解毒消癥饮对肝癌细胞PHD/HIF-1信号通路介导VEGF基因启动子区转录调控的表观遗传机制影响研究

HIF-1α is the key regulator of the PHD/HIF-1 signaling pathway which can induce angiogenesis in various solid tumor under hypoxic conditions.An important step in this procedure is the epigenetic modifications of VEGF gene promoter including histone modifications and recruitment of transcription factors via PHD/HIF-1 signaling pathway. Transcriptional regulation will up-regulate the angiogenesis-related gene expression which can promote angiogenesis and tumor growth. Jiedu Xiaozheng Yin（JXY）,is a receipt prepared according to the pathogenesis of hepatocellular carcinoma. Clinical studies have shown that JXY can reduce recurrence and metastasis of hepatocellular carcinoma and prolong the patients' survival. The basic research have shown that JXY can inhibit the tumor growth and reduce microvascular density of hepatocellular carcinoma transplanted subcutaneously in nude mice and inhibit angiogenesis of chick chorioallantoic membrane and HUVEC cell line, which were accompanied by decreased VEGF and HIF-1 expression. In order to further elucidate the mechanism of JXY on antiangiogenesis, the project will investigate epigenetic regulation of VEGF promoter activity by Jiedu Xiaozheng Yin via PHD/HIF-1 signal pathway in hepatocellular carcinoma cells by CHIPP

以HIF-1α为核心的信号通路PHD/HIF-1能在低氧条件下诱导多种实体肿瘤的血管生成，其关键是该通路介导了VEGF基因启动子区域的表观遗传修饰（组蛋白乙酰化修饰及对转录因子招募），形成转录因子-VEGF（蛋白质-DNA）复合物后启动VEGF转录及表达、促进肿瘤血管新生。经验方解毒消癥饮临床应用表明可显著减少肿瘤的复发和转移，预研究表明可抑制人肝癌裸鼠皮下移植瘤的生长，抑制瘤组织内微血管密度，抑制鸡胚绒毛尿囊膜及内皮细胞体外的血管生成，并证实与下调HIF-1及VEGF的表达有关，但该方如何下调HIF-1及VEGF表达进而抗肿瘤血管生成目前尚不清楚。本项目拟运用可真实、精确反映信号调节机制中蛋白质-DNA相互作用的CHIP技术和分子生物学方法，体内外探讨解毒消癥饮对肝癌细胞PHD/HIF-1通路介导VEGF启动子区转录调控的影响，以期阐明解毒消癥饮抗肿瘤血管生成的表观遗传机制。

本项目通过体内外实验探讨了解毒消癥饮对低氧条件下对肝癌血管生成的抑制作用，以HIF-1α为核心的信号通路介导的VEGF基因启动子区域的表观遗传修饰为研究要点，主要探讨了对HIF-1α信号通路中PHD/pVHL基因及蛋白表达、组蛋白乙酰化修饰因子P300/CBP与VEGF启动子的结合调控作用，明确解毒消癥饮在低氧条件下显著抑制肝癌血管生成的作用，并从HIF-1α为核心的信号通路以及VEGF基因启动子区域的表观遗传修饰的角度探讨了解毒消癥饮的作用机制。截至目前已经完成项目的大部分研究，结果表明低氧条件下，解毒消癥饮抑制人肝癌细胞HepG2及HUH7分泌VEGF的蛋白量及细胞内VEGF和HIF-1α基因及蛋白的表达水平，同时解毒消癥饮抑制小鼠肝癌皮下移植瘤组织内VEGF和HIF-1α的表达及微血管密度。进一步研究发现其主要是通过下调信号通路中PHD2及羟化HIF-1α、pVHL蛋白水平抑制HIF-1α的表达；而对VEGF表达的抑制除了HIF-1α表达受限外还通过调控转录因子P300/CBP与VEGF启动子的结合从而降低VEGF转录水平，明确了解毒消癥饮抑制血管生成的作用靶点及部分分子机制。同时我们还利用携带生物发光的肝癌细胞株成功建立了小鼠肝癌原位模型，为后续研究解毒消癥饮抗肿瘤血管生成奠定了研究基础。