CTDSPL基因及片段缺失在宫颈癌中的作用和致病机制

Investigation of genetic determinants and the pathogenic mechanism of cervical cancer is critical for prevention and treatment of cervical cancer. We have performed the first genome-wide copy number variation (CNV) study of cervical cancer in the world and found that deletion in CTDSPL significantly increased cervical cancer risk. Over-expression of CTDSPL significantly inhibited the clone formation of Hela and tumor growth in mice. According to RNA-seq data, this deletion is highly correlated with decreased expression of CTDSPL in cervical cancer tissues. In-silico analysis indicates that there is binding site of transcriptional factor ZNF263 in this deletion. To elucidate the role and mechanism of CTDSPL and the deletion in the development of cervical cancer, we will 1) investigate the effect of up-regulation and down-regulation of CTDSPL on cell apoptosis, migration, invasion, cell cycle and tumor formation in mice; 2) investigate the role of CTDSPL in transcriptional regulation and signal transduction through RNA-seq, ChIP-seq and Proteomics in CTDSPL knockout mice; 3) and confirm the function of the deletion through Luciferase Reporter Assay, Electrophoretic Mobility Shift Assay (EMSA) and Chromatin Immunoprecipitation (ChIP). This study will help elucidate the pathogenesis of cervical cancer and provide clues to prevention and treatment of cervical cancer.

深入研究宫颈癌的遗传因素和致病机制对宫颈癌的预防和治疗至关重要。我们前期研究发现，CTDSPL基因的片段缺失显著增加个体罹患宫颈癌的风险；人宫颈癌Hela细胞系中过表达CTDSPL显著抑制细胞克隆形成以及体内载瘤裸鼠肿瘤生长；CTDSPL片段缺失与宫颈癌组织中该基因表达下调显著相关；该缺失片段存在转录因子ZNF263结合位点。为了揭示CTDSPL和缺失片段在宫颈癌发生过程中的作用和机制，我们将通过异常表达CTDSPL，观察其对细胞凋亡、迁移、侵袭、细胞周期以及小鼠体内成瘤能力的影响；随后利用CTDSPL基因敲除小鼠，通过RNA-seq、ChIP-seq 和蛋白质组学的方法研究CTDSPL转录调控和信号转导机制；最后通过荧光素酶报告基因、凝胶迁移实验和染色质免疫沉淀明确该缺失片段在基因转录调控中的作用。该研究将有助于揭示宫颈癌的发病机制，为宫颈癌的预防和治疗提供新的线索。

宫颈癌是世界第三大女性癌症，其中80%的宫颈癌发生在发展中国家。我国每年新发病例为13万，约占全世界1/3。几乎所有的宫颈癌是由高危型人乳头瘤病毒HPV感染引起，当前的疫苗不能预防所有高危HPV类型。单纯HPV感染不足以导致癌变，>80%的女性一生中有过HPV感染，但绝大部分可被机体清除。只有1-4%不能清除HPV的个体会发展为持续感染，进而发展为宫颈癌前病变甚至宫颈癌。为此，从经济卫生学角度来看，在发展中国家和不发达地区实施全民接种疫苗不太实际。此外，接种疫苗并不是一劳永逸。 . 通过宫颈癌的全基因组拷贝数变异研究(1075病例/4014健康对照)，我们发现CTDSPL基因内含子1上的CTDSPL-6367bp片段缺失显著增加个体罹患宫颈癌的风险（OR=2.21, 95%CI=1.66-2.94, P=6.4e-8），并在另一项独立的病例-对照研究（1140病例/1058健康对照）中得到验证（OR=1.31，95%CI=1.05-1.65，P=0.02）。根据国际TCGA数据库中人宫颈癌组织RNA-seq数据，分析发现CTDSPL-6367bp片段缺失显著降低CTDSPL的转录水平(P=7.3×10-19)。此外，过表达CTDSPL显著抑制宫颈癌细胞增殖和移植瘤裸鼠肿瘤生长；敲减CTDSPL诱导正常宫颈上皮细胞癌变和裸鼠体内成瘤，揭示CTDSPL是一个新的宫颈癌抑癌基因。荧光素酶报告基因实验和ChIP-seq实验阐明CTDSPL-6367bp片段缺失导致CTDSPL基因内含子1上缺少转录因子GATA2的结合位点从而引起该基因转录水平下降，促进宫颈癌的发生。CTDSPL基因敲除小鼠并未发现产生肿瘤表型，鉴于高危型HPV病毒感染是几乎所有宫颈癌发生的必要条件，我们推测：单独敲除CTDSPL基因不能导致宫颈癌的发生，可能需要高危型HPV病毒感染同时存在才能诱发宫颈癌。截至目前国际上尚无法成功建立高危型HPV病毒感染生殖道的小鼠模型，该推断有待于在CTDSPL基因敲除小鼠的生殖道中成功完成高危型HPV病毒感染后进行验证。.以上研究发现进一步揭示了宫颈癌的发病机制，CTDSPL有望成为宫颈癌临床治疗的潜在靶点。此外，检测该基因上的遗传变异有望为宫颈癌的“精准医疗”提供新的线索和思路，并有助于筛查宫颈癌易感人群，实行精准疫苗接种。