组蛋白去甲基化酶JMJD2B在肾癌发生中的作用及机制研究

The pathogenesis of renal cell carcinoma(RCC) involves multiple mechanisms and complicated signaling pathway. Epigenetic regulation based on histone modification is a novel mechanism of renal carcinogenesis. The applicant found that epigenetic modifier histone demethylase JMJD2B was overexpressed in renal carcinoma tissues compared with normal renal tissues. Depletion of JMJD2B expression in renal carcinoma cells significantly impaired the clonogenic potential of the cells. The invasion ability of RCC cells was also significantly inhibited by JMJD2B depletion. The above findings indicate that JMJD2B plays an important role in the development of renal cell carcinoma. CDNA microarray and preliminary experiments showed that JMJD2B might involve in Wnt/β-catenin signaling pathway by regulating the expression of downstream target genes cyclinD1 and MMP7, thus contributing to renal carcinogenesis. Based on the previous findings, we will make further investigations on the following: (1) to determine the correlation of JMJD2B expression and related molecules and the prognostic significance of JMJD2B on human renal tissues; (2) to investigate the molecular mechanism of JMJD2B in the pathogenesis of RCC in renal carcinoma cells; (3) to verify the role of JMJD2B in the development and metastasis of RCC in nude mice model. We aim to clarify the role and related mechanism of JMJD2B in renal carcinogenesis and provide theoretical basis for the development of JMJD2B as a novel therapeutic target against renal cell carcinoma.

肾癌的发生涉及多种机制和复杂的信号通路，基于组蛋白修饰的表观遗传学调控是肾癌发生的新机制。申请者研究发现表观遗传修饰分子组蛋白去甲基化酶JMJD2B在肾癌组织中的表达水平比正常肾组织明显升高，抑制肾癌细胞中JMJD2B的表达肾癌细胞的生存能力明显下降，而且肾癌细胞的侵袭能力显著降低，提示JMJD2B在肾癌发生中发挥重要作用。通过基因芯片筛选和初步验证发现JMJD2B可以调控Wnt/β-catenin信号通路靶基因cyclinD1和MMP7的表达，从而促进肾癌的发生发展。在此基础上，申请者拟进一步研究（1）肾癌组织中JMJD2B和相关分子的表达及其与患者预后的相关性；（2）在肾癌细胞系中阐明JMJD2B介导肾癌发生的分子机制；（3）通过裸鼠体内实验验证JMJD2B在肾癌发生和侵袭转移中的作用。从而揭示JMJD2B在肾癌中的作用及相关机制，为JMJD2B作为新的肾癌治疗靶点的开发提供理论依据。

肾癌是泌尿系统最常见的恶性肿瘤之一，肾透明细胞癌是最常见的肾癌类型，占肾癌总数的75%以上。虽然VHL肿瘤抑制基因的失活是肾透明细胞癌的主要遗传学改变，新近的研究证实组蛋白修饰酶和染色质重塑分子的基因突变和表达调控异常与肾癌的发生也密切相关。因此，更全面的认识组蛋白修饰和染色质重塑在肾癌发生中的关键作用及其调控机制，可以为肾癌的治疗提供新的治疗靶点和治疗策略。. 我们的研究发现JMJD2B，也称KDM4B，在肾透明细胞癌的发生发展中发挥重要作用。QRT-PCR 和免疫组化分别检测肾透明细胞癌和癌旁正常肾组织JMJD2B 的mRNA 和蛋白表达，结果显示JMJD2B 在肾癌组织中的表达明显高于正常肾组织。我们选取VHL 基因失活的肾癌细胞系A498 和786-O，通过JMJD2B 特异性小干扰RNA抑制JMJD2B 的表达，CCK8实验证实抑制JMJD2B的表达后细胞增殖能力显著降低，克隆形成试验发现JMJD2B 的表达抑制后，肾癌细胞的克隆形成能力也明显降低。流式细胞凋亡检测实验发现抑制JMJD2B表达后细胞的凋亡增加。划痕实验和Transwell 基质胶侵袭试验检测了JMJD2B 对肾癌细胞迁移和侵袭能力的影响，结果表明抑制JMJD2B 表达后肾癌细胞的迁移和侵袭能力均明显降低。以上体外实验表明干扰JMJD2B可以抑制肾癌细胞的增殖，促进细胞凋亡。接下来裸鼠皮下注射A498细胞，动物体内实验显示干扰JMJD2B表达后肾癌细胞皮下成瘤能力显著受到抑制，表明在体内环境干扰JMJD2B也可以抑制肿瘤的生长。通过对JMJD2B影响肾癌细胞增殖和侵袭转移的机制研究，我们发现干扰JMJD2B后c-myc和MMP7的表达降低，β-catenin的转录活性降低，表明JMJD2B通过β-catenin信号通路调控肾癌细胞的增殖和侵袭转移。. 通过整体水平、细胞分子水平和实验动物水平的研究，我们的研究揭示了表观遗传修饰分子JMJD2B 在肾癌发生发展中的作用及其相关分子机制，提示JMJD2B 作为肾癌候选药物靶点具有潜在价值，为表观遗传分子作为新的肾癌靶向治疗药物的开发提供重要的理论依据。