人参皂苷Rh2靶向ANRIL分子介导CDKN2B-CDKN2A基因簇表观遗传调控的抗肿瘤作用机制

GS-Rh2 is an anti-tumor ingredient that was extracted from red ginseng, and the study of its pharmacological action mechanism is the key to promote the clinical application. LncRNA plays an important role in the tumorigenesis and development, which is expected as a new molecular target for cancer treatment. The CDKN2B-CDKN2A gene cluster encodes P15, P16 and P14 tumor-suppressor genes, the ANRIL is a lncRNA which transcript from the antisense strand of P15 gene. In this project, we plane to treat HepG2 cell with the GS-Rh2, examine the expression of ANRIL and cell vitality to confirm that the GS-Rh2 has the effect of inhibition cell proliferation and regulation the ANRIL expression. Then, after knockdown and over expression of ANRIL, we detect the changes in P15, P16, P14 mRNA and protein levels, histone acetylation and methylation, DNA methylation modification status to confirm the ANRIL in epigenetic regulation activity of transcription. To further study the targeted regulatory mechanism, we will test whether ANRIL interact with protein factor and DNA or RNA molecular in cell. This research helps to clear the molecular basis of the GS-Rh2 anti-tumor, reveal the mechanism of ANRIL mediated CDKN2B-CDKN2A gene cluster epigenetic regulation, and provide information for the study of the role of GS-Rh2 and ANRIL in cancer treatment.

GS-Rh2是红参中提取的抗肿瘤成分，深入研究其药理作用机制是推动临床应用的关键。lncRNA在肿瘤发生、发展中具有重要作用，有望成为肿瘤治疗新的靶点分子。CDKN2B-CDKN2A基因簇编码P15、P16、P14抑癌基因，ANRIL是P15反义链转录的lncRNA。本项目通过GS-Rh2处理人肝癌细胞，检测ANRIL表达和细胞活力，证实GS-Rh2抑制细胞增殖，调控ANRIL表达；干扰和过表达ANRIL，检测P15、P16、P14表达及启动子组蛋白甲基化、乙酰化，DNA甲基化，证实ANRIL在表观遗传学水平调控转录活性；进一步鉴定ANRIL结合的蛋白、核酸分子，研究其对P15、P16、P14靶向调控机制。本研究成果有助于明确GS-Rh2抗肿瘤作用分子基础，并揭示ANRIL介导的CDKN2B-CDKN2A基因簇表观遗传调控机制，为研究GS-Rh2和ANRIL在肿瘤治疗中的作用提供资料。

人参皂苷Rh2 （Ginsenoside-Rh2，G-Rh2）是红参（Panax ginseng C. A. Meyer）中提取的活性成分，属于人参二醇类，分子式：C36H62O8，是具有显著抗肿瘤活性的皂苷组分，深入研究其抗肿瘤作用的药理机制，是推动基础研究和临床应用的关键。LncRNAs在肿瘤发生、发展中具有重要作用，有望成为肿瘤诊断和治疗新的靶点分子。CDKN2B-CDKN2A基因簇编码P15、P16、P14抑癌基因，ANRIL是P15基因反义链转录的LncRNA。本项目给予G-Rh2处理肝癌HepG2细胞后，检测细胞增殖、迁移、细胞周期的变化及ANRIL 表达水平的改变；降低和过表达HepG2细胞中ANRIL表达水平后，检测P15、P16、P14基因表达的改变；干扰HepG2细胞中ANRIL的表达后，用G-Rh2处理细胞，检测细胞增殖、迁移、细胞周期的变化，及P15、P16、P14基因表达水平的变化；并进一步通过染色质免疫沉淀和甲基化质谱实验，检测ANRIL对P15、P16、P14基因启动子区域组蛋白甲基化和乙酰化修饰以及DNA甲基化的调节作用。本项目结果表明G-Rh2能够抑制肝癌细胞增殖和迁移，使S期细胞减少，G0/G1期细胞增多，同时调控ANRIL的表达水平；明确ANRIL对CDKN2B-CDKN2A基因簇转录活性具有调节作用，进而影响P15、P16、P14基因表达；证实G-Rh2是通过作用ANRIL，增加P15、P16、P14抑癌基因的表达，进而发挥抑制肿瘤细胞的增殖和迁移的作用；并阐明ANRIL介导P15、P16、P14基因启动子区域组蛋白甲基化、乙酰化修饰及DNA甲基化修饰，在表观遗传学水平调控CDKN2B-CDKN2A基因簇转录活性的作用机制。本研究结果不仅有助于明确人参皂苷Rh2抗肿瘤的药理作用机制，为肿瘤诊断和靶向治疗提供分子基础，并揭示ANRIL介导的CDKN2B-CDKN2A基因簇表观遗传调控机制，同时对于阐明LncRNA在肿瘤发生、发展过程中的功能复杂性和作用机制具有重要意义。