组蛋白赖氨酸甲基化修饰对癌干细胞重编程的作用机制研究

Cancer cells could be reprogrammed back to the embryonic stem cell-like cells and then be induced to differentiate into the terminal cells, thereby losing its tumorigenicity and proliferation ability. Histone modifications play an important role in this process. It is possible to achieve a complex reprogramming by simply using epigenetically modifications. histone lysine methylation and their methyltransferase or demethylase may play the key role during process. This project intends to demonstrate the expression changes of the histion lysine methyltransferase and demethylase during the reprogramming and differentiation process, and try to replace one or several reprogramming transcription factors in the glioma cells. We also try to observe the expression of histone methylation changes in the various stages of induced differentiation, and the role they played to tumorigenicity so on.

将重编程技术用于肿瘤细胞，使其首先经重编程成为胚胎干细胞样细胞，再重新诱导分化成终末细胞，从而失去其致瘤性和增殖能力。我们在前期研究中发现，组蛋白甲基化修饰对胶质瘤肿瘤干细胞的"干性"特征保持起着关键的作用，因此推测可能通过将表观遗传修饰与重编程技术结合而使癌细胞重编程回到胚胎干细胞状态，然后再与诱导分化结合使其重新分化为终末细胞，失去其致瘤性。本课题拟对组蛋白赖氨酸甲基化和去甲基化酶在胶质瘤细胞重编程和诱导再分化过程中的变化情况进行研究，并且尝试通过它们替代一个或者几个重编程转录因子，将胶质瘤细胞退回到胚胎样的癌干细胞状态，再通过诱导分化到终末分化阶段，观察组蛋白甲基化修饰在此过程中的各个阶段的表达变化，以及它们所起的作用，对诱导分化和致瘤性的影响等。

本项目针对能否通过IPS或重编程技术改变肿瘤细胞的命运，使其走向终末分化，从而失去其无限增殖特性和致瘤性的科学问题，从两个方面进行了探索。一是通过IPS技术和诱导分化技术，另一方面是通过组蛋白甲基化酶等表观遗传技术，对肿瘤细胞进行重编程，诱导其走向终末分化；目前主要的发现有以下几点：（1）肿瘤细胞可以通过先到成球培养的肿瘤干细胞，再诱导分化（RA+cAMP方法诱导）的方法，走向终末分化的神经元，并失去增殖特性；（2）通过多种小分子组合（VCRFSGY的7因子组合配方）对胶质瘤细胞进行诱导分化研究发现，肿瘤细胞诱导分化过程与正常人的成纤维细胞诱导分化过程完全不同，正常人成纤维细胞能够诱导分化为神经元的小分子组合，但对肿瘤细胞没有诱导分化的作用；（3）发现了一个新的抑癌基因Prdm13，同时具有组蛋白甲基化酶特性，可以通过Prdm13过表达的途径，抑制其细胞增殖、细胞迁移、细胞周期，并促进细胞突起伸长，诱导肿瘤细胞走向分化，降低其致瘤性；（4）用RNA-seq技术筛选了Prdm13的靶基因，初步筛选了25个与增殖、细胞分化、细胞周期相关的基因，发现了 RhoA家族的几个分子DLC1、ARHGAP30受到prdm13调控的证据。