DNA甲基化调控的干细胞蛋白Piwil1参与雌激素刺激的子宫内膜癌发生发展的分子机制研究

Cancer of the corpus uteri (commonly called endometrial cancer) is one of the most common malignancies of the reproductive system, and its incidence is on the rise. So it is important to investigate molecular mechanism that are critical to the development of the disease, and to identify novel targets for therapy. Our research showed that increasing Piwil1 contributed to accelerate the progression of endometrial cancer through epithelial-mesenchymal transition; Piwil1 caused epigenetic alteration of PTEN gene via upregulation of DNA methyltransferase 1; Piwil1 may be a downstream target of estrogen receptor α (ERα). The purpose of our research is to verify that hypomethylation-linked activation of stem cell protein Piwil1 mediates estrogen-stimulated endometrial carcinogenesis. Here, the identification of Piwil1 as a target of estrogen receptor α that mediates its carcinogenic role in the uterus may provide useful information for designing safer drugs for the treatment of endometrial cancer.

子宫内膜癌的发病率逐年上升，传统的治疗手段并未显著提升子宫内膜癌的生存率。因此，探索子宫内膜癌发病的分子机制，并依此寻找新的治疗靶标迫在眉睫。课题组前期实验显示：Piwil1在子宫内膜癌中表达升高，并且通过上皮间充质转化促进子宫内膜癌细胞增殖和转移；Piwil1的促癌机制可能是Piwil1通过上调DNA甲基化转移酶1诱导抑癌基因PTEN启动子发生甲基化导致PTEN基因失活。另外，Piwil1可能是雌激素受体α(ERα)的下游靶基因。本课题在前期实验的基础上，进一步验证雌激素可通过ERα诱导Piwil1表达发挥促癌功能；验证Piwil1基因启动子甲基化水平影响ERα对Piwil1的调控。本课题将在理论上加深对子宫内膜癌复杂的激素依赖机制的理解，为子宫内膜癌新的分子靶向治疗提供坚实的实验依据。

子宫内膜癌是女性生殖道最常见的恶性肿瘤之一。近年来，子宫内膜癌的发病率逐年上升。多数子宫内膜癌病人能得以早期诊断。子宫内膜癌的传统治疗方法并未显著提升子宫内膜癌的生存率。因此，探索子宫内膜癌发病的分子机制，并依此寻找新的治疗靶标，对于改善子宫内膜癌患者的总体生存率、减少传统治疗导致的手术、放化疗并发症，改善患者生活质量均具有重要的临床意义。流行病学证据表明雌激素参与了子宫内膜癌的发生发展，但涉及其中的分子机制仍尚未阐明。干细胞蛋白PIWIL1现已被证实在多种肿瘤中表达升高，并且可促进肿瘤恶性进展。在前期研究中，我们已证实PIWIL1在子宫内膜癌中的发挥肿瘤促癌基因功能。我们也注意到：在子宫内膜癌组织和正常子宫内膜组织中，ERα和Piwil1 mRNA和蛋白表达呈正相关，因此我们猜想：Piwil1是ERα的下游靶基因？此外，DNA甲基化是肿瘤发生发展进程中的早期分子事件，是基因组表观遗传调控中的主要机制之一。研究发现Piwil1基因的表达可能与其启动子DNA甲基化程度相关。本课题拟在此基础上深入研究雌激素是否可通过ERα介导PIWIL1活化进而调控子宫内膜癌的进展。.在本研究中，通过MTT实验，我们发现PIWIL1介导了E2 刺激子宫内膜癌细胞的增殖。通过上调/下调ERα表达以及利用雌激素刺激子宫内膜癌细胞，我们发现雌激素-ERα显著上调PIWIL1的表达。通过生物信息学分析我们发现Piwil1基因启动子上存在半个雌激素反应元件（half-ERE）。通过荧光素酶报告基因及ChIP-qPCR实验，我们证实雌激素-ERα调控PIWIL1表达是通过ERα结合到Piwil1基因启动子上介导的。此外，我们也证实half-ERE对于ERα结合至Piwil1基因启动子上至关重要。通过BSP实验及利用5-aza-dC处理子宫内膜癌细胞，我们发现Piwil1基因启动子甲基化水平与PIWIL表达存在正相关。.这些研究发现为子宫内膜癌中PIWIL1的激素调控以及PIWIL1在雌激素刺激的子宫内膜癌发生发展中的作用提供了新颖的见解，不仅在理论上加深我们对子宫内膜癌内膜癌雌激素依赖和雌激素调控机制的理解；同时为子宫内膜癌新的分子靶向治疗提供坚实的实验依据。