DNA損失修復因子Rif1對惡性畸胎瘤形成的作用

《DNA損失修復因子Rif1對惡性畸胎瘤形成的作用》是依託中山大學，由袁平擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：DNA損失修復因子Rif1對惡性畸胎瘤形成的作用
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：袁平
• 依託單位：中山大學

中文摘要

良性畸胎瘤和惡性畸胎瘤屬於特異性的生殖細胞瘤。迄今，惡性畸胎瘤的發生機制還不清楚。小鼠胚胎幹細胞（ESCs）能在裸鼠中形成畸胎瘤，可成為研究畸胎瘤的模型。 我們的研究發現傳代少且核型正常的mESCs常形成良性畸胎瘤，而傳代少核型正常的Smad3-/-ESCs形成惡性畸胎瘤。通過基因晶片，我們發現DNA損傷修復因子Rif1在Smad3-/-中高表達。因為Rif1在乳腺癌中高表達，且其表達量與乳腺癌的惡性分級相關，我們推測Rif1的高表達可能是Smad3-/-ESCs形成惡性畸胎瘤的主要原因。因此我們將構建Rif1敲減的Smad3-/-ESCs和Rif1高表達的ESCs,然後分別長畸胎瘤，觀察畸胎瘤的惡性變化。同時我們也將採用高通量測序技術找出Rif1的主要下游效應基因，並在ESCs中調節它們的表達以觀察它們對形成惡性畸胎瘤的影響。這項研究將有助於探尋惡性畸胎瘤的發生機制和治療的新策略。

結題摘要

良性畸胎瘤和惡性畸胎瘤屬於特異性的生殖細胞瘤。惡性畸胎瘤的發生機制目前還不清楚。小鼠胚胎幹細胞（ESCs）能在裸鼠中形成畸胎瘤，可成為研究畸胎瘤的模型。 我們的研究發現傳代少且核型正常的mESCs在裸鼠中形成良性畸胎瘤，而傳代少核型正常的Smad3-/-ESCs形成惡性畸胎瘤。同時研究顯示TGF-/Smad3信號通路在惡性畸胎瘤中表達出現明顯受抑制的現象。因此我們決定通過Smad3-/-ESCs模型探索惡性畸胎瘤發生的原因。通過基因晶片實驗，我們發現DNA損傷修復因子Rif1在Smad3-/-中高表達。因為Rif1在乳腺癌中高表達，且其表達量與乳腺癌的惡性分級相關，我們推測Rif1的高表達可能是Smad3-/-ESCs形成惡性畸胎瘤的主要原因。在此項目提供的經費支持下，我們開展了系列的探索。我們發現敲降Rif1可以成功扭轉Smad3-/-ES細胞增長過快， Smad3-/-ES細胞的分化細胞遷移能力過強等現象。用慢病毒（Lentivirus）構建穩定敲降Rif1的Smad3-/-ES細胞系在免疫缺陷型SCID小鼠中不再形成快速增長的惡性畸胎瘤。而在Rif1敲降的Smad3-/-ES細胞形成的畸胎瘤中，除了Rif1的表達量比對照Smad3-/-ES細胞中的Rif1表達量顯著降低，與細胞複製周期的基因和與細胞遷移相關的基因的表達量也明顯降低了。我們從而證實Rif1在Smad3-/-ESCs中的高表達是導致Smad3-/-ES細胞加速變異的主要原因。在此基礎上，我們進一步發現多能因子Oct4能促進Rif1在ES細胞中表達，而Oct4結合到Rif1的啟動子後，又能結合Smad3到Rif1的啟動子上。 Smad3通過調集PRC2複合體結合到Rif1啟動子區域後，對該區域的組蛋白進行H3K27me3修飾，從而抑制Rif1的表達。 通過這樣一個相互協同作用機制，控制Rif1在ES細胞中維持一個精確的表達水平。既防止Rif1因為表達不足而導致ES細胞分化，又防止Rif1過度表達導致ES細胞變異。更有趣的是我們發現Rif1穩定敲降的Smad3-/-ES細胞形成的畸胎瘤甚至比對照的野生型ES細胞所形成的畸胎瘤還小。這個現象表明降低Rif1的表達有助於控制TGF-/Smad3信號通路受抑制的畸胎瘤的生長，這可能對我們在將來研發抑制惡性畸胎瘤的藥物有一定的啟示。