lncRNAH19介导NAT1基因甲基化改变对乳腺癌他莫昔芬耐药的作用及其分子机制研究

Tamoxifen(TAM) is an gold-standard agent used in the breast cancer endocrine therapy. Unfortunately, 40% breast cancer patients with positive estrogen receptor alpha (ER) who received tamoxifen therapy finally developed acquired resistance. Growing evidence suggests that TAM resistance is associated with NAT1 gene expression and methylation, a rate-limiting enzyme in TAM metabolism to its active metabolite - endoxifen.However, the molecular mechanism involved in the regulation of NAT1 gene expression and methylation is still unclear. Based on our preliminary studies and literature, We hypothesize that down-regulation of NAT1 gene expression by lncRNA H19 mediated hypermethylation results in TAM resistance in breast cancer cells. In this study, we will employ cellular, biochemical, and molecular technologies (ChIP, RNA-Pulldown, gene transfection, RNA interference, etc.) to elucidate the role of lncRNA H19 in the regulation of NAT1 gene methylation and expression associated with TAM acquired resistance in breast cancer. We aim to find new biomarkers to predict TAM resistance, and enhance the therapeutic efficacy in clinical endocrine treatment. The obtained results will provide scientific foundation for the development of novel strategies to improve TAM treatment in breast cancer patients with positive estrogen receptor.

他莫昔芬(tamoxifen，TAM)治疗是乳腺癌内分泌治疗领域中的金标准，但仍有约40%的雌激素受体（estergen receptor，ER）阳性的乳腺癌患者对TAM产生继发性耐药。乳腺癌TAM耐药与NAT1基因甲基化和表达密切相关，但是其分子调控机制至今尚不清楚。基于前期工作和文献，我们大胆假设lncRNA H19调控的NAT1基因甲基化和基因表达与乳腺癌TAM耐药的产生密切相关。本项目将运用细胞、生化和分子生物学（包括ChIP、RNA-Pulldown、基因转染与RNA干扰）等技术，结合细胞和临床病人研究，揭示lncRNA H19介导的NAT1基因表达和甲基化的改变对TAM耐药的作用及其分子机制。本项目将为发现新的预测TAM 耐药和/或疗效的生物标志物，推动设计乳腺癌内分泌治疗新方案，改善ER阳性的乳腺癌患者TAM治疗的生存预后，以及为开发新的药物靶点提供研究科学基础。

乳腺癌是一种高度异质性的激素依赖性恶性肿瘤，他莫昔芬药物是乳腺癌内分泌治疗领域中的金标准，临床上仍约一半的ERα阳性乳腺癌患者对他莫昔芬产生继发性耐药。我们从细胞和人体水平研究lncRNA H19介导的NAT1基因表达和甲基化的改变对他莫昔芬耐药的作用及其分子机制。首先发现lncRNA H19不仅是雌激素依赖的lncRNA，而且在雌激素诱导细胞增殖中起关键作用，这表明lncRNA H19可作为用于ERα阳性乳腺癌诊断和进展的生物标志物，并且可作为乳腺癌治疗有价值的目标。我们进一步在乳腺癌他莫昔芬耐药中发现lncRNA H19是高表达的，而下调其表达可减弱耐他莫昔芬乳腺癌细胞的侵袭能力。lncRNA H19参与他莫昔芬耐药的机理是可能是通过调控NAT1甲基化改变，使NAT1表达降低，他莫昔芬活性代谢产物endoxifen减少，从而产生耐药；并且进一步在临床上验证，发现与初发组（未用药物）相比，在他莫昔芬耐药的患者中淋巴结转移率高，Ki-67高表达，H19高表达，NAT1启动子高甲基化而mRNA和血液水平均低表达（P<0.05）。最后我们还进一步深入探讨lncRNA H19在他莫昔芬耐药细胞侵袭能力的影响，发现敲除H19可减弱他莫昔芬耐药细胞的侵袭能力，H19还可成为未来治疗耐他莫昔芬乳腺癌转移的药物靶点。. 我们研究结果发现新的预测他莫昔芬耐药和/或疗效的生物标志物，推动设计乳腺癌内分泌治疗新方案，改善ER阳性的乳腺癌患者TAM治疗的生存预后，以及为开发新的药物靶点提供研究科学基础。. 以第一作者发表SCI论文3篇，国内核心期刊8篇，参加国内会议交流2次。申请人在该项目资助下获得2017年第五届中国药学会-施维雅青年医院药学奖、2016年中华医学会临床药学分会优秀临床药师奖。