DNA甲基化调控的miR-193a基因转录调控机制与膀胱癌化疗耐受

miRNAs play an important role in cancer development including chemoresistance. Via a tri-omic analysis (DNA methylome, mRNA-seq, miR-seq) and the thereafter systematic mechanistic studies, we have demonstrated that the DNA methylation-regulated miR-193a gene promotes both progression and chemoresistance of bladder cancer cells. In comparison with the protein-coding genes, our knowledge on the transcriptional regulation of miRNAs is less well understood. In this study, we will detail the chemoresistance associated transcription regulation of the miR-193a gene from the perspectives of the cis- and trans-elements, DNA methylation and chromatin structure. Furthermore, we will use the DNA methylation sensitive digestion/multiplex real-time PCR method for the methylation states of the miR-193a gene in the urine sediments of bladder cancer patients, to evaluate its diagnostic value for the early detection and chemoresistance prediction of bladder cancer.

miRNA可参与包括化疗耐受在内的肿瘤行为的形成。我们前期通过对8株化疗药物耐受性迥异的膀胱癌细胞系的三重组学（DNA甲基化、mRNA和miRNA表达谱）和机制研究，发现DNA甲基化调控的miR-193a基因有促进膀胱癌发生发展和多药化疗耐受的作用。为了增进对miRNA基因的转录调控的认识，我们将从顺式元件、转录因子、DNA甲基化和染色质结构等多个视角着手，系统地研究miR-193a基因的转录调控机制。我们还将采用DNA甲基化敏感酶切/多色荧光定量PCR的方法来检测膀胱癌患者(以及正常对照)的晨尿细胞中miR-193a基因启动子的甲基化水平，并评估此分析在膀胱癌诊断和化疗耐受判定中的价值。

临床常见的多药化疗耐受是导致肿瘤化疗无效的主要根源。我们前期工作表明受甲基化状态调控的 miR-193a-3p 对膀胱癌的肿瘤生长和化疗耐受性有促进作用，并确认miR-193a-3p 通过下调多个基因的表达，影响多个信号传导通路的活性来产生这些表型效应。与蛋白编码基因相比，我们对生理和病理状态下miRNA的转录调控机制了解甚少。 .为了增进对miRNA基因的转录调控的认识，本项目中我们系统地解析miR-193a上游启动子区域(+1到-2896bp)关键的顺式元件及其转录因子，发现-156~-58区段的顺式元件（含有c-Rel，RelA和AP-2结合位点）在miR-193a 基因转录调控中起着关键的作用，其中转录因子AP-2家族的TFAP2B可以直接结合在miR-193a基因启动子上，抑制miR-193a基因的转录，在启动子层面上阐明了miR-193a 基因转录调控机制。进一步我们证实了miR-193a关键的上游调控因子TFAP2B与膀胱癌患者的预后正相关，与病理分期负相关，可以抑制细胞的化疗耐受性、增殖、侵袭和转移。最后，我们还建立了DNA 甲基化敏感酶切/多重荧光定量 PCR 的方法，来分析临床膀胱癌患者和正常对照的尿沉淀细胞中 miR-193a 基因甲基化水平，结果发现肿瘤患者尿沉淀DNA中miR-193a基因低甲基化，正常对照高甲基化，与组织中miR-193a的表达水平是负相关的，提示此分析在膀胱癌早期诊断中的应用价值。 . 此外，我们还发现在食管癌中miR-193a基因的表达也受到DNA甲基化的负调控，通过抑制PSEN1促进了食管癌的放化疗耐受性。另外一个miRNA基因miR-155的表达也受到DNA甲基化的负调控，通过靶向MAP3K10可以促进食管癌的放化疗耐受性。