Hedgehog-Gli1-DNMTs轴调控胰腺炎癌转化的表观遗传机制研究

A large number of studies have shown that chronic pancreatitis and pancreatic cancer are closely related, but the mechanism of pancreatitis malignant transformation is not clear. In our previous study it was found that the expression of Hedgehog/GLI1 (Hh-GLI1) and DNA methytransferase 1 and -3a (DNMT1/3a) were obviously up-regulated in acute pancreatitis, chronic pancreatitis, pancreatic cancer, DNMT1/3a could be regulated by transcription factor GLI1, and in addition DNMT1 was a direct target of GLI1. Because DNMT is the most important catalysis during DNA methylation, it broadly affects DNA methylation level, so we propose Hh-GLI1 could contribute to pancreatitis malignant transformation by regulating DNMT1/-3a and the methylation level of related genes. This multidimensional study, from the molecular level to the overall level as well as in animal models and clinical samples, will help to clarify the regulative function of Hh-GLI1-DNMTs axis on DNA methylation and pancreatitis malignant transformation. It would set a bridge between Hh-GLI1 pathway and epigenetic modification, and then elucidate the molicular mechanisms underlying pancreatitis malignant transformation and provide new ideas for the early diagnosis and treatment of pancreatic cancer.

大量研究表明，慢性胰腺炎与胰腺癌关系密切，但胰腺炎癌转化的具体分子机制尚不明确。我们前期发现，在急性胰腺炎、慢性胰腺炎及胰腺癌组织标本中Hedgehog-GLI1信号通路及DNA 甲基转移酶（DNMT1、DNMT3a）表达均明显升高，转录因子GLI1 可以调控DNMT1/3a的表达，而且DNMT1是GLI1转录调控的直接靶基因。由于DNMT 与DNA 的甲基化程度密切相关，因此我们推测在胰腺炎癌转化的过程中，Hedgehog-GLI1通过调节DNMT1/3a而影响相关基因甲基化水平从而导致胰腺炎癌转化的发生。本研究将从分子水平到整体层面以及动物模型、临床样本进行多维研究，探讨 Hh-GLI1-DNMTs 轴对基因甲基化修饰及胰腺炎癌转化的影响，以上研究将搭建起Hh信号通路与表观遗传修饰的桥梁，有助于阐明胰腺癌发生发展的分子机制，为胰腺癌的早期诊断及治疗提供新的思路。

炎性微环境在以显著的纤维炎症反应为特征的胰腺癌发病中起重要作用。STAT3通路是公认的连接炎症与肿瘤的“桥梁”，参与了胰腺癌的发生发展。近年来，有关JAK/STAT通路关键的负反馈调节因子-SOCS3和癌高甲基化基因 (HIC1)在各种肿瘤中的研究越来越多，两者经常出现表达缺失或启动子区域高甲基化表观遗传修饰而表达沉默的现象，这通常预示着肿瘤的不良预后。然而，HIC1与SOCS3 在胰腺癌发生发展中的作用没有阐明，特别在调控胰腺癌侵袭转移能力的分子机制方面没有报道。本研究旨在探索胰腺癌中SOCS3和HIC1的表达调控机制及对胰腺癌侵袭转移能力的影响以及分子机制研究，并最终为胰腺癌寻求有效的治疗靶点奠定基础。. 我们通过体内体外相结合的方法，发现STAT3活化促进了SOCS3基因启动子的高甲基化，从而负性调控SOCS3表达。恢复SOCS3可抑制胰腺癌细胞的增殖、迁移、侵袭和成瘤能力，其可能机制包括诱导G1/S细胞周期阻滞、促进凋亡、抑制STAT3活化及其下游靶基因的表达。另一方面我们的研究发现HIC1的表达丢失与肿瘤的恶性程度和患者的不良预后明显相关；恢复HIC1的表达能显著抑制胰腺癌的侵袭转移能力，下调HIC1的表达能促进胰腺癌的侵袭转移。HIC1与STAT3相互结合形成复合物，抑制STAT3转录活性，从而抑制 IL-6/STAT3信号通路下游靶基因c-Myc，VEGF，Cyclin D1，MMP2 和 MMP9的表达。. 综上所述，炎性因子IL-6通过活化STAT3信号通路诱导 DNMT1甲基化抑制SOCS3基因的表达，进而导致STAT3通路的失衡及持续活化。SOCS3的表达降低促进了胰腺癌的生长及转移。另一方面，HIC1抑制胰腺癌侵袭转移主要与其抑制STAT3信号通路侵袭转移相关关键基因 (c-Myc、Cyclin D1、VEGF、MMP2、MMP9) 的表达有关。HIC1的表达丢失是胰腺癌发生发展的一个重要因素。因此，SOCS3和HIC1均表现为IL-6/STAT3信号通路的负性调节因子。靶向抑制SOCS3及HIC1的表达，可以抑制IL-6/STAT3信号通路的活化，这将成为胰腺癌重要的治疗策略。