砷诱导肝细胞恶性转化与组蛋白修饰的关系

砷被诸多权威机构认定为人类已确定的致癌物，但是其致癌作用机制尚未阐明。组蛋白修饰的变化与肿瘤发生发展密切相关，结合以往研究及本课题组的前期工作，我们提出组蛋白修饰的变化可能是砷致癌机制之一的理论假设。为确认这一假设，我们利用本课题组建立的砷诱导恶性转化人肝细胞株L-O2-As1及正常肝细胞株L-O2作为研究模型，采用western blot 、非变性染色质免疫共沉淀及变性染色质免疫共沉淀等方法检测并分析肝细胞恶性转化过程中组蛋白的各种修饰（主要是甲基化、乙酰化和泛素化）发生了何种变化，并构建肝细胞恶性转化过程中组蛋白不同修饰之间的交叉对话，以探索调节组蛋白修饰模式是否是砷诱导肝细胞恶性转化的机制，为深入理解砷致癌作用机制以及慢性砷中毒的防治提供理论和实验依据。

确定致癌物砷的致癌作用机制尚未完全阐明。在本研究中，我们利用本课题组建立的砷诱导恶性转化人肝细胞株L-O2-As及其亲本L-O2细胞作为研究模型，通过研究组蛋白修饰模式变化探讨了砷致癌作用机制。发现恶性转化肝细胞L-O2-As中，组蛋白修饰模式发生改变：转录沉默标志（H3K9Me3、H3K27Me3）和转录活跃标志（H3K4Me3、H3K36Me3及H3K79Me3）均显著增加，而ubH2A和ubH2B水平降低。泛素水解酶USP22和组蛋白去乙酰化酶SIRT1表达显著增加，PRC组成员Bmi-1表达上调，c-myc 及其靶基因cylcin D2表达增加，抑癌基因p21和p16表达降低。采用特异siRNA分别降低L-O2-As中USP22、SIRT1、Bmi-1及c-myc含量均可降低L-O2-As锚定独立性生长能力。癌基因cylcinD2和抑癌基因p21、p16启动子区组蛋白修饰模式不同：在cylcinD2启动子区结合更多的USP22、H3K4Me3以及较少的ubH2A、ubH2B；而在抑癌基因p21、p16启动子区结合有较多的Bmi-1和H3K27Me3。这些研究结果提示：在诱导肝细胞恶性转化过程中，砷即可通过诱导c-myc和USP22表达，c-myc招募SAGA结合到cylcinD2的启动子区，利用USP22将ubH2B去泛素化，从而调节cylcinD2等基因的转录表达；也可通过诱导Bmi-1表达，抑制p16等抑癌基因的表达，从而诱导肝细胞发生恶性转化。该研究为深入理解砷致癌作用机制以及慢性砷中毒的防治提供理论和实验依据。