LncRNA-LINC01268通过激活HDAC2促进急性髓性白血病增殖的分子机制研究

Long non-coding RNA(lncRNA) plays an important role in Acute Myeloid Leukemia(AML). Our research indicates a new lncRNA LINC01268 is highly expressed in AML and down-regulation of LINC01268 can inhibit proliferation of AML cell lines.LINC01268 can regulate expression of HDAC2, which codes a type of Histone deacetylase and locates in genome proximate to LINC01268. We therefore propose a hypothesis that LINC01268 may act as an enhancer and promote the proliferation of AML, by regulating HDAC2, through chromosome conformation. This proposal is going to confirm the important function of LINC01268 in AML pathology and development, by detecting the interaction and regulation of LINC01268 and HDAC2, which will uncover the mechanism of LINC01268 in AML and propose a new sight to the diagnosis and treatment of AML.

长非编码RNA（lncRNA）在急性髓性白血病（AML）发生和发展中起重要作用。我们的前期研究发现一个新的lncRNA LINC01268在AML中高表达，下调LINC01268表达可抑制AML细胞系的增殖。研究证实LINC01268调节编码基因如HDAC2的表达，HDAC2编码一种组蛋白去乙酰化酶，在基因组上位于LINC01268附近。为此，我们提出如下假说：LINC01268可能发挥类似增强子作用，通过染色体空间构象，调节HDAC2的表达，影响细胞增殖，进而在AML进程中发挥重要作用。本项目拟通过RNA pull down和染色体构象捕获明确LINC01268与HDAC2的相互作用和空间调控，证实LINC01268在AML发生和发展中的重要功能，阐明LINC01268参与AML发生和发展的分子机制，为AML的诊断和治疗提供新的的理论依据和药物靶点。

本研究以AML病人及非白血病对照(non-leukemia controls,NC)骨髓提取的RNA样本制作基因芯片，对获得的芯片原始数据通过生物信息学方法进行分析，通过筛选差异基因并对差异基因进行聚类，找到了2616个在AML和NC样本中差异表达的lncRNAs；对这些差异基因进行通路富集分析，发现上调的lncRNAs主要富集在蛋白质定位、转运及细胞周期通路上，下调的lncRNAs主要富集在细胞凋亡、迁移通路上。为了对这些差异基因进行更深入的研究，我们分析了差异表达的lncRNAs 转录起始位点（transcription start site ，TSS）区域DNA甲基化水平的变化，以及转录因子结合位点（transcription factor binding sites，TFBSs）在差异表达的lncRNAs周围的分布。结果发现AML中上调lncRNAs与下调lncRNAs间TSS区域的CpG甲基化水平存在显著差异，且上调lncRNAs和下调lncRNAs发生不同的转录因子结合事件。而后我们对AML中lncRNAs与表观遗传修饰间的相互作用进行了研究，我们发现H3k4me3和H3k27me3这两种修饰在上调lncRNAs与下调lncRNAs间有显著差异。我们进一步将AML与NC样本中差异表达的lncRNAs分为三类，其中反义lncRNAs 120个，增强子lncRNAs 96个，基因间lncRNAs 194个，分别对三类lncRNAs进行分析，发现这三类lncRNAs的表达与其相对应的差异表达的编码基因显著相关。同时我们从这三类lncRNAs中随机选取了四个，用实时荧光定量PCR（Q-PCR）来验证它们在AML、NC样本中的表达情况，Q-PCR结果与芯片结果一致。对这四个lncRNAs进行生存分析发现enhancer lncRNA LINC01268与TCGA数据库中197个AML样本的总体的低生存率间存在显著相关性，因此我们选取LINC01268做后续的功能验证。基于芯片结果，我们预测LINC01268能够与组蛋白去乙酰化酶2(histone deacetylase2,HDAC2)相互调控，进而影响AML细胞功能，利用小干扰RNA (small interfering RNA, siRNA)敲降技术，在AML细胞中证实了这种预测。