PRMT5依赖的c-Myc抑制基因表达机制及其作用研究

c-Myc is a transcription factor and contributes to initiation and progression of a wide range of tumors. However, the molecular mechanism by which c-Myc regulates gene expression remains poorly understood. Protein arginine methyltransferase 5 (PRMT5) catalyzes the symmetrical dimethylation on arginine residues which plays an important role during the process of life. In our preliminary studies, we found that c-Myc inhibits the expression of key genes associated with cell growth in a PRMT5-dependent manner. Therefore, this project aims to analyze the the effects of c-Myc and PRMT5 on human gastric cancer cell proliferation, migration/invasion, cell cycle and apoptosis etc. Novel candidate target genes of both PRMT5 and c-Myc will be identified. More importantly, we will disect the role of PRMT5 in the regulation of cell growth mediated c-Myc, and its methyltransferase activity-dependence of target genes repressed by c-Myc. Combining the data from clinical analysis of patients, we will verify the potential function of PRMT5-dependent gene repression by c-Myc in the development of gastric cancer in vivo and in vitro. Altogether, this study is going to reveal a novel gene regulation mechanism repressed by c-Myc and help rationalize a novel strategy for the treatment of gastric cancer.

转录因子c-Myc与肿瘤的发生和发展密切相关。然而，多年来人们对c-Myc介导的基因表达调控机制并不完全清楚。PRMT5催化蛋白质精氨酸残基对称性双甲基化，对生命过程具有重要的调控作用。我们的前期研究发现c-Myc抑制细胞生长关键基因表达是PRMT5依赖的。因此，本项目将系统分析c-Myc和PRMT5对胃癌细胞增殖、迁移/侵袭、周期及凋亡等的影响。我们将鉴定PRMT5和c-Myc的共同候选靶基因，探讨PRMT5在c-Myc调节胃癌细胞生长中的作用及调控分子机制，深入解析c-Myc抑制细胞生长关键基因表达对PRMT5甲基转移酶活性的依赖性。在此基础上，结合临床病例分析在体内外进一步验证PRMT5依赖的c-Myc抑制基因表达机制在胃癌发生发展中的作用。该研究不仅提出了c-Myc调控基因表达的新机制，也为胃癌的临床治疗提供新的策略和理论依据。

蛋白质精氨酸甲基转移酶5（PRMT5）催化蛋白质底物精氨酸对称性双甲基化，对生命过程具有重要的调控作用。PRMT5参与多种人类肿瘤发生发展过程，但在胃癌中的作用及分子机制尚不清楚。我们前期研究发现PRMT5在胃癌组织标本中表达上调并催化组蛋白H4第三位精氨酸（R3）对称性双甲基化（H4R3me2s），从而抑制细胞生长关键基因，如PTEN、p18、p21、p57和p63的表达。Co-IP和体外Pull-down实验表明PRMT5与转录因子c-Myc在胃癌细胞中存在蛋白相互作用，进一步表明PRMT5与c-Myc可能协同调控下游靶基因表达。利用Western blot、Real-time PCR和染色质免疫共沉淀（ChIP）技术我们证实PTEN、p18、p21、p57和p63等细胞生长关键基因是PRMT5/c-Myc的直接下游靶基因。随后，我们应用人胃癌细胞为研究对象，系统分析PRMT5对胃癌细胞增殖的影响，结果表明干扰RPTM5表达后在体内和体外抑制胃癌细胞增殖。体外挽救（Rescue）实验表明PRMT5介导的组蛋白H4第三位精氨酸（R3）对称性双甲基化在PTEN等基因的转录抑制在促进胃癌细胞增殖中发挥重要作用。总之，PRMT5在胃癌中与可以催化细胞生长关键基因启动子区域组蛋白H4第三位精氨酸（R3）对称性双甲基化（H4R3me2s），从而抑制下游靶基因表达，进而促进胃癌的发生发展过程。因此，本研究为胃癌疾病的临床治疗提供了新的策略和理论依据。