EZH蛋白在癌症发生中的作用

表观遗传学(Epigenetics)修饰在决定细胞命运过程中起到至关重要的作用，并且在致癌性转化中的作用受到广泛关注。由于表观遗传学的突变导致肿瘤抑制基因和癌基因失去调控能力，使得癌细胞中至少50%的基因失活。多梳组（PcG）蛋白是哺乳动物发育过程中的核心成员，并且在癌症发生过程中与表观遗传的沉默有关。EZH2是PRC2多梳蛋白抑制复合物的催化亚基，大量的研究表明：在肿瘤细胞系中，EZH2基因过表达可能导致癌症发生。同样，在肿瘤细胞系移植模型中，EZH2基因的水平降低会导致肿瘤生长抑制和减少肿瘤细胞的形成。PRC2定位于染色质的过程是PcG蛋白进行表观遗传学调控的最初阶段。PRC2在肿瘤形成过程中是如何被上调以及如何定位于染色质的不同区域尚不清楚。我们的目标是运用平衡的、系统的方法来确定癌细胞中与EZH蛋白相互作用的蛋白质，并设计细胞生物学和生物化学检测方法检测EZH抑制作用。

多梳组（PCG）蛋白与基因沉默相关，是哺乳动物发育过程中非常重要的调控基因家族。多梳组（PCG）的突变会导致发育异常和肿瘤发生。EZH1和EZH2是PRC2复合物中的一个核心蛋白，具有甲基化转移酶的活性，使组蛋白H3K27发生甲基化。研究表明EZH2在不同肿瘤细胞系中过量表达，从而促进癌症的发生。由于肿瘤细胞和胚胎干细胞（ESC）有许多共性如快速增殖和自我更新，因此我们在肿瘤细胞和胚胎干细胞中对PRC2作了深入的机理研究。第一，我们在人乳腺癌细胞系MDA-MB-231中构建了带双标签的FLAG-Biotin的PRC2的蛋白 (EZH2, EZH1, EED, MTF2, Jarid2) 并通过免疫共沉淀和质谱鉴定了PRC2相互作用蛋白。由于我们并没有发现乳腺癌中PRC2特异的相互作用蛋白，因此我们进一步利用更有优势的实验系统ESC进行PRC2功能研究；第二，为了研究內源表达的PRC2的功能，我们构建了双标签FLAG-Biotin 敲入的PRC2小鼠胚胎干细胞细胞系，并在自然条件及交联条件下进行免疫共沉淀与亲和纯化联合质谱分析寻找PRC2相互作用蛋白。有趣的是，我们在交联条件下发现了一系列与PRC2相互作用的新蛋白；第三，用基因敲入技术，建立了双标签FLAG-Biotin的EED小鼠模型，为进一步研究PRC2在胚胎组织发育中的功能和作用机理提供了工具，亦为构建PRC2肿瘤小鼠模型奠定了基础；最后，我们发现了非编码RNA Haunt调控小鼠胚胎干细胞分化过程中HOXA区域基因的激活，可能是Haunt影响HOXA基因区域的组蛋白H3K27me3的去甲基化。揭示一种新颖的非编码RNA通过表观遗传学调控影响基因表达的模型。总之，上述一系列的研究为我们进一步解析PRC2在胚胎组织发育和肿瘤生成中的重要作用提供了坚实的基础。