hnRNP K/E对HPV16整合的调控及其在宫颈癌变进展中的作用

It is well known that the integration of human papillomavirus 16 (HPV 16) into the host genome is the crucial cause in the progression of cervical cancerization, but the mechanism is not precisely clear. Based on that hnRNP K/E have unique regulatory function in gene transcription and post-transcription, and can bind HPV16 gene RNA in Open Reading Frame (ORF). We hypothesize that hnRNP K/E may involve in the development of cervical cancer through regulating the HPV 16 expression. In order to confirm this hypothesis, our study will focus on the interaction between hnRNP K/E and the key integrative genes E2, L1, L2 of HPV16. We will first explore the relationship between hnRNP K/E and HPV16 integrative genes expression, as well as the association between hnRNP K/E and cervical cancer in vivo and in vitro. Then we will observe the immunofluorescent co-localization of hnRNP K/E and HPV16 genes in cervix cells and analyze their integration effects. Furthermore, to confirm such effects, we will combine vitro experiments by siRNA technology. According to these results, this study aims to evaluate the effects and possible molecular biology mechanisms of hnRNP K/E through regulating HPV16 integrative genes expression in the progression of cervical carcinomas. So may provide evidences for etiology and pathogenesis of cervical cancer and afford novel insights into the cancer management.

HPV16与宿主细胞整合是宫颈细胞癌变的主要原因，但其机制不明。鉴于hnRNP K、E在基因转录和转录后调控中具有独特作用，且可与HPV 16不同ORF区域RNA发生特异性结合，提示，hnRNP K、E势必可通过调控HPV16基因的表达在宫颈病变的进展中发挥作用。为了验证这一假设，本研究以HPV16整合相关的关键基因E2、L1、L2 与hnRNP K、E的相互作用为切入点，从人群研究和体外实验两个层面，探讨hnRNP K、E与HPV16整合基因及宫颈病变的关系，观察hnRNP K、E与HPV16 整合基因在细胞内的定位和共定位，分析它们之间的相互作用与结合能力，同时应用siRNA干扰技术对以上生物学功能加以验证。以此综合评价hnRNP K、E对HPV16整合基因的调控及其在宫颈癌变进展中产生的效应，为深入宫颈癌的病因和发病机制研究提供新的理论依据，为探寻宫颈癌变的防治靶点开拓思路。

人乳头瘤病毒（HPV），特别是高危型HPV16持续感染是宫颈癌发生最主要的病因因素，HPV16与宿主基因整合宫颈癌变的关键，但机制不明。RNA结合蛋白hnRNP K、E具有与HPV16 基因发生特异性结合的独特分子结构，在基因转录和转录后调控以及肿瘤发生中具有重要作用，但与宫颈病变的关系未成结论。本研究以HPV16整合的关键基因与hnRNP K、E的相互作用为切入点，在人群研究获得hnRNP K、E与HPV16整合关键基因存在相互关联并在宫颈癌变进展中具有交互效应的基础上，从体外细胞实验层面对hnRNP K、E基因实施干扰，结合Chip-Seq等技术，评价hnRNP K、E对HPV16 整合基因的调节以及宫颈细胞恶性转化的作用。结果显示，hnRNP K高表达、hnRNP E1/E2低表达，均可增加宫颈癌及其癌前病变的罹患风险，且与HPV16感染对宫颈癌变的发生具有正相加交互效应；上调hnRNP K可促进宫颈癌细胞的增殖和细胞周期向G2/M期转变，抑制细胞凋亡，而hnRNP E1/E2被上调后，则可抑制宫颈癌细胞的增殖，促进凋亡；hnRNP K可与HPV16调控元件（LCR）结合，特别是HPV16 7555F/7681R和7854F/65R基因片段发生紧密结合，继而上调E2、E6 mRNA水平，增加癌基因E6蛋白的表达；hnRNP K、E蛋白广泛地与人类基因组DNA结合，其结合位点主要分布于人类基因组的基因间区和内含子区；hnRNP K、E参与了多条具有调控基因转录、翻译，以及调节细胞周期、凋亡、迁移、黏附和分裂的信号通路，特别是参与了病毒致癌及雌激素信号转导等与宫颈癌密切相关的通路。据此，我们做出如下结论：hnRNP K高表达和hnRNP E1/E2低表达可增强HPV16的致癌效应，促进宫颈癌变的进展，hnRNP K、E可作为宫颈病变的重要预警指标；hnRNP K可能通过与HPV16基因转录调控元件特异结合，调节 HPV与宿主细胞的整合，进而影响宫颈癌变的发生和进展；hnRNP K、E不仅直接影响宫颈细胞的生物学功能，而且与人类基因结合广泛，参与多种与癌症发生关系密切的生物通路，提示hnRNP K、E可作为肿瘤生物治疗的潜在的靶标。本研究为预测宫颈病变的进展和风险评估，深入研究其生物学机制以及寻找干预靶点提供了重要科学依据。