结直肠癌中核苷转运体CNT2表达抑制的表观遗传机制及逆转耐药研究

Colorectal cancer is one of the most aggressive cancers and a leading cause of cancer deaths worldwide, and because of the prevalence of drug resistance, colorectal cancer chemotherapy is not ideal. Our previous study found that the sodium-dependent concentrative nucleoside transporter 2 (CNT2) expression level in colorectal cancer was significantly decreased compared to its expression level in normal tissues and the histone modification level in the CNT2 promoter area in colorectal cancer was significantly different from paired normal tissues. These results indicated that epigenetic changes might play an important role in this program. This project will study the effect of histone modification on the expression of CNT2 in colorectal cancer, and their interaction with some transcriptional factors and clarified the epigenetic regulation mechanism. In addition, we found coadministration of epigenetic drugs can improve the expression of CNT2 in colorectal cancer, and increase the accumulation of anticancer drugs in cancer cells, and obtaine synergistic anticancer effect. Therefore, this project intends to study the synergism between epigenetic drugs and CNT2 substrate anticancer drugs coadministered on colorectal cancer therapy, and to obtain good combination schemes.

结直肠癌是严重危害人类健康的消化道恶性肿瘤之一, 由于普遍存在的耐药性使得结直肠癌化疗效果并不理想。我们前期的研究发现，结直肠癌中核苷转运体2（CNT2）的表达水平较正常组织显著降低，且结直肠癌中CNT2基因启动子区域的组蛋白修饰水平在癌症和正常组织中有明显差异，这提示表观遗传修饰在其中可能发挥了重要的作用。本课题拟研究组蛋白修饰对CNT2在结直肠癌中表达抑制的作用，以及与相关转录调节因子的相互作用，阐明表观遗传调节机制。另外，发现通过合用表观遗传类药物可提高结直肠癌中CNT2的表达，增加抗癌药物在癌细胞中的积聚，获得抗癌增效作用。为此，本课题拟进一步研究表观遗传类药物与CNT2底物类抗癌药物联合用药对结直肠癌治疗的协同作用，以期获得效果显著的联合用药方案。

结直肠癌是严重危害人类健康的常见消化道恶性肿瘤之一，由于普遍存在的耐药性使得结直肠癌化疗效果并不理想。本研究通过对Oncomine数据库以及结直肠癌患者的结直肠肿瘤组织及配对的正常组织进行分析，发现CNT2基因在CRC肿瘤组织中的表达几乎完全丢失。转录水平的抑制是核苷转运体CNT2转运体蛋白表达丢失的重要原因之一。通过对CRC肿瘤组织和配对正常组织中CNT2基因启动子区进行DNA甲基化分析和组蛋白修饰表征后发现，肿瘤组织和配对正常组织中CNT2基因启动子区的DNA甲基化水平无显著性差异，且肿瘤组织中与转录激活相关的组蛋白修饰H3K9Ac、H3K18Ac和H4Ac水平降低，与转录抑制相关的组蛋白修饰H3K9me3水平升高。进一步，我们揭示了组蛋白修饰对CNT2基因转录的影响。研究发现，组蛋白去乙酰化酶抑制剂曲古抑菌素A（TSA）可以降低CNT2基因启动子区去乙酰化水平，并且能够诱导结直肠癌细胞中CNT2基因的转录，增强CRC细胞对CNT2转运体底物的摄取。HCT15和HT29细胞经TSA处理后，随着CNT2基因启动子区去乙酰化水平的降低，该基因H3K18Ac和H4Ac水平升高，H3K9me3水平降低。之后我们在组织和细胞水平考察了与组蛋白修饰相关的酶以及转录因子的变化，采用转染siRNA实验进一步验证了我们的推测。通过对10种组蛋白去乙酰化酶HDAC的研究发现，结直肠癌中HDAC7的过表达是导致CNT2表达抑制的主要因素。鉴于CNT2转运体对核苷类抗肿瘤药物尤其是克拉屈滨的摄取中发挥重要作用，将HDAC抑制剂TSA和FK228与克拉屈滨合用可以协同增强化学药物对结直肠癌细胞系HCT15和HT29的抗肿瘤效应。因此，本研究对于临床上结直肠癌的联合用药治疗具有积极的指导意义。