组蛋白去乙酰化酶抑制剂表观调控着丝粒组装和功能杀伤肿瘤细胞的机制研究

本课题组前期研究发现新型抗肿瘤药物组蛋白去乙酰化酶抑制剂（HDACi）能够改变多种着丝粒表观遗传修饰特征，包括增加着丝粒旁染色质H3K9位点乙酰化修饰、降低着丝粒旁H3K9三甲基化修饰和抑制H3S10的磷酸化。表观遗传修饰的改变不仅影响了染色体乘客复合体在着丝粒的正常定位，还影响了着丝粒的组装和功能，从而介导细胞发生有丝分裂灾变。尽管在不同实验体系的研究结果提示表观遗传修饰改变能够导致着丝粒组装和功能异常，但对于表观遗传修饰是如何影响着丝粒的组装和功能，以及在不同的表观修饰标记中哪一种修饰对着丝粒组装起着决定性的影响等问题尚无清晰的答案。本课题拟结合免疫荧光染色共聚焦显微镜观测、蛋白印记、RNAi等方法，深入研究乙酰化修饰等着丝粒表观修饰特征对着丝粒组装和功能的影响，明确表观遗传修饰影响着丝粒组装的重要环节，阐明HDACi发挥抗肿瘤作用的新机制。

前期研究发现新型抗肿瘤药物组蛋白去乙酰化酶抑制剂（HDACi）能够改变多种着丝粒表观遗传修饰特征，包括增加着丝粒旁染色质H3K9位点乙酰化修饰、降低着丝粒旁H3K9三甲基化修饰和抑制H3S10的磷酸化,进而影响染色体乘客复合体在着丝粒的正常定位，及着丝粒的组装和功能，从而介导细胞发生有丝分裂灾变。但目前对于表观遗传修饰是如何影响着丝粒的组装和功能，以及在不同的表观修饰标记中哪一种修饰对着丝粒组装起着决定性的影响等问题尚无清晰的答案。本课题结合免疫荧光染色共聚焦显微镜观测、蛋白印记、RNAi等方法，深入研究乙酰化修饰等着丝粒表观修饰特征对着丝粒组装和功能的影响。通过小分子抑制剂特异性抑制H3 Ser10位点的磷酸化及着丝粒旁区H3K9位点的三甲基化；RNAi联合抑制HDAC1和HDAC2及外源转入HAT而增强组蛋白H3乙酰化后检测着丝粒的组装和功能,研究证实着丝粒旁区组蛋白H3的乙酰化修饰在调控着丝粒的组装和功能上起关键核心作用。HDACi在诱发H3K9位点的高乙酰化同时，能够明显降低着丝粒旁H3K9的三甲基化。通过构建H3K9突变体，并稳定表达H3WT 和H3K9突变体的肿瘤细胞中进行研究发现，着丝粒旁区组蛋白H3 K9位点是影响着丝粒组装和功能的关键乙酰化位点。这些结果证实HDACi调控着丝粒区表观修饰特征，破坏细胞的着丝粒组装和功能，并抑制着丝粒相关纺锤体检查点功能，是其抗肿瘤治疗的新机制,明确了表观遗传修饰影响着丝粒组装的重要环节，阐明HDACi发挥抗肿瘤作用的新机制。