内(5只每组)，10周后处死裸鼠，观察鼻咽癌细胞的转移情况(主要转移到裸鼠肺中)。

2.结果

动物实验进一步证实干扰LOC284454的表达可抑制鼻咽癌细胞的转移能力(图8)。与对照组(NC)相比，敲低LOC284454的5-8F细胞肺转移灶的数目(图8A、C,P<0.05)变少，转移灶的体积变小(图8B、D)，表明鼻咽癌细胞的转移能力受到明显抑制。

Claims (9)

1.长链非编码LOC284454的RNA干扰制剂的应用，其特征在于，用于制备抑制鼻咽癌细胞的侵袭与转移的制剂；所述的干扰制剂包括构建的靶向长链非编码LOC284454的RNA干扰载体，该长链非编码RNA LOC284454的序列如SEQ NO:1所示。

2.根据权利要求1所述的长链非编码LOC284454的RNA干扰制剂的应用，其特征在于，构建所述的长链非编码LOC284454的RNA干扰载体所需的干扰靶点序列为以下三条中的任意一条或者几条：

shRNA-1：GACTCAGAATCAGACCTGTGT，

shRNA-2：GCATAGATAGGTGGGTGAGTG，

shRNA-3：GACACAAGCAGGTGTGCTTAG。

3.根据权利要求1所述的长链非编码LOC284454的RNA干扰制剂的应用，其特征在于，所述的RNA干扰制剂还包括阴性对照Scramble序列：5’-GACACGCGACTTGTACCAC-3’。

4.根据权利要求1所述的长链非编码LOC284454的RNA干扰制剂的应用，其特征在于，

针对lncRNA干扰靶点序列，及Scramble序列，根据载体设计形成发夹结构的寡核苷酸单链及其反向互补序列，它们退火后即形成两端分别带限制性酶切位点粘性末端的DNA双链，用于连接载体。

5.根据权利要求4所述的长链非编码LOC284454的RNA干扰制剂的应用，其特征在于，所使用的原始载体为pSUPER。

6.根据权利要求4所述的长链非编码LOC284454的RNA干扰制剂的应用，其特征在于，

具体需合成的各条寡核苷酸序列及它们配对退火后形成的DNA双链如下：

shRNA-1：

5’-GATCCCC GACTCAGAATCAGACCTGTGT TTCAAGAGA ACACAGGTCTGATTCTGAGTC TTTTTA-3’

3’-GGG CTGAGTCTTAGTCTGGACACA AAGTTCTCT TGTGTCCAGACTAAGACTCAG AAAAATTCGA-5’，

shRNA-2：

5’-GATCCCC GCATAGATAGGTGGGTGAGTG TTCAAGAGA CACTCACCCACCTATCTATGC TTTTTA-3’

3’-GGG CGTATCTATCCACCCACTCAC AAGTTCTCT GTGAGTGGGTGGATAGATACG AAAAATTCGA-5’，

shRNA-3：

5’-GATCCCC GACACAAGCAGGTGTGCTTAG TTCAAGAGA CTAAGCACACCTGCTTGTGTC TTTTTA-3’

3’-GGG CTGTGTTCGTCCACACGAATC AAGTTCTCT GATTCGTGTGGACGAACACAG AAAAATTCGA-5’，

Scramble

5’-GATCCCC GACACGCGACTTGTACCAC TTCAAGAGA GTGGTACAAGTCGCGTGTC TTTTTA-3’

3’-GGG CTGTGCGCTGAACATGGTG AAGTTCTCT CACCATGTTCAGCGCACAG AAAAATTCGA-5’。

7.根据权利要求1所述的长链非编码LOC284454的RNA干扰制剂的应用，其特征在于，

所述的长链非编码LOC284454的RNA干扰载体构建:化学合成shRNA和对照Scramble序列的单链oligo序列，将合成好的oligo用oligo annealing buffer溶解成20μM，互补单链各取10μl混合；然后将oligo混合物在PCR仪中95℃加热5分钟，然后自然冷却至室温，形成双链oligo片段；

用Bgl II和Hind III双酶切pSUPER质粒，回收3.1kb的载体片段，将退火后的粘性末端的DNA和酶切回收的载体按照3:1的物质的量的比例混合，用T4连接酶，16℃连接过夜；转化E.coil感受态，挑选转化子，菌落PCR以及测序鉴定，再用ClaⅠ和EcoRⅠ酶切构建好的pSUPER质粒，2％的琼脂糖DNA凝胶电泳，以空白pSUPER为空白对照，判断插入了目的片段的阳性克隆，阳性克隆测序验证。

8.根据权利要求1所述的长链非编码LOC284454的RNA干扰制剂的应用，其特征在于，

所述的抑制鼻咽癌细胞的侵袭与转移的制剂为多聚赖氨酸修饰的硅纳米颗粒，其运用OP-10、环己烷、氨水的微乳液自组装技术进行硅纳米颗粒的合成，并利用硅纳米颗粒的表面能和离子静电作用进行多聚赖氨酸表面修饰，制备得到。

9.根据权利要求8所述的长链非编码LOC284454的RNA干扰制剂的应用，其特征在所述的多聚赖氨酸修饰的硅纳米颗粒由以下方法制备得到：

1)将OP-10、环己烷和氨水混合，室温搅拌均匀后加入正硅酸异酯，继续搅拌至聚合完成，加入等体积丙酮，超声分散，离心，双蒸水洗涤三次，离心收集沉淀于80℃干燥，研细得粒径范围10-50nm的硅纳米颗粒；其中H₂O与OP-10及H₂O与正硅酸异酯的摩尔比为2～10、氨水浓度为1.6～28％、正硅酸异酯在环己烷中的摩尔浓度为0.1～3mol/L；

2)将硅纳米颗粒按0.1～10mg/ml重悬于0.6M NaCO₃溶液中，超声分散，离心，弃上清，再将沉淀物按0.1～10mg/ml重悬于pH 7.4的PBS中，超声分散，加多聚赖氨酸，终浓度为4～15nmol/mL，充分混匀，室温混摇；离心，弃上清，沉淀重悬于双蒸水中，得到多聚赖氨酸修饰的硅纳米颗粒。