DNMT3A基因variants在胃癌发生中生物学作用及表观遗传调控机制的研究

重新甲基转移酶DNMT3A以DNA甲基化等作用表观遗传调控个体发育和细胞分化过程中基因表达模式。我们前期工作及其他研究组结果均发现，DNMT3A在胃癌组织中异常高表达。我们首次发现DNMT3A标签SNP -448 A>G位点遗传变异与胃癌组织中DNMT3A1表达水平有关，与胃癌易感性明显关联；抑制胃癌细胞中DNMT3A1表达明显影响细胞增殖能力。本项目将在前期研究基础上，应用qPCR等方法分析DNMT3A基因不同variants与胃癌不同临床表型关系；应用RNAi等技术研究差异表达DNMT3A variants在胃癌发生中生物学作用；应用MSP、ChIP等方法分析DNMT3A isoforms与胃癌中失活抑癌基因及miRNA基因表达关系及其机制；Case-control研究分析已筛选DNMT3A标签SNPs对胃癌早期预警作用；深入探讨DNMT3A在胃癌发生中生物学作用及其表观遗传调控机制。

DNA甲基转移酶3A (DNA methyltransferase 3A, DNMT3A)作为从头DNA甲基转移酶在个体发育过程中对DNA甲基化模式的建立起到重要作用，其异常表达是导致恶性肿瘤的重要原因之一。本研究结果如下： 1） DNMT3A基因能够编码产生的DNMT3A1和DNMT3A2，在胃癌细胞中具有不同的亚细胞定位且在胃癌组织中均呈现异常高表达。DNMT3A1的高表达与胃癌的分化程度和血管侵袭存在显著性相关；DNMT3A2的高表达与胃癌的TNM分期和淋巴结转移存在显著性相关。 2） DNMT3A1能够上调细胞周期调控分子CyclinD1、CDK4和CDK6的表达，从而促进细胞由G1向S期转换。DNMT3A1调控INK4家族成员表达；DNMT3A1直接结合p18INK4C启动子区且超甲基化p18INK4C启动子CpG岛抑制其基因表达，从而上调CDK4和CDK6，诱导G1期向S期的转换。在胃癌组织病例中，p18INK4C的低表达与DNMT3A1的高表达呈显著性负相关；3） DNMT3A2能够抑制上皮样细胞标志分子E-cadherin，EpCAM和β-cantenin的表达，激活间质样细胞标志分子Vimentin和N-cadherin的表达，从而诱导EMT发生，促进胃癌细胞迁移和侵袭能力的增强。DNMT3A2能够直接结合E-cadherin启动子区域，以非依赖CpG岛甲基化方式抑制E-cadherin的表达；DNMT3A2能够直接结合EpCAM启动子区域，以甲基化启动子CpG岛的方式抑制EpCAM的表达，在胃癌组织病例中，EpCAM呈低表达，与DNMT3A2高表达呈负相关。4）DNMT3A2诱导EZH2表达促进H3K27me3水平升高。5）DNMT3A基因的的遗传变异可能和胃癌的发生发展有关。DNMT3A 基因中tagSNP rs7560488 与rs36012910 AG 是本课题组首先发现的功能性的SNP位点。rs7560488 T>C变异与胃癌的发病风险有关，携带TC/CC 基因型者罹患胃癌的风险是携带TT 基因型者的1.65倍。rs36012910 AG 基因型在胃癌组中比较常见，其中GG基因型与年龄高于60岁的男性胃癌发病风险相关。 本研究结果首次多个层面综合解释了胃癌发生发展过程中DNMT3A为主参与的表观遗传改变及机制，为胃癌防治提供新的思路。