長鏈非編碼RNA CUDR在肝幹細胞分化和惡變中的作用機制

《長鏈非編碼RNA CUDR在肝幹細胞分化和惡變中的作用機制》是依託同濟大學，由陸東東擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：長鏈非編碼RNA CUDR在肝幹細胞分化和惡變中的作用機制
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：陸東東
• 依託單位：同濟大學

中文摘要

肝幹細胞是一類具有無限的增殖能力、自我更新和能向肝細胞和膽管細胞分化的細胞。肝幹細胞的分化受多種因素影響，涉及多種調控因子和複雜信號通路網路。肝癌的發生與肝幹細胞的分化受阻有關，表觀遺傳修飾和染色質重編程在肝幹細胞的異常分化中起了重要，非編碼RNA 是新近發現的表觀遺傳修飾方式之一。非編碼RNA CUDR在人類肝癌細胞中高表達，但其作用機制不詳。本研究通過分離和誘導肝源性和非肝源性肝幹細胞，然後研究CUDR過表達或缺失對肝幹細胞的發育及其惡性轉變的作用，同時利用CUDR敲除、轉基因小鼠和高通量的轉錄組學／蛋白質組學等檢測手段進一步分析CUDR對肝幹細胞體內發育和癌變中關鍵分子（如CTCF）、信號通路網路、染色質重編程、表觀遺傳修飾的影響及其分子機制，從而揭示CUDR在調控肝幹細胞命運上的重要功能，並為全面認識肝幹細胞的分化調控機制提供新視角，也為研究肝癌發病機制及根治惡性肝癌提示新的方向。

結題摘要

肝癌的發生與肝幹細胞的異常分化有關。表觀遺傳修飾在肝幹細胞的異常分化中起重要作用。本研究發現腫瘤中上調錶達的長鏈非編碼RNA CUDR一方面能通過調控組蛋白3第27賴氨酸的三甲基化修飾誘導胚胎幹細胞向肝樣幹細胞分化；另一方面，過量的CUDR又能通過抑制非編碼RNA HULC啟動子的甲基化和促進β-catenin的啟動子－增強子間DNA環的形成引發了胚胎幹細胞的惡性轉化。本研究表明異常的組蛋白甲基化轉移酶SET1A 和CUDR協同作用加速了胚胎幹細胞誘導的肝幹細胞的惡變進程。顯然,CUDR增加了RB1的磷酸化修飾和增強了pRB1和甲基化轉移酶SET1A間的相互作用。CUDR作為海綿墊連線了SET1A 和 pRB，並且激活了pRB1-SET1A。該複合物結合到組蛋白3第四賴氨酸位點，特異性地增加了H3K4me3修飾。因此，更多的H3K4me3結合到了TRF2的啟動子區域，導致了 TRF2 的過量表達。最終過量的TRF2與端粒結合，延長了端粒的壽命。本研究發現CUDR協同IL6促發了人類胚胎幹細胞誘導的肝樣細胞的惡性轉化。進一步研究顯示CUDR協同IL6引發METTL3與組蛋白甲基化轉移酶SUV39h1 mRNA 3’UTR結合，促進了SUV39h1穩定表達。過量的SUV39h1又能導致更多的H3K9me3修飾，接著又依賴H3K9me3增強了肝樣細胞中的NF-κB表達和磷酸化修飾，並且pNF-κB促進了Stat3的表達和磷酸化修飾。又發現磷酸化的Stat3 與miRs and lncRNAs的啟動子結合，從而改變了肝樣細胞中的關鍵micoRNAs和lncRNAs（如MEG3）的表達。我們證明過表達的CUDR在過量的CyclinD1或缺失PTEN的背景下，通過改變TERT和C-myc表達而加速肝癌幹細胞的惡性生長。同時又揭示雙突變P53(N340Q/L344R)在PKM2介導下上調Pim1。我們的結果還顯示：HOTAIR通過下調SETD2、HULC協同MALAT1通過端粒結合蛋白2、IKKα/β/γ通過異染色質蛋白1-HOTAIR 改變端粒分別加速了肝癌幹細胞的生長。另外，還發現在肝癌細胞中miR675通過激活EGR1上調非編碼RNA　H19表達。本研究首次證明了CUDR及其相關基因在人類肝癌幹細胞的惡性進展中起重要作用，這些結果為研究肝癌發病機制及根治肝癌提示新的方向。