SIRT7在肝癌细胞中调节miRNA生物合成的机理研究

Dicer, a key enzyme of the RNA interference pathway, is frequently down-regulated in human cancer tissues. The applicant has focused on the role of Dicer in inflammation-driven carcinogenesis. Recently, we found that the human Dicer protein interacts with SIRT7, an NAD+-dependent H3K18Ac (acetylated lysine 18 of histone H3) deacetylase, and the interaction between Dicer and SIRT7 is essential for DNA damage repair. Moreover, we found that the recombinant SIRT7 protein can repress the pre-miRNA processing activity of Dicer protein. In human primary hepatocellular carcinoma cells, Dicer down-regulation is frequently accompanied with SIRT7 up-regulation. .In this proposal, we will address whether SIRT7 can regulate miRNA biogenesis in hepatocellular carcinoma cells, and will elucidate the underlying molecular mechanisms. Firstly, we will determine whether Dicer is acetylation modified, and whether SIRT7 can deacetylate Dicer protein. Secondly, we will investigate whether the acetylation status affects the pre-miRNA processing activity of Dicer protein. Thirdly, we will address whether SIRT7 regulates miRNA biogenesis in a p53-dependent manner. Lastly, we will address whether SIRT7 regulates miRNA biogenesis via promoting DNA damage repair. Our study will shed light on the role of SIRT7 in hepatocarcinogenesis.

Dicer是RNAi途径中的关键酶，申请人长期研究Dicer在消化系统慢性炎症向肿瘤恶性转化过程中的作用。发现Dicer与SIRT7（一个组蛋白去乙酰化酶）相互作用，在DNA损伤修复过程中起重要作用；SIRT7重组蛋白能够在体外抑制Dicer的酶切活性; 在大多数肝癌细胞中同时存在Dicer表达降低和SIRT7表达上升的现象。本项目拟研究SIRT7在肝癌细胞中是否能够调节miRNA的生物合成，是否通过去乙酰化调节Dicer活性来调节miRNA生物合成；是否通过调节p53表达以及DNA损伤修复来调节miRNA生物合成。阐明SIRT7在肝癌细胞中调节miRNA生物合成的机理，为肝癌的诊治提供理论基础。

SIRT7是一种组蛋白去乙酰化酶，Dicer是miRNA生物合成过程中的关键酶。本项目深入研究了SIRT7与Dicer之间的相互作用及其通过调节不同miRNA表达参与肿瘤发生发展的分子机理。首先，我们通过小RNA测序筛选了一系列受SIRT7调节的miRNA。在此基础上，我们研究了一些受SIRT7调节的miRNA（包括miR-34a、miR-125a、miR-7974、miR-22、miR-664b、miR-203a、miR-125b）在肿瘤发生发展过程中的作用及分子机理：miR-34a在肝细胞中能够通过促进ATR表达诱导MICB表达，表达MICB的肝细胞能够被NK细胞杀伤，因此miR-34a可能通过诱导免疫性肝炎促进肝癌发生；miR-125a能够靶向并抑制SIRT7表达，SIRT7通过与MCM5相互作用调节HBV复制，因此miR-125a可能通过调节HBV复制参与肝癌发生；miR-22、miR-664b、miR-203a、miR-125b能够靶向并抑制MRPL10基因的表达，MRPL10能够促进肿瘤细胞增殖迁移侵袭，因此这些miRNA可能通过抑制MRPL10来抑制肿瘤发生；miR-7974可能通过靶向TDO2抑制肿瘤细胞增殖迁移侵袭。另外，我们还发现Dicer能够通过不依赖于miRNA的途径参与肿瘤发生发展。将抗Dicer抗体和Trim21重组蛋白注射到斑马鱼早期胚胎中导致Dicer蛋白快速降解（大约30分钟后Dicer蛋白完全消失），注射后24小时内miRNA表达水平没有明显变化，却出现了明显的表型异常，说明Dicer具有不依赖于miRNA的功能。进一步研究发现，在炎症组织中Dicer表达降低，Dicer表达降低可能通过诱导DNA损伤促进炎症相关肿瘤发生发展。接下来我们将研究SIRT7是否能够调节Dicer不依赖于miRNA的功能。