导入PRC2基因修复肿瘤细胞IGF2遗传印迹丢失的作用及其机制研究

人胰岛素样生长因子II（IGF2）基因印迹丢失引起细胞生长异常，从而与肿瘤发生有关。前期研究显示，蛋白多聚抑制复合物2（Polycomb repressive complex 2，PRC2）缺失可影响IGF2基因印迹控制域正常染色体内环调控结构形成。为了探讨PRC2对肠癌细胞中IGF2印迹丢失恢复的作用，本项目通过构建表达PRC2主要基因的表达载体，以CTCF介导的染色体内环构型为研究基础，将PRC2关键亚基分别转入IGF2印迹丢失的肠癌肿瘤细胞中，观察是否能够修复肿瘤细胞的印迹丢失，同时观察是否重构了肿瘤细胞中的染色体内环结构，最后观察PRC2关键组分是否影响肿瘤的成瘤性，探究PRC2如何调控IGF2等位基因表达，以及其与高密度染色体结构之间的相互作用，进一步阐明肿瘤中IGF2基因印迹丢失的机制，并试图通过纠正肿瘤细胞中的IGF2印迹丢失，降低肿瘤细胞成瘤性，为治疗恶性肿瘤提供新思路。

本课题研究了肿瘤细胞中IGF2基因印迹异常发生机制，通过导入PRC2复合体来修复IGF2的印迹丢失从而寻找抑制肿瘤生长的治疗靶标。确定了PRC2中的连接蛋白SUZ12是调节IGF2基因印迹的关键因子，异位表达SUZ12能修复癌细胞株中IGF2正常的单等位基因表达，采用染色质免疫共沉淀（CHIP）和染色体构象捕获技术（3C），发现慢病毒表达的SUZ12结合到IGF2的启动子上，和内源性的CTCF一起相互作用在印迹控制区（ICR）和IGF2启动子之间形成长距离染色质环。组蛋白甲基化转移酶EZH2被招募到IGF2启动子区域，引起H3K27超甲基化，抑制一个等位基因的表达，引起IGF2印迹的修复。这些数据证明SUZ12是调节IGF2单等位基因表达过程中关键因子，为调节人类肿瘤中的IGF2表达提供了治疗策略。..为了进一步研究PRC2复合物的招募过程对于肿瘤发生的影响，我们研究了PRC2招募过程中的关键因子Jarid2在肿瘤发生中的作用。Jarid2基因介导了PRC2复合物招募过程中的DNA识别，它占据了基因组上很多梳状蛋白靶点。敲除葡萄膜黑色素瘤细胞（UM）中的Jarid2基因后，UM细胞的生长受到了抑制，转移能力减弱。证明Jarid2基因介导了PRC2复合物招募从而影响肿瘤的发生。..EZH2是多梳蛋白复合体PRC2的重要成员，通过其甲基化转移酶活性三甲基化组蛋白H3K27发挥转录抑制功能，前期的研究证明EZH2是一个重要的癌基因，能够促进肿瘤细胞的生长和增殖，我们构建了CTCF ZF-EZH2慢病毒表达载体，转染到肿瘤细胞中发现IGF2的印迹被部分矫正，影响了肿瘤的发生。..PRC2除了能够影响IGF2的印迹外，还参与了KCNQ1印迹调节，我们还发现Kcnq1ot1可以通过与EZH2相互作用从而招募PRC2蛋白形成染色体构象影响KCNQ1的印迹和表达，抑制Kcnqlot1 lncRNA可以阻止长距离染色体构象的形成使KCNQ1印迹丢失，这一研究说明PRC2参与肿瘤发生中的基因印迹丢失是具有普遍性的。..从事与本研究项目相关的毕业博士2名、硕士4名；还有在读博士生2名、硕士生3名。标注课题资助号的已经发表的论文13篇，其中SCI收录11篇，总影响因子59.385，一篇论文发表于Cell Stem Cell（IF 22.268）。获得上海市科技进步一等奖等。