LncRNA HOTAIR在参与调控环境激素苯并芘诱导乳腺癌发生发展中的作用及分子机制研究

Benzo[a]pyene (BaP) is a strong carcinogen that can induce the tumorigenesis and progress of breast cancer. However, the mechanism of this hasn’t been elusive. Recently, it has been found that the over expression of long non-coding RNA HOTAIR was closely associated with the tumorigenesis and progress of breast cancer. The promoter of HOTAIR contains estrogen-response-elements (EREs) with multiple functions. Estrogen receptors (ER) along with various ER-coregulators bind to the promoter of HOTAIR, leading to antisense transcription of HOTAIR via the ER-dependent pathway by estrogen. In our previous work, we found the estrogenic activity of BaP that could induce proliferation of MCF-7 cells and over-expression of HOTAIR. Therefore, we speculate that BaP may activate ER and ER-coregulators, and then promote them combine with EREs in the promoter of HOTAIR, leading to the epigenetic changes of HOTAIR, and finally resulting in the increase of proliferation, migration and invasion of breast cancer cells. Our study will investigate the role of HOTAIR and its target in regulating the tumorigenesis and progress of breast cancer induced by BaP through in vivo and in vitro study with methods including lentiviral transfection and chromatin immunoprecipitation. This study will helpful to explore the precise carcinogenic mechanism by BaP.

苯并芘（BaP）是强致癌物且能诱导乳腺癌的发生与发展，但其作用机制远未阐明。研究发现，LncRNA HOTAIR 高表达与乳腺癌的发生发展密切相关。HOTAIR启动子区含有多功能的雌激素反应元件（EREs），使雌激素受体（ER）及ER共调节因子与之结合并发挥作用，促进雌激素通过这一ER依赖的途径诱导HOTAIR的反义转录。我们前期研究发现BaP具有一定的雌激素活性，可诱导乳腺癌MCF-7细胞的增殖并增强LncRNA HOTAIR的表达。因此，推测BaP通过激活ER和ER共调节因子，增进其与HOTAIR启动区EREs的结合，从而诱导HOTAIR表观遗传学的改变，增强乳腺癌细胞的增殖、迁移和侵袭能力。本研究通过体内外实验，慢病毒转染、染色质免疫共沉淀等实验论证HOTAIR在参与调控BaP诱导乳腺癌发生发展的作用及其作用靶位点。为评价和探寻BaP更为确切的致癌机制提供科学依据。

苯并芘（BaP）是强致癌物且能诱导乳腺癌的发生与发展，但其作用机制远未阐明。研究发现，LncRNA HOTAIR高表达与乳腺癌的发生发展密切相关。HOTAIR启动子区含有多功能的雌激素反应元件（EREs），使雌激素受体（ER）及ER共调节因子与之结合并发挥作用，促进雌激素通过这一ER依赖的途径诱导HOTAIR的反义转录。我们前期研究发现BaP具有一定的雌激素活性，可诱导乳腺癌MCF-7细胞的增殖。因此，推测BaP通过激活ER和ER共调节因子，增进其与HOTAIR启动区EREs的结合，从而诱导HOTAIR表观遗传学的改变，增强乳腺癌细胞的增殖、迁移和侵袭能力。. 本课题不仅研究HOTAIR的表达对BaP诱导乳腺癌细胞增殖、迁移和侵袭产生的效应；而且通过体外和体内实验，在分子水平上探寻HOTAIR在参与调控BaP诱导乳腺癌发生发展中调控作用和作用的靶位点。. 研究结果发现：1. BaP对性乳腺癌细胞株产生增殖作用且无凋亡效应。2. BaP可影响乳腺癌细胞周期阻滞；诱导不同细胞周期的MCF-7乳腺癌细胞DNA和染色体损伤。3. BaP通过激活ER和ER共调节因子，增强其与HOTAIR启动区EREs的结合，从而诱导HOTAIR启动子区表观遗传学的改变，引起基因的活化，促进乳腺癌的增殖、迁移和侵袭等发生发展。4. 裸鼠荷瘤体内实验进一步验证了HOTAIR调控BaP诱导乳腺癌细胞迁移和侵袭。5. 动物实验表明，BaP对肝脏产生损伤效应，但与多溴联苯醚（BDE-47）联合作用的时候损伤效应降低，推测两者在肝损伤上存在类似的作用机制。. 本研究为阐明多环芳烃类化学物BaP更为确切的致癌作用机理及预防环境化学污染物对人群健康的危害提供科学依据。