頭頸腫瘤中DNA甲基化對端粒長度調節機制的研究

《頭頸腫瘤中DNA甲基化對端粒長度調節機制的研究》是依託武漢大學，由王燕擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：頭頸腫瘤中DNA甲基化對端粒長度調節機制的研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：王燕
• 依託單位：武漢大學

項目摘要

端粒與腫瘤發生、發展的關係是近幾年來腫瘤學研究的熱點之一。DNA甲基化水平紊亂是人類腫瘤最常見的表觀遺傳改變。研究表明，端粒DNA不能被甲基化，而端粒重複序列臨近的亞端粒區DNA則大量甲基化。頭頸腫瘤中DNA甲基化狀態與端粒長度的關係，國內外尚未見研究報導。本課題中，為了研究頭頸腫瘤中DNA甲基化對端粒長度調節的機制，我們以常見的頭頸腫瘤細胞係為研究對象，套用高通量定量螢光原位雜交和雷射共聚焦顯微鏡檢測端粒長度、TRAP-ELISA法測端粒酶活性、染色體定向螢光原位雜交檢測端粒姐妹染色體重組率、高效液相層析法進行整體DNA甲基化定量、甲基化特異性PCR檢測亞端粒區的DNA甲基化狀態，從表觀遺傳學的角度研究端粒長度的調節機制。研究頭頸腫瘤中端粒和亞端粒調節的完整性，可能為染色體末端在腫瘤等疾病的發生中的作用提供深刻見解，為頭頸腫瘤的早期預防、早期診斷和治療開闢新的思路和前景。

結題摘要

端粒與腫瘤發生、發展的關係是近幾年來腫瘤學研究的熱點之一。DNA甲基化水平紊亂是人類腫瘤最常見的表觀遺傳改變。本課題中，為了研究頭頸腫瘤中DNA甲基化對端粒長度調節的機制，我們以常見的頭頸腫瘤細胞係為研究對象，套用螢光原位雜交和雷射共聚焦顯微鏡檢測端粒長度、TRAP-ELISA法測端粒酶活性、染色體定向螢光原位雜交檢測端粒姐妹染色體重組率、高效液相層析法進行整體DNA甲基化定量、甲基化特異性PCR檢測亞端粒區的DNA甲基化狀態，從表觀遺傳學的角度研究端粒長度的調節機制。我們的研究結果發現： (1)頭頸腫瘤細胞中端粒酶活性為陽性，骨肉瘤細胞(U2OS)、正常人支氣管上皮細胞中端粒酶活性為陰性。 (2)在端粒酶陽性的腫瘤細胞中，端粒長度較正常細胞長；端粒酶活性水平與端粒長度呈正相關，端粒酶活性越高，端粒越長。 (3)與正常細胞相比，在端粒酶陽性的腫瘤細胞中，亞端粒區DNA序列甲基化密度普遍增加。而在端粒酶陰性的腫瘤細胞中，亞端粒區DNA序列甲基化密度存在很大的變異。提示在端粒酶陽性的腫瘤細胞中，端粒酶活性與亞端粒區DNA序列甲基化可能存在一定的相關性。 (4)與正常細胞相比，腫瘤細胞的基因組整體DNA甲基化密度普遍降低。總體DNA甲基化程度與端粒長度無明顯相關性。 (5)亞端粒區DNA甲基化程度與端粒長度呈負相關，說明亞端粒區的DNA甲基化缺失與端粒延長有一定的相關性。 (6)與正常細胞相比，腫瘤細胞的姐妹染色體交換率（T-SCE）頻率明顯增加，提示端粒重組是腫瘤細胞的共性。 (7)在腫瘤細胞中，T-SCE頻率與亞端粒區DNA甲基化程度呈明顯負相關；T-SCE頻率與總體DNA甲基化程度也呈明顯負相關，提示總體DNA甲基化存在不同區域，包括亞端粒區。 (8)在腫瘤細胞中，T-SCE頻率與端粒長度呈正相關，而T-SCE頻率與端粒酶活性無相關性，提示腫瘤細胞端粒延長機制不僅僅依賴於端粒酶活性機制，同時也依賴於端粒重組的ALT途徑。 　 本課題探究了頭頸腫瘤中端粒和亞端粒調節的完整性，可能為染色體末端在腫瘤等疾病的發生中的作用提供深刻見解，為頭頸腫瘤的早期預防、早期診斷和治療開闢新的思路和前景。