腫瘤細胞中反義鏈轉錄本調控DHRS4基因簇表達的機制研究

《腫瘤細胞中反義鏈轉錄本調控DHRS4基因簇表達的機制研究》是依託汕頭大學，由宋旭紅擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：腫瘤細胞中反義鏈轉錄本調控DHRS4基因簇表達的機制研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：宋旭紅
• 依託單位：汕頭大學

項目摘要

反義鏈轉錄產生的非編碼RNA在基因的轉錄、剪接和表達調控中發揮重要作用。輔酶II依賴視黃醇脫氫/還原酶(NRDR)是體內atRA合成的重要酶類，其基因位於14q11.2，由三個基因構成(DHRS4,DHRS4L2,DHRS4L1)。我們在DHRS4基因簇結構功能和表達調控機制的研究中，首次在腫瘤細胞中發現並鑑定了大量反義鏈轉錄本的存在，這些轉錄本具備功能ncRNA的特點。我們推測，除基因表達調控的表觀遺傳學因素外，DHRS4基因的反義鏈轉錄產物可能以ncRNA的形式在DHRS4基因簇轉錄、剪接、表達調控中發揮重要作用。對這些反義轉錄產生的ncRNA作用方式和作用機制的深入闡釋，將為揭示DHRS4基因簇表達調控的機制提供依據，對反義鏈轉錄和非編碼RNA的功能研究以及維甲酸代謝調控機制研究均具有重要的理論價值。

結題摘要

輔酶II依賴視黃醇脫氫/還原酶（NRDR）是體內全反式維甲酸（atRA）合成的重要酶類，人DHRS4是NRDR的編碼基因，有2個同源基因DHRS4L2和DHRS4L1，3個基因構成基因簇串聯排列於人類染色體14q11.2位點。我們在DHRS4基因簇結構功能和表達調控機制以及選擇性剪接的研究中，首次在腫瘤細胞中發現並鑑定了大量反義鏈轉錄本的存在。基因組中從正義鏈或反義鏈轉錄的長的非編碼RNA (long non-coding RNA，lncRNA)，可以順式或反式調控相鄰基因或遠距離基因的表達，並通過表觀遺傳調控機制來實現，如lncRNA可作為介導染色質表觀遺傳修飾的支架，招募相關的蛋白質、酶或RNA，以激活或抑制目的基因的表達，實現生理或病理狀況下相關基因的表達調控。我們在人肝癌細胞株HepG2和人正常肝細胞株HL7702中，克隆獲得DHRS4基因的兩個反義鏈轉錄本，AS1DHRS4和AS2DHRS4，均為lncRNAs。AS1DHRS4存在於這兩株細胞中，對於DHRS4基因簇的3個基因具有不同的轉錄調節作用，AS2DHRS4隻存在於HepG2細胞中，它的功能目前尚不清楚。AS1DHRS4對DHRS4具有順式調控作用，同時反式調控DHRS4L2和DHRS4L1基因表達。AS1DHRS4對DHRS4基因簇的表觀遺傳調控機制包括：① 介導DHRS4基因簇位點3個基因啟動子區域的組蛋白H3去乙醯化和H3K4 me2去甲基化；② 與甲基轉移酶G9a和EZH2相互作用，介導DHRS4L2和DHRS4L1啟動子區域的抑制性組蛋白修飾H3K9 me2和H3K27 me3; ③ AS1DHRS4通過招募DNA甲基轉移酶誘導DHRS4L2啟動子區域的DNA甲基化，導致轉錄抑制。本課題研究以反義鏈轉錄產生的lncRNA為切入點，闡明了腫瘤細胞中DHRS4基因簇表達調控和複雜的選擇性剪接的表觀遺傳學機制。研究內容和結果不僅豐富了反義鏈轉錄和lncRNA的功能及作用機制研究，同時對於維甲酸代謝調控機制的研究也具有重要的理論價值。