PRC1和PRC2共同调控Snail介导的上皮-间质转换在胰腺肿瘤转移机制中的研究

Pancreatic cancer is characterized by extremely aggressive due to early metastasis, in the process of which Epithelial-mesenchymal transition (EMT) plays a crucial role. Transcriptional factor Snail is a key regulator of EMT, as well as a convergence point at the downstream of many tumor-promoting pathways. However, the molecular mechanism governing Snail to induce EMT and metastasis is unclear. Our preliminary studies demonstrated that Snail and the polycomb protein Ring1B was upregulated in pancreatic cancer, and their expression patterns were positively correlated. Combination of high Snail and high Ring1B were associated with clinical prognosis. Endogenous Ring1A/B interact with Snail and simultaneous depletion of Ring1A and Ring1B in pancreatic cancer cells compromises Snail-mediated transcriptional repression. We hypothesis that PRC1 recruited to the target promoter region by Snail can catalyze ubiquitination of H2A，and cooperate with PRC2 which are responsible for H3K27 methylation, leading to transcriptional repression of target genes. Thus，the aims of this application are to investigate the role of Snail/PRC1/PRC2 complexes in the crosstalk network during regulating gene repression and EMT, verify the epigenetic regulation mechanisms by in vivo animal experiments，evaluate the potentials of PRC1/PRC2 as novel antitumor targets，and accomplish translational research from bench to bedside.

上皮-间质转换（EMT）在肿瘤转移中发挥重要作用。Snail作为诱导EMT的重要因子，是连接多种促肿瘤转移信号通路的中心分子，其诱导EMT的机制尚不清楚。我们前期研究发现多梳蛋白成员Ring1B与Snail在胰腺癌中表达升高，两者正相关且联合预示胰腺癌预后。在胰腺癌细胞中,内源Snail与Ring1A/B特异结合，同时沉默Ring1A/B可以削弱Snail对靶基因的转录抑制作用。由此推测: Snail招募Ring1A/B至靶基因启动子区，通过PRC1介导组蛋白H2A泛素化，协同PRC2介导H3K27甲基化，调控基因表达并诱导EMT。本课题拟深入探讨Snail/PRC1/PRC2复合物在基因调控网络中的相互作用，以及在EMT过程中的表观调控机制，最后通过动物实验验证；结合Snail/PRC1/PRC2与临床预后的相关性，综合评估PRC1/PRC2作为抗肿瘤靶点的潜在可能性，实现研究结果转化。

胰腺癌是常见的消化道恶性肿瘤之一，具有恶性程度高、诊断治疗困难的特点，其中导管腺癌的占比达到90%以上。最近有数据显示，胰腺癌的发病率、死亡率均有上升趋势，即使经过手术、化疗等综合治疗，其3年生存率仍只有5%。由于缺乏早期筛查手段，大多数患者就诊时已处于进展期，使得胰腺癌根治性切除率不足20%。胰腺癌的主要特点是其具有极强的侵袭和转移能力。肿瘤细胞向周围正常组织浸润和侵袭，并能穿过淋巴管和血管，在远隔部位继续生长，形成继发瘤和转移瘤。肿瘤侵袭和转移既有区别，又有紧密联系，其中肿瘤血管生成、上皮间质细胞转化、胰腺癌“微环境”等在肿瘤侵袭转移过程中起关键作用。因此，深入探讨胰腺癌的发病及侵袭转移机制，并寻找有效的抗肿瘤治疗靶点，有极其重要的临床意义。.转录抑制因子Snail是上皮 - 间质转化（EMT）的主要调节因子，但控制Snail诱导EMT的表观遗传机制尚不清楚。在课题研究过程中，我们发现在胰腺导管腺癌（PDAC）中，泛素E3连接酶Ring1B和Snail的水平都有较为明显的升高，除此之外K119（H2AK119Ub1）的H2A单泛素化升高，这与胰腺癌的生存率低有很强的联系。在我们的机制研究中发现Ring1B是一种与Snail相互作用的蛋白，并发现Snail的羧基锌指募集Ring1B及其旁系同源Ring1A从而来抑制其靶启动子的转录以及翻译的。胰腺癌细胞中Ring1A和Ring1B的同时敲减可以减少Snail与靶染色质的结合，减少了H2AK119Ub1的修饰，从而抑制了Snail介导的转录抑制和细胞迁移。最后我们还发现Ring1B和SNAG相关的染色质修饰因子EZH2与Snail形成了不同的蛋白质复合物，并且EZH2是Snail-Ring1A / B募集到靶启动子所必需的原件。总结以上的结果，我们揭示了Snail转录抑制的表观遗传机制，并希望将Ring1A/B作为潜在的治疗靶标，并将H2AK119Ub1作为PDAC诊断和预后的潜在生物标志物。在整个研究过程中，我们还从测序结果和实验过程产生的结果中发现了胰腺癌相关分子的研究价值，并对他们进行了深入的和探讨，并转化为了课题成果。