姜黄素干预多发性骨髓瘤PRC2-miRNA调控反馈环路的作用及机制

PRC2-miRNA is a newly indentifed feedback loop which involves mutual regulation of histone methylation and miRNA to control the gene expression together. The latest research revealed that in some tumor, loss of tumor suppressor miRNA was found to negatively regulate the expression of EZH2, the PRC2 core protein; and in turn EZH2 could further inhibit the expression of miRNA directly or indirectly, thus forming a positive feedback loop, resulting in the imbalance of gene expression leading to tumor. Our preliminary studies confirmed that the upregulation of histone methylation(H3K27me3) due to the high expression of EZH2 may be related to the pathogenesis of multiple myeloma(MM). However, the mutual regulation of PRC2 and miRNA in MM is little studied. We intend to screen the pathogenic miRNA in MM, testify the exist of PRC2-miRNA feedback loop, investigate the role of target gene expression of this loop in MM development. Previous studies of our group and the latest research abroad suggest that curcumin is a novel epigenetic regulator. We speculate that curcumin may intervene the PRC2-miRNA feedback loop, and thus play the anti-myeloma effects. The project intend to elucidate the antitumor mechanism of curcumin, and to find the new therapeutic targets from epigenetic aspects in MM.

PRC2-miRNA是新近发现组蛋白甲基化酶复合物与miRNA相互作用，共同控制基因表达的反馈环路。研究发现某些抑癌miRNA表达缺失，负调控PRC2核心蛋白EZH2使其水平上调；EZH2反过来直接或间接抑制miRNA表达，构成正反馈环路，引起基因表达失调导致肿瘤。申请人前期研究证实EZH2表达增加所致的组蛋白H3K27me3上调可能与MM发病有关，但目前尚无MM中组蛋白甲基化酶和miRNA相互调控的研究报道。本项目拟发现与MM致病相关的miRNA；证实PRC2-miRNA反馈环路的存在；探讨此环路靶向基因表达在MM发生发展中的作用。本课题组既往研究和国外最新研究提示姜黄素是新型表观遗传学调节剂，我们推测姜黄素可能通过PRC2-miRNA环路干预组蛋白修饰及miRNA，影响MM细胞生命活动，发挥抗MM作用。本课题从全新角度阐明姜黄素的作用机制，将从表观遗传学角度为MM寻找新的治疗靶点。

PRC2-miRNA是组蛋白甲基化酶复合物与miRNA相互作用，共同控制基因表达的反馈环路。我们前期研究证实PRC2核心蛋白EZH2表达增加所致的组蛋白H3K27me3上调可能与多发性骨髓瘤(MM)发病相关。本课题组既往研究和国外最新研究提示中药姜黄素是新型表观遗传学调节剂。本课题旨在探讨姜黄素对MM细胞系的增殖、周期、凋亡的影响及其可能机制，从PRC2-miRNA环路入手，从表观遗传学角度研究姜黄素对MM细胞系PRC2的影响以及miRNA表达的影响，以期揭示姜黄素抗MM的可能机制。本课题自2014年元月开始实施以来，顺利完成姜黄素对MM细胞系(RPMIP8226、U266)增殖、周期、凋亡、PRC2核心蛋白EZH2、SUZ12表达、PRC2相关组蛋白H3K27表达、以及与PRC2相关miRNA家族表达的影响等各项实验研究。结果表明姜黄素能抑制多种MM细胞系的增殖，引起G2细胞周期阻滞，诱导细胞凋亡；它能抑制EZH2、SUZ12的表达，由此降低H3K27甲基化的水平，通过抑制组蛋白甲基化酶表达下调组蛋白甲基化水平；此外，姜黄素能促进多个与PRC2相关的miRNA的表达，包括miR200b、miR200c、miR21、miR26a、miR101、miR146a、miR181a、miR181b、miR203a、let7b、let7d，而对miR200a、let7a、let7c作用不明显。我们的研究首次涉及姜黄素对多发性骨髓瘤组蛋白甲基化及miRNA等表观遗传学层面的影响，具有抑制MM细胞增殖、阻滞细胞周期、促进细胞凋亡的作用；还能降低MM细胞EZH2、SUZ12的表达，从而降低H3K27甲基化水平；同时还能促进多种miRNA的表达，由此影响miRNA下游与细胞生命活动相关基因的表达。因而得出结论，姜黄素通过PRC2-miRNA调控反馈环路发挥抗骨髓瘤效应，有望成为一种新型的抗骨髓瘤药物。