染色质重塑因子（ARID1A）突变在膀胱移行细胞癌发生中的作用机制研究

Chromatin remodeling is a dynamic process which promotes the binding of DNA and related factors during DNA replication, repair, restructuring and transcription. Dysregulation of Chromatin remodeling will affect the expression of multiple genes, leading to the occurrence of a variety of diseases such as cancer. .In our former study, by performing massively parallel sequencing in bladder transitional cell carcinomas, we indentified inactivating mutations in ARID1A gene which encoded a subunit of chromatin remodeling complex. We found that most of the mutations found in this gene were truncated mutations. Moreover, clinical data showed that ARID1A mutations correlated with poor prognosis of patients with bladder transitional cell carcinoma. These finding strongly suggested that the mutations in ARID1A may play an important role in the development of bladder transitional cell carcinoma. However, the mechanism whereby which ARID1A promote the development of bladder transitional cell carcinoma still remains unclear due to the lack of systematic functional study. In view of this, we proposed constructing ARID1A mutations bladder transitional cell carcinoma cell lines by CRISPR/Cas9 method, and perform PCR sanger sequencing, immunohistochemical, in vito cell function experiment, in vivo tumorigenesis experiment and transcriptome sequencing to explore the function and mechanism of ARID1A mutations in bladder transitional cell carcinoma. ARID1A may be developed and used as a novel and important diagnosis and prognostic maker for bladder transitional cell carcinoma.

染色质重塑调节异常会影响多种基因的正常表达，从而引起癌症等多种疾病的发生。本申请者在膀胱移行细胞癌临床大样本基因组研究中筛选出一个高频突变基因ARID1A。该基因编码产生染色质重塑复合物的一种亚基，我们发现在膀胱移行细胞癌中该基因的多数突变都是终止突变，临床数据显示ARID1A突变与膀胱移行细胞癌患者预后较差相关，提示了该基因突变在膀胱移行细胞癌的发生发展中扮演重要的角色。 .但是目前ARID1A基因突变在膀胱移行细胞癌的发生发展中的作用机制尚不明确。鉴于此，本研究拟在CRISPR/Cas9 构建ARID1A突变型膀胱移行细胞癌细胞系的基础上，通过PCR sanger测序、免疫组化、细胞功能实验、动物活体成瘤和转录组测序等方法，系统深入地探索ARID1A基因突变与膀胱癌的发生和发展关系及其作用的分子机理。为从该基因的作用机制中找到膀胱癌预后诊断与个性化治疗的新靶点奠定基础。

膀胱癌是发生于膀胱黏膜上的恶性肿瘤，是十大常见肿瘤之一，也是泌尿系统最常见的恶性肿瘤。但是目前引起膀胱癌发生、发展的生物学机制尚不明确。课题组前期在膀胱癌基因组研究中发现了一个高频突变基因ARID1A。该基因编码染色质重塑复合物亚基，其基因突变及表达量变化，在膀胱癌的发生、发展中起到的作用及其分子机制尚不明确。 .本项目集中于ARID1A基因突变及表达变化的临床相关性和生物功能学研究，探索了ARID1A基因突变及其表达变化在膀胱癌的发生、发展中起到的作用及其背后的分子机制。课题组首先收集 100 例未经放化疗处理的膀胱移行细胞癌患者的癌组织和癌旁正常组织。通过免疫组化技术检测 ARID1A 蛋白在膀胱癌组织和癌旁组织中的表达情况。分析 ARID1A表达量与膀胱癌患者性别、发病年龄、肿瘤类型、分期、转移、预后和生存率等的相关性。实验结果提示，ARID1A蛋白表达量下降普遍发生于膀胱癌病人癌组织样品中，可能在膀胱癌的发生发展中起到重要的作用。同时，ARID1A蛋白低表达可能是膀胱癌病人预后更差的生物标志。随后，课题组通过CRISPR/Cas9 方法，在体外构建了携带ARID1A 基因chr1:26978197位点C>T热点突变的膀胱癌细胞株，并通过细胞功能学实验检测 ARID1A 基因突变对膀胱移行细胞癌细胞株的生长、 增殖、 迁移、凋亡和细胞周期等各项功能的影响。发现chr1:26978197 C>T热点突变促进了膀胱癌细胞的分裂、增殖、迁移和侵袭，同时抑制了膀胱癌细胞的凋亡，即提高了膀胱癌细胞的恶性表型。此外，课题组先利用测试数据开发了RNA分子信号互作机理的分析流程，然后完成了对携带chr1:26978197 C>T突变的膀胱癌细胞株及其野生型的母细胞株的转录组测序工作，并采用开发好的软件流程，探索chr1:26978197 C>T突变提高膀胱癌细胞的恶性表型的分子机制。本研究的完成将有助于深入理解膀胱癌发生发展的分子机制，寻找和膀胱癌细胞恶性表型相关的分子标志物，为膀胱癌的精准医疗提供新思路。.本项目已有1篇英文论著在国际SCI期刊发表，1篇英文论著成稿准备投稿SCI期刊，另一篇英文文稿正在撰写中。联合培养硕、博士研究生2人。