肿瘤细胞中坏死基因Rip3的表达调控机制

Necrosis plays a prominent role in pathological conditions including ischemia, acute inflammatory tissue injuries and microbe-associated diseases. Previously, we have demonstrated that RIP3 is a key regulator for TNF- and TLR-induced necrotic death and participates in inflammatory tissue injury（He et al.Cell,2009; PNAS,2011）.A recent work demonstrated that deficiency of Rip3 promotes hepatocarcinogenesis triggered by conditional deletion of depletion of TAK1 in liver parenchymal cells. In this proposal, we have shown that most examined colon and hepatic cancer cells are resistant to TNF-induced necrosis. These cell lines do not express Rip3 and display heavy methylation of Rip3 promoter region. A specific inhibitor of DNA methylation dramatically induced the expression of RIP3 in these cells. Moreover, we have been working on identification of transcript factors involved in the regulation of Rip3 expression by a set of approaches including RNAi. Based on above findings, we will further identify and characterize epigenetic regulators and transcript factors and demonstrate how they regulate Rip3 expression and necrosis in these cancer cells. Moreover, we will investigate the role of RIP3-dependent necrosis in carcinogenesis and provide novel opportunities to develop therapeutic strategies for cancer.

细胞坏死参与许多重要疾病的发生，包括缺血性心脑血管疾病、急性炎症损伤和感染性疾病。我们已报道RIP3是调控TNF和TLR介导的细胞坏死的关键蛋白，并揭示其参与炎症损伤（He et al.Cell,2009；PNAS,2011）。最近的研究发现Rip3的缺陷促进NF-κB调控蛋白TAK1敲除小鼠自发的肝癌，提示RIP3可能有抑癌作用。本项目的初期研究发现多数结肠癌和肝癌细胞对TNF诱导的细胞坏死呈现抗性，进而发现这些细胞不表达Rip3且其启动子高度甲基化，利用去甲基化药物可诱导RIP3表达，还通过 RNAi等技术筛选了参与调控的转录因子，在此基础上，我们将进一步鉴定参与调控的表观遗传因子和转录因子,从机制上阐明它们调控Rip3表达的机理及在细胞坏死中的作用，并从功能上解析Rip3表达的改变对肿瘤形成的影响,从而揭示肿瘤细胞中Rip3的表达调控机制及其在抗肿瘤中的意义，为肿瘤治疗提供新的思路。

细胞程序性坏死是一种依赖于蛋白激酶RIP3的程序性细胞死亡方式，参与许多重要疾病的发生，包括缺血性心脑血管疾病、急性炎症损伤和感染性疾病等。研究发现RIP3蛋白只在一些肿瘤细胞中选择性表达，但其表达调控的机制及其在肿瘤发生发展中的作用有待阐明。本项目发现多数结肠癌和肝癌细胞对TNF诱导的细胞坏死呈现抗性，进而发现这些细胞不表达Rip3且其启动子高度甲基化，利用去甲基化药物可诱导RIP3表达。我们发现了参与调控肿瘤细胞Rip3表达的表观遗传调控因子UHRF1，在不表达RIP3的肿瘤细胞系中降低UHRF1的表达水平可以显著降低Rip3基因启动子区域甲基化的水平，进而促进RIP3的表达。我们筛选鉴定了调控Rip3表达的转录因子Sp1。通过RNA干扰技术沉默肿瘤细胞中Sp1的表达能够显著降低坏死基因Rip3的转录活性，进而能够显著抑制程序性细胞坏死的发生。我们发现在稳定沉默Sp1的肿瘤细胞中，回补野生型Sp1而不是功能缺失的突变型Sp1之后，能够恢复肿瘤细胞程序性细胞坏死的响应。另外，我们还发现通过RNA干扰沉默UHRF1后促使表达得以恢复的RIP3同样依赖于转录因子Sp1的作用。组蛋白乙酰化不参与调控RIP3表达。而且，我们还从功能上解析了肿瘤细胞中Rip3的表达能够促进体内肿瘤细胞的程序性坏死和炎症反应，抑制体内肿瘤生长。因此，我们的研究从揭示了肿瘤细胞中Rip3的表达调控机制及其在抗肿瘤中的意义，为肿瘤治疗提供新的思路。此外，我们进一步鉴定了能够促进肿瘤细胞死亡的小分子化合物并揭示了其抗肿瘤作用机理，为进一步研发抗肿瘤药物奠定基础。