从DNA甲基化视角系统地揭示膀胱癌化疗耐受的机制

Bladder cancer is the commonest urological malignancy in China，notorious for both multi-locus morbidity and repeated-postoperative relapse. In addition to the surgery, the postoperative intravesical instillation of chemotherapy and adjuvant chemotherapy are the primary means of treatment. Chemoresistance is a major source of failure of chemotherapy. Even worse，failure to effectively predict on chemoresistance inevitably causes the abuse of the unwarranted chemotherapy. We intend to perform the comparative genomic analyses on levels of both DNA methylation and RNA expression of the chemoresistant versus sensitive bladder cancer cell lines to discover a group of key chemoresistant genes, expression of which is negatively regulated by DNA methylation. A systematic study ranging from molecular up to the organism levels will be followed for the mechanistic insights of how chemoresistance of bladder cancer develops. Meanwhile, we will perform DNA methylation analysis of 2-5 candidate genes in urine sediments of the patients who benefit from the chemotherapy versus who do not, to determine the predictive value of this analysis for chemotherapy tolerance / sensitivity of bladder cancer in clinic.

膀胱肿瘤是我国泌尿外科最常见的恶性肿瘤，以多位点发病和术后反复复发为特征。除手术治疗以外,术后腔内灌注化疗和辅助化疗是治疗膀胱癌的主要手段。临床上常见的膀胱癌化疗药物耐受是化疗失败的主要根源。缺乏有效预测膀胱癌化疗耐受手段是无益有害的过度化疗成为常态的主要原因。为此，我们将通过对化疗药物敏感/耐受膀胱癌细胞株的DNA甲基化和mRNA表达组学水平上的系统分析，来发现一批转录受到DNA甲基化状态负调的,影响膀胱癌化疗耐受性的关键候选基因。继而系统地阐明一到几个候选基因在膀胱癌化疗耐受/敏感状态的作用机制。同时我们将通过研究分析临床收集患者尿沉淀DNA中2-5个候选基因的甲基化状态，以期发展预测膀胱癌患者的化疗耐受/敏感性的检测方法。

通过对化疗药物敏感/耐受膀胱癌细胞株的DNA甲基化组学和mRNA表达组学水平上的系统分析，发现一批转录受到DNA甲基化状态负调的,影响膀胱癌化疗耐受性的关键候选基因。系统地阐明6个候选基因在膀胱癌化疗耐受/敏感状态的作用机制。. 首先进行8株膀胱癌细胞系的8种化疗药物耐受性评估；对化疗耐受/敏感细胞系的DNA甲基化组、基因表达组学和mRNA组学进行分析，鉴定候选基因，验证候选基因功能及多轮的裸鼠成瘤实验。 对筛选出的MiR-193a-3p及MiR-193a-5p进行了裸鼠成瘤实验及细胞功能学实验，发现mir-193a-3P的生物学活性及调控作用与化疗耐药相关，继而我们继续进行靶基因的筛查及功能蛋白及通路的验证。我们明确了MiR-193a-3p调节靶基因（LOXL4，HOXC9，SRSF2/PLAU/HIC2，PSEN1），同时对于上述的靶基因几个通路的我们进行了进一步分析研究。应用人工设计自动化统筹优化组合理论，设计FSCs计算公式模型，将不同的种类剂量的化疗药物进行公式模型运算后，得到最佳的药物种类和计量配比，在裸鼠成瘤实验上得到多次准确的验证。