m6A甲基化修饰与结直肠癌遗传易感性的机制研究

Colorectal cancer is one of the most common cancers in China. Our studies have identified multiple genetic susceptibility genes and variants for colorectal cancer via genome-wide association study. However, the causal variants and their biological mechanism remain unclear. N6-methyladenosine (m6A) is involved in the development and progression of cancers. Nevertheless, the risk study of colorectal cancer associated with genetic variants in m6A is not widely reported. Our previous study has found that the differential expressions of m6A could alter cell proliferation and colony formation. Based on previous results, we will identify genetic variants in m6A-modified regions using next generation sequencing and public database. We will investigate the association between theses variants and colorectal cancer risk in a two stage case-control study. The regulatory mechanism of variants and m6A modifier will be further determined by molecular and cell assays. This study will reveal the biological mechanism of m6A in the genetic susceptibility of colorectal cancer, and provide new strategies for individualized precision prevention of colorectal cancer.

结直肠癌是我国最常见的恶性肿瘤之一，课题组前期通过全基因组关联研究等方法已鉴定出多个结直肠癌遗传易感基因/位点，然而其生物学机制仍不明确。N6-甲基腺嘌呤（m6A）修饰参与了肿瘤的发生发展，但m6A修饰位点的遗传变异与结直肠癌发病风险研究甚少。课题组目前已发现m6A及其修饰酶在结直肠癌的差异表达，并对细胞增殖和克隆形成产生影响。本项目拟在前期研究基础上，通过二代测序及数据库筛选m6A修饰区域的遗传变异，利用两阶段病例-对照研究分析遗传变异与结直肠癌发病风险的关联性，并从分子和细胞等层面进一步探讨遗传变异及m6A修饰酶对靶基因的调控方式。本研究将阐明m6A在结直肠癌遗传易感性中的作用机制，最终为结直肠癌的个体化精准预防提供理论依据。

结直肠癌是环境、遗传和表观遗传因素联合作用的结果。SEPT9基因是GTP结合蛋白家族成员，其表观遗传学功能失调与多种疾病相关。近年来，RNA m6A甲基化在结直肠癌发生发展中的作用广受关注，然而，SEPT9 m6A相关遗传变异在结直肠癌进程中的功能及作用机制不完全清楚。本研究拟深入探讨SEPT9基因遗传变异与结直肠癌发病风险的关联性，以及其遗传变异影响m6A修饰水平及靶基因表达的分子机制。我们基于病例-对照研究方法，利用logistic回归分析鉴定与结直肠癌发病风险关联的SNPs。结果发现，SEPT9基因rs312833与结直肠癌发病风险显著相关（OR = 1.20, P = 1.22×10-3）。rs312833位于m6A motif左侧，rs312833 C>T变异可降低m6A修饰水平。与人正常结直肠细胞FHC相比，SEPT9 m6A修饰水平在人结直肠癌原灶细胞HCT116和人结直肠癌淋巴结转移细胞SW620中依次升高（P < 0.05）；WTAP和ALKBH5与SEPT9表达水平相关（P < 0.05）。SEPT9在癌组织中低表达；rs312833 C>T变异可降低SEPT9表达水平。细胞表型实验发现，敲降SEPT9可提高结直肠癌细胞增殖能力和克隆形成能力；反之，过表达SEPT9抑制结直肠癌细胞的恶性表型，且与T等位基因相比，过表达携带C等位基因的质粒更能抑制结直肠癌细胞的恶性表型。综上所述，SEPT9基因rs312833与结直肠癌发生风险显著相关，rs312833 C>T变异可下调由WTAP和ALKBH5介导的SEPT9 m6A修饰水平。SEPT9在结直肠癌组织中低表达并发挥抑癌基因样作用。本研究有助于进一步揭示结直肠癌的发病机制，为结直肠癌的早期预防、筛查等提供科学依据和线索。