《前列腺癌細胞中HOXB13基因沉默的表觀遺傳調控機制研究》是依託東北師範大學，由黃百渠擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：前列腺癌細胞中HOXB13基因沉默的表觀遺傳調控機制研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：黃百渠
- 依託單位：東北師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
HOXB13基因特異性地在前列腺中表達，促進細胞的終末分化，但該基因的表達隨前列腺癌惡化程度增加而逐步降低。Microarry分析顯示HOXB13作為腫瘤抑制基因可能通過DNA甲基化而發生沉默；腺病毒轉染HOXB13能夠誘導細胞凋亡和腫瘤細胞分化，而視黃酸(RA)能誘導前列腺癌細胞的凋亡或分化，但其具體機制不清楚。我們的前期工作證實在前列腺癌細胞中HOXB13基因可以被RA、TSA和5-Aza-dC誘導表達；SUZ12 siRNA能夠顯著提高HOXB13 mRNA和蛋白水平，暗示RA、表觀遺傳修飾、Polycomb複合物參與了該基因的調控。本項目擬在前期工作基礎上，進一步揭示在前列腺細胞中RA、polycomb、DNA甲基化、組蛋白乙醯化對HOXB13協調調控的機制，闡述HOXB13基因調控及其抗腫瘤的機制，為通過改變表觀遺傳狀態誘導內源HOXB13表達並進而治療癌症提供理論和實驗基礎。
結題摘要
前列腺癌的發病率和致死率位居前列，並呈現快速上升的趨勢。而前列腺癌的治療尤其是雄激素陰性（AR－）的前列腺癌至今沒有有效的手段。因此尋求一種更為有效的治療手段極為重要。全反式視黃酸（ATRA）作為一種分化誘導劑，已廣泛用於包括前列腺癌在內的多種癌症的治療。HOXB13作為homeotic gene cluster（HOX）家族的一個經典成員，對前列腺癌細胞生長停滯起著重要的作用。它僅在AR＋的前列腺細胞中表達，並隨前列腺癌的進一步惡化表達水平逐步降低。外源高表達HOXB13能夠誘導高惡性的AR－前列腺癌細胞DU145的增殖停滯。但該基因在在前列腺癌中表達沉默的機制以及與ATRA的抑制癌症增殖的功能之間的聯繫尚不清楚。 本課題的工作證實HOXB13基因的沉默與表觀遺傳調控密切相關。我們發現YY1能夠招募組蛋白去乙醯化酶HDAC4到HOXB13基因啟動子上，介導HOXB13沉默，組蛋白去乙醯化酶抑制劑NaB能夠誘導高惡性的AR－前列腺癌細胞DU145的生長停滯，而干涉HOXB13能夠部分恢復上述誘導作用。我們還發現全反式視黃酸（ATRA）誘導的DU145細胞增殖抑制過程中伴隨著HOXB13的上調；而干涉HOXB13基因後這種抑制作用明顯減弱。ChIP和CoIP實驗證實Polycomb複合物家族成員EZH2，BMI1，SUZ12以及DNA甲基轉移酶DNMT3b均能介導DU145細胞中HOXB13基因的沉默；其中EZH2能夠與DNMT3b結合併招募其到HOXB13基因的啟動子處，一起通過介導組蛋白H3K27me3和DNA的甲基化來抑制HOXB13基因的表達。另一方面，ATRA則能夠抑制EZH2和DNMT3b在mRNA和蛋白水平上的表達並減少它們在HOXB13啟動子上的結合，從而降低HOXB13基因抑制性表觀修飾（DNA甲基化和組蛋白H3K27me3）的程度而上調抑癌基因HOXB13的表達，並進而抑制AR－前列腺癌細胞DU145的增殖。我們的工作還發現，ATRA和DNA甲級轉移酶抑制劑5-aza-dc處理均能夠表現出明顯的協同增益效應。 我們的實驗結果揭示，ATRA能夠通過影響細胞內的表觀遺傳修飾從而達到抑制腫瘤生長的作用；同時ATRA與5-aza-dc共同處理可以更好的抑制腫瘤細胞的增殖，從而為高惡性的AR－前列腺癌的臨床治療和理論研究提供一個新的思路和策略
