HOTAIR调控的高甲基化基因SIX3靶向AurA/B影响胶质瘤细胞有丝分裂的作用机制研究

Epigenetic abnormalities are central to many common human diseases, including cancer. We previously demonstrated SIX3 is a new hypermethylated gene in glioma. and found lncRNA HOTAIR inhibits the expression of SIX3. Interference the expression of HOTAIR reduces EZH2 gathering in the promoter region of SIX3, which reducing the level of H3K27me3. In addition, we also confirmed that ZNF263 is transcription repressors of SIX3, and interference ZNF263 derceased the methylation of SIX3 promoter. We further discovered the interaction between HOTAIR and ZNF263. Based on these empirical and literature analysis, we hypothesize that “HOTAIR recruits PRC2 to target SIX3 through binding with ZNF263, leading to the hypermethylation of SIX3 in glioma”. We also found AurkA and AurkB are targets of SIX3, which are closely related with mitosis and genomic instability. In this project, we will elucidate not only the mechanism of SIX3 hypermethylation, but also the tumor suppressive function of SIX3 in glioma. Simultaneously, this project might preliminary clarify the mechanism of HOTAIR affected cell mitosis by regulating SIX3 gene in glioma.

表观遗传异常是肿瘤一个重要特征，我们前期证实SIX3为脑胶质瘤新高甲基化基因。研究发现HOTAIR抑制SIX3表达，干扰HOTAIR导致SIX3启动子区EZH2等聚集减少，H3K27me3水平降低。此外，证实ZNF263是SIX3的转录抑制因子，干扰ZNF263则降低SIX3基因启动子甲基化水平。综上提出科学假说：“HOTAIR通过ZNF263 靶向SIX3, 招募PRC2等影响组蛋白修饰，调控脑胶质瘤中SIX3的高甲基化修饰和表达”。同时发现AurkA/B是SIX3的靶基因，参与细胞有丝分裂。因此提出“SIX3作为转录因子负性调控AurkA/B表达，参与胶质瘤细胞的有丝分裂”。通过本项目研究，不仅可以阐明SIX3在胶质瘤中发生高甲基化修饰的机制，而且可以明确SIX3作为胶质瘤抑瘤基因的功能机制；同时也可以初步阐明LncRNA HOTAIR通过SIX3基因影响胶质瘤细胞有丝分裂的作用机制。

本课题的主要研究内容为：SIX3 在星形胶质瘤中发生高甲基化修饰的原因，及其 SIX3 高甲基化、低表达对星形胶质瘤发生发展的影响。我们通过研究发现星形胶质瘤中 ， ZNF263 通 过 蛋 白 相 互 作 用 招 募KAP1/HP1/HDAC2/PRC2/DNMTs 等至 SIX3 的核心启动子区，导致SIX3 启动子区表观沉默，抑制 SIX3 的转录；EGFR/MAPK 信 号 通 路 通 过 ERK2 与 ZNF263 的 ERK D-domain 相互作用，维持 ZNF263 的蛋白稳定性，促进 SIX3 表观沉默。SIX3 是一个星形胶质瘤抑制基因，转录抑制 AURKA 和AURKB 的表达进而影响细胞的有丝分裂，抑制星形胶质瘤增殖。AURKA 和 AURKB 之间存在直接相互作用，而且 AURKA和 AURKB 的结合能够维持彼此蛋白的稳定性，但 SIX3 不影响AURKA 和 AURKB 的相互作用。本研究的科学意义在于阐明了SIX3在胶质瘤中发生高甲基化修饰的机制，明确SIX3作为胶质瘤抑瘤基因的功能机制；初步阐明LncRNA HOTAIR通过SIX3基因影响胶质瘤细胞有丝分裂的作用机制。