EB病毒核抗原1介导HOXB13超级增强子形成从而促进鼻咽癌增殖和转移的机制研究

Super enhancers (SEs) belong to a kind of cis acting elements with super transactivation ability, they can drive the expression of oncogenes, thus leading to the development of malignancies. In our previous study, we have selected the super-enhancer-related gene, HOXB13, through Chromatin Immunoprecipitation- Sequencing. The preliminary experiments showed that the HOXB13 could increase the proliferation, migration and invasion abilities of NPC cells, moreover, the Epstein-Barr virus nuclear antigen 1 (EBNA1) located in the SEs region and modulated the expression of HOXB13. However, the relationship between EBNA1 and HOXB13 super enhancers, as well as the detailed mechanisms of EBNA1 in promoting the formation of HOXB13 super enhancers are undetermined. The project will deeply explore the detailed mechanisms of EBNA1 mediated the formation of HOXB13 super enhancers and modulating the expression of HOXB13, and demonstrate the downstream molecular mechanisms of HOXB13 in promoting the proliferation and migration of NPC via techniques of molecular biology, cell biology and animal experiments, as well as clinical samples analysis. We aim at searching for the epigenetic modulation factors important for NPC progression, which could provide new therapeutic target for NPC patients with advanced disease.

超级增强子（super enhancers,SEs）是一类具有超强转录激活特性的顺式作用元件，能驱动癌基因的表达从而促进恶性肿瘤的发生发展。本项目前期通过染色质免疫共沉淀测序技术，筛选出鼻咽癌特异性超级增强子相关基因HOXB13，预实验结果提示，HOXB13促进鼻咽癌细胞增殖、迁移和侵袭，且EB病毒核抗原1（EBNA1）结合于其SEs区段并调控其转录表达。但是，EBNA1与HOXB13 SEs的关系及其调控HOXB13转录表达的具体机制尚不明确。本项目将通过分子及细胞生物学、动物实验等技术，结合临床标本分析，深入探讨EBNA1介导SEs形成驱动HOXB13转录表达的具体表观遗传调控机制，并深层次解析HOXB13促进鼻咽癌增殖和转移的下游分子机制，旨在寻找促进鼻咽癌进展的关键表观遗传调控因子，为晚期鼻咽癌的治疗提供新的靶标。

远处转移是鼻咽癌治疗失败的最主要原因。在本项目中，我们在 EB 病毒阳性的鼻咽癌细胞系和永生化鼻咽上皮 NP69 细胞株、hTERT 永生化的口腔上皮 NOK 细胞株中进行 H3K27ac CHIP-seq 检测，通过比对 H3K27ac 信号峰、整合欧洲核酸数据库及本课题组测序获得的全转录组数据，筛选出鼻咽癌特异性超级增强子相关基因 HOXB13。SEs 读取元件 BRD4 的抑制剂 JQ1 可抑制鼻咽癌细胞的 HOXB13 蛋白表达水平，提示 HOXB13 的转录表达受 SEs 调控且极易扰动。临床大样本鼻咽癌组织中 HOXB13 表达水平的预后分析发现，鼻咽癌原发灶高表达 HOXB13 患者的无远处转移生存率（DMFS）低于 HOXB13 低表达组的患者（p = 0.0096，n = 233），且 HOXB13 高表达组患者的无进展生存率、总生存率以及无区域复发生存率均低于低表达组的患者。细胞功能研究表明， HOXB13可在体外促进鼻咽癌细胞的迁移和侵袭能力。且裸鼠尾静脉-肺转移模型证实 HOXB13 可促进鼻咽癌细胞的体内转移能力。分子生物实验研究结果表明，HOXB13 通过诱导 EMT 促进NPC 细胞的迁移和侵袭能力，且 HOXB13 可能通过调控 AXL 转录表达促进鼻咽癌的侵袭和转移。另外，在 C666-1 细胞系中进行 EBNA1 CHIP-Seq，在 HOXB13 启动子及其 SEs 基因区段均可见较高的 EBNA1 结合水平，并且其 CHIP-Seq 信号分布与 H3K27ac CHIP-Seq 信号分布较一致。且在 C666-1 细胞中敲低 EBNA1，HOXB13 mRNA 和蛋白水平较对照细胞下降，以上结果均提示 EBNA1 对HOXB13 转录表达具有调控作用。综上，EBNA1 介导 HOXB13 的超级增强子，通过诱导鼻咽癌细胞 EMT 和调控 AXL 从而在促进鼻咽癌的侵袭和转移。本项目研究结果有望为鼻咽癌的内科治疗提供新的靶点。