寒热不同宿体大肠癌启动过程中调控机体恶性特征的相关组蛋白修饰模式差异分析

Various syndromes, no matter external appearance or subjective sensation, are resulted from deregulated balance of tissue microenvironment in essence. Basic parameters in microenvironment are varied with the body nature revealing cold- and heat-syndrome leading to a notion that internal essence of modern medicine is involved in this variation, which is considered to be robust supporter and foundation for effectiveness of Traditional Chinese Medicine (TCM) in clinic. Neoplasm is a process with gradual and persistent evolution and driven by chronic selective stimulation within internal and external environment, as well as the evolution is varied with the internal tissue microenvironment in organism. At the stage of cancer initiation, the altered characteristics of malignant matrix remodeling exist in tissues and the alteration is determined by epigenetic mechanisms. This project aimed to explore an important epigenetic mechanism regulating balance and remodeling of homeostasis during colorectal carcinogenesis induced by gentle micro-dosage in animals with cold- and heat-syndrome, and the mechanism is namely involved in the evolution profiles of post-translational modifications of histone and the difference between those modifications, providing the foundation for clinic precaution, therapy, and drug development and research in the patients with cold- and heat-syndrome.

机体各种证候表现不是凭白无故的，无论是外在表现还是主观感受，疾病发生时表现出的各种症状，追根溯源，其本质就是机体整个内环境平衡发生了紊乱和破坏，机体寒热属性的不同，内环境的基本属性就有所不同，深层次地追溯，必有其现代医学的内在本质，这是中医临床有效性的坚实后盾和根基。肿瘤是一种渐变的、连续的、内外环境持续选择压力下长期的演变过程，机体本身的内在环境属性不同，其病程演变特征亦有所不同，在肿瘤启动时，整个恶性基质重塑的特征亦会不同，表观遗传机制决定了肿瘤启动时机体恶性基质的重塑特征。本项拟在寒热不同证候表观的宿体基础之上，采用微剂量缓慢造模的方式，观察这一过程中，寒、热不同内微环境宿体在面对肿瘤发生时，调节机体内稳态精确平衡与重塑的表观遗传重要机制：组蛋白翻译后修饰特征的演变特征及彼此间的差异，为临床预防、治疗，以及针对不同证候特征的患者的药物开发与研究奠定基础。

我们用人工气候箱和辣椒素分别建立寒热不同证候属性的大鼠动物模型，然后在此基础上建立不同机体环境压力下（寒/ 热证候）大肠癌恶性启动与发展过程的实验体系（38-40周）、经过多次观察与统计，我们发现：不同寒热属性下，肿瘤发生发展整个过程肠组织形态、肿瘤恶性进程都有着明显差异。首先，在组织形态上，寒证宿体大鼠大肠表现出更为严重的组织纤维化，肠道长度持续性的明显缩短、脆度增加，局部组织呈现较强的曲度、僵硬，无法平铺，瘤体/息肉也表现出更加坚硬，多呈白色；其次，在肿瘤进程上，寒证组肿瘤/息肉出现的时间比热证组要延迟大约2-3周，但是，寒组恶性进展往往更加迅速，中后期表现出病情更为凶险、个体生存质量较差，淋巴转移率较高。对组蛋白甲基化和乙酰化修饰分析表明：1）组蛋白基化修饰：寒热刺激对结肠癌的发生和发展过程中不同的组蛋白甲基化修饰有着显著的不同影响。与正常组相比，在第27、29、32、35和38周热模组、寒模组H3K4me3、H3K9me3、H4K20me3表达显著升高（P<0.01）或（P<0.05）而H3K27me3表达显著降低（P<0.01）或（P<0.05）。第27、29和32周，寒模组和热模组相比，前者的H3K4me3、H3K9me3和H4K20me3表达明显高于后者（P<0.01）但在第32周两组H3K9me3表达差异不明显；与此相反，第27、29、32和35周寒模组H3K27me3的表达低于热模组（P<0.01）或（P<0.05）；第35周寒模组H3K4me3、 H3K9me3和H4K20me3表达量低于热模组（P<0.05），二者相比差异明显；2）组蛋白乙酰化修饰：寒热刺激对结肠癌的发生和发展过程中不同的组蛋白乙酰化修饰有着显著的不同影响。与正常组相比，在第27、29、32、35和38周热模组、寒模组H3K9ac、H3K18ac、H3K27ac表达显著升高（P<0.01）或（P<0.05）而H4K16ac表达显著降低（P<0.01）或（P<0.05）。第27、29和32周寒模组和热模组相比，前者的H3K9ac、H3K27ac表达明显高于后者（P<0.01）或（P<0.05）。与此相反，第27、29、35周寒模组H4K16ac的表达低于热模组（P<0.01）或（P<0.05）；第35周寒模组H3K9ac、H3K18ac、H3K27ac表达量低于热模组（P<0.0