超级增强子介导TINCR及主转录因子调控舌鳞癌细胞分化的机制

Our previous studies have demonstrated that tumor budding may drive invasion and metastasis of tongue squamous cell carcinoma, while the mechanisms are still largely unknown. TINCR, a long noncoding RNA, plays critical role in epidermis differentiation and tumorigenesis. Recent studies reported that cancer cells self-assembled super enhancers (SEs), play a crucial role in driving disease processes such as cancer by targeting key oncogenic transcripts or pathways. Our results revealed that low expression of TINCR in tumor budding and poorly differentiated tumors. TINCR knocked-down enhanced expression of differentiation-associated transcription factors and H3K27ac, led to tumor cell proliferation and invasion. Further bioinformatic analysis revealed that a H3K27ac-occupied SE region lies within the Tincr promoter. Thus, we hypothesis that SEs may regulate differentiation by mediated TINCR and core transcription factors in tongue cancer. We aim to dissect the genomic loci of TINCR and its function, identify specific SEs and their associated core transcription factors, and their interplay and effect on tumor cell differentiation. Our results will also provide potential biomarkers and targets for personalized therapy of tongue cancers.

课题组前期研究证实位于肿瘤侵袭前沿的tumor budding可能是驱动舌鳞癌恶性进展的优势细胞亚群，但对其在哪些关键驱动因素作用下，形成优势亚群并驱动肿瘤侵袭转移的机制并不清楚。TINCR是决定表皮分化的重要调控分子，与恶性肿瘤生长、转移相关。癌细胞能在特定条件下装配超级增强子（SEs），激活关键致癌基因/通路，促使肿瘤生长转移。我们发现低分化舌癌和tumor budding中TINCR表达降低，敲低TINCR显著上调分化相关转录因子和H3K27ac，促进肿瘤生长侵袭；生物信息学分析显示Tincr基因上存在H3K27ac的SEs富集区域。因此，我们拟围绕“SEs介导TINCR及主转录因子调控舌鳞癌细胞分化的机制”，系统解析TINCR基因组区域和功能，鉴定分析特异性SEs及相关主转录因子，明确三者之间的相互作用及其对肿瘤细胞分化的影响，探索其作为标志物和靶点应用于肿瘤精准诊疗的可行性。

TINCR是决定表皮分化的重要调控分子，与恶性肿瘤生长、转移相关。本项目前期通过WGCNA方法构建舌鳞癌组织基因共表达网络，筛选获得上皮分化相关长链非编码RNA TINCR。然而，TINCR在肿瘤细胞分化，尤其是在舌鳞癌分化/干性维持中的作用仍不清楚。癌细胞能在特定条件下装配超级增强子(SEs)，激活关键致癌基因/通路，促使肿瘤生长转移。因此，本项目的研究内容包括以下三个方面：首先，TINCR在舌鳞癌组织中表达与临床意义；其次，TINCR对舌鳞癌细胞生长、转移及其分化/干性维持的功能性调控以及潜在分子机制；鉴定舌鳞癌相关SE，进一步明确特异性SEs及相关转录因子之间的互作关系，阐明其调控舌鳞癌恶性进展的分子机制。. 为此，我们首先建立了iBD score评价体系应用于评估舌鳞癌患者的生存预后，并在舌鳞癌组织中检测分析TINCR的表达，并证实TINCR表达与舌鳞癌患者的组织分化、淋巴结转移情况及预后相关。建立体外细胞模型及体内动物模型，证实TINCR上调可促进舌鳞癌细胞分化，抑制细胞生长、转移及干性维持。进一步探讨分子机制研究发现，JAK2/STAT3信号通路可参与miR-204-5p抑制口腔鳞癌细胞EMT及失分化/干性维持，而TINCR 可抑制JAK2/STAT3信号通路激活，调控舌鳞癌细胞分化。除此，从细胞与组织水平证实FOSL1转录因子驱动超级增强子MIR-SE促进miR-21-5p表达，参与舌鳞癌的恶性进展。最后，我们合成了一种新型主动靶向热动力纳米粒，在近红外II区光照射下，可实现小鼠肿瘤高效热消融。. 以上发现提示TINCR可能通过调控JAK2/STAT3信号通路，诱导舌鳞癌细胞分化，起到抑癌基因的作用，而我们通过FOSL1驱动超级增强子促进基因表达进一探讨了舌鳞癌恶性进展的全新分子机制。这些研究发现为开发头颈癌精准治疗提供了新思路和新靶点。