SetD2/Apc肠道特异性双基因敲除小鼠的建立及其在结肠癌研究中的应用

Colon cancer is a serious threat to human health. Epigenetic regulation plays an important role in its initiation. There is no related knockout mouse model of histone methylation gene. Our previous studies showed that: 1) The protein level of SETD2 and H3K36me3 were inversely associated with tumor grades. 2）Intestinal specific SetD2 knockout mice showed aberrant crypt hyperplasia and polyp formation. 3）In AOM/DSS Induced Inflammatory Colon Cancer, Villin-cre; Setd2F/F mice showed high sensitivity and high mortality. 4) Disruption of Setd2 led to up-regulation of important proto-oncogene, c-Myc. Based on this, we plan to establish the intestine-specific Setd2/Apc double knockout mice model, and further investigate the role of SetD2 in the initiation and development of colon cancer and underlying mechanism of signal transduction. This model could provide a new platform for the screening of anti-tumor drugs.

结肠癌严重威胁人类健康。表观遗传学调控在其发生过程中有重要作用。目前尚无报道与此相关的组蛋白甲基化基因的敲除小鼠模型。我们前期研究结果表明，1）组蛋白甲基化酶 SETD2的表达水平与结肠癌分级呈负相关。2）肠道特异性Setd2基因敲除小鼠出现隐窝异常增生以及息肉的生成。3）在AOM/DSS诱导的炎性肠癌模型中，Villin-cre;Setd2f/f小鼠呈现高度敏感性和高死亡率。4）Setd2敲除导致重要原癌基因c-Myc上调。基于前期研究结果，我们计划进一步建立肠道特异性Setd2和Apc基因双敲除小鼠模型，并以此深入研究SETD2在结肠癌发生发展过程中的作用和信号转导机制，为抗肿瘤药物筛选提供新平台。

结肠癌严重威胁人类健康。表观遗传学调控在其发生过程中有重要作用。目前尚无报道与此相关的组蛋白甲基化基因的敲除小鼠模型。我们前期研究结果表明：1）组蛋白甲基化酶 SETD2的表达水平与结肠癌分级呈负相关。2）肠道特异性Setd2基因敲除小鼠出现隐窝异常增生以及息肉的生成。3）在AOM/DSS诱导的炎性肠癌模型中，Villin-cre;Setd2F/F小鼠呈现高度敏感性和高死亡率。4）Setd2敲除导致重要原癌基因c-Myc上调。由此，我们计划进一步建立肠道特异性Setd2和Apc基因双敲除小鼠模型，并以此深入研究SETD2在结肠癌发生发展过程中的作用和信号转导机制，为抗肿瘤药物筛选提供新平台。本项目整体上已经按照计划顺利完成。结果如下：.1. 我们建立了新的表观遗传学相关的结肠癌小鼠模型，即SetD2/Apc 肠道特异性基因敲除小鼠，证明了SETD2的失活，造成Wnt信号关键调节基因DVL2的改变，最终过度激活Wnt信号通路，促进结肠癌的发生。同时，SETD2缺失可以直接降低抗氧化基因的表达，引起小鼠肠道屏障损伤和肠道上皮细胞凋亡增加，进而加重肠道炎症反应以及随后的炎症性结肠癌的发生。2. 我们还建立了表观遗传调控因子BRG1肠道特异性基因敲除小鼠。我们发现，BRG1缺失会促使小鼠产生自发性结肠炎。相反，BRG1过表达又可以保护小鼠免受DSS诱导的肠上皮损伤和随后的肿瘤发生。BRG1主要是通过直接调控Atg16l1等自噬相关基因的转录来影响肠道稳态。BRG1缺失引起的自噬缺陷导致过量的活性氧聚集，从而导致IEC凋亡和肠道屏障完整性受损，进而引起肠道炎症和肿瘤的发生。3. 在其他重大疾病领域，我们发现SetD2在多种疾病中发挥十分重要的作用。由此，我们的研究目标已经顺利完成。包括：1. 我们阐明了SetD2的表达与临床上结肠癌的发生和预后之间的关系。2. 建立了新的表观遗传学相关的结肠癌小鼠模型，证明了至少2种分子水平上潜在的结肠癌致病机制。并利用NAC等化合物进行了有效的挽救实验。3. 受资助发表SCI论文13篇，累计影响因子大于170。获批专利1项。培养博士生3名，硕士生4名。