肝癌中炎性相关基因异常表达的分子机制研究

慢性乙型肝炎是肝癌的重要原因，炎性相关基因表达失调是肝癌发生发展过程中关键的生物学事件。然而，肝癌中炎性相关基因表达失调的机制以及个体差异的原因仍未阐明。前人的工作要么针对单个基因，要么针对遗传或表遗传单一机制进行研究，无法全面解释该生物学现象。我们认为一些炎性相关基因调控区在肝细胞癌变中发生体细胞突变，它们与拷贝数改变及表遗传修饰一起影响炎症系统基因表达，推动肝癌的发生发展，而炎性相关基因调控区种系变异决定此种基因表达强度的个体差异。本项目运用新一代测序等技术平台，全面研究肝癌组织中表达失调的炎性相关基因的拷贝数变异、启动子区突变及表遗传修饰与基因表达的关系，从遗传学和表遗传学整体上阐明肝癌发生发展中炎性相关基因表达异常的机制，阐明拷贝数变异、启动子区突变和表遗传修饰三个因素在导致炎性相关基因表达异常上的作用及其相对重要性，为肝癌的预防、个体化治疗和发现药物和治疗靶点提供新思路。

慢性乙型肝炎是肝癌的重要原因，炎性相关基因表达失调是肝癌发生发展过程中关键的生物学事件。然而，肝癌中炎性相关基因表达失调的机制以及个体差异的原因仍未阐明。前人的工作要么针对单个基因，要么针对遗传或表遗传单一机制进行研究，无法全面解释该生物学现象。我们认为一些炎性相关基因调控区在肝细胞癌变中发生体细胞突变，它们与拷贝数改变及表遗传修饰一起影响炎症系统基因表达，推动肝癌的发生发展，而炎性相关基因调控区种系变异决定此种基因表达强度的个体差异。本研究对30例配对肝细胞肝癌的癌和癌旁组织基于芯片基因组整合分析筛选DNA甲基化和拷贝数变异导致异常表达1027个炎性相关基因，并在高通量基因表达数据库和另一组独立的47例配对肝细胞肝癌的癌和癌旁组织验证252个差异表达基因、125个异常甲基化和287个拷贝数改变的炎性相关基因。由于统计学效能限制确认了11个差异表达基因和56个甲基化异常或拷贝数变异相关异常表达的炎性相关基因。在肝癌发生发展的中晚期约有30%炎性相关基因的表达受到自身甲基化或拷贝数改变的调控。本研究不仅首次系统阐述了DNA甲基化或拷贝数改变对肝癌中炎性相关基因表达的影响，更重要的是为肝癌的预防、个体化治疗和发现药物和治疗靶点提供新思路。APOBEC3是胞苷脱氨酶家族成员，参与天然免疫抵抗乙肝病毒（HBV）等病毒。位于横跨APOBEC3A与APOBEC3B（A3B）基因一个拷贝缺失造成A3B基因编码区全长缺失而破坏该基因表达。为揭示是否这个拷贝数变异与HBV感染以及HBV相关肝细胞癌（HCC）发病风险相关。本研究还检测1124例HCC和510例HBV持续感染者及826例健康对照的A3B这个拷贝数变异基因型。在肝癌细胞系中构建了不具有DNA编辑功能的突变体A3B E255A，确证A3B对HBV基因组的编辑作用。基因型分析发现，与未携带A3B del等位基因型（+/+）者比较，携带至少一个A3B del等位基因（+/-或-/-）者持续HBV感染风险增加，患肝癌风险增加。体外实验发现A3B转染可使HepG2细胞中HBV mRNA表达水平显著降低，并可降低对HBV基因组进行编辑产生G>A突变。发现胞苷脱氨酶突变A3B（E255A）能够通过不能编辑HBV而抑制HBV RNA表达水平。A3B基因缺失直接减弱了对HBV清除能力，导致HBV持续感染，增加HBV相关肝细胞癌发病风险。