一组新的长非编码RNA HANTs (lncRNA HANTs)对HRK基因的调控及其异常在前列腺癌中的作用

Long non-coding RNAs (lncRNA) participates in many biological processes such as epigenetic regulation, and their abnormalities may play important roles in neoplasia. We identified a novel group of lncRNA desiganted as HANTs (HRK-associated noncoding transcripts ) that upregulates the Bcl-2 family proapoptotic gene HRK. Based on our experimental data, we propose that HANTs upregulate HRK by binding/recruiting histone modifying enzymes and/or transcription factors or co-activators. We will focus on analyzing whether HANTs bind/recruit histone methyltransferases such as MLL and/or histone acetylases, or HRK transcription factors such as JUN, or both, to facilitate HRK gene expression. We will also analyze the relationship between HANT-HRK deregulation with prostate cancer cell biology and patient data to investigate its potential clinical use in the future.

长非编码RNA（LncRNA）参与表观遗传调控等多种生物学过程。其异常在肿瘤发生中扮演重要角色。我们发现并初步鉴定了HANT（HRK-associated noncoding transcripts）这样一组上调Bcl-2家族促凋亡基因HRK的新的lncRNA，在预实验基础上提出如下假说：HANT通过"结合/募集组蛋白修饰酶调节组蛋白修饰"和/或"结合/募集转录因子或辅因子"的机制，或二者的协同作用，促进凋亡调控基因HRK表达。本项目着重探究HANT是否结合并募集组蛋白甲基化酶(如MLL)或乙酰基转移酶（HAT），促进HRK启动子区组蛋白H3K4等的甲基化或组蛋白乙酰化；或结合并募集转录因子（如JUN）；或介导组蛋白修饰与转录因子募集的协同作用，最终激活HRK基因转录。项目亦将分析HANT-HRK调控紊乱与前列腺癌细胞生物学行为及临床病理特点的关系，为其临床应用打基础。

本课题研究我们发现的一组新的lncRNA（HANT， HRK-associated noncoding transcript），它们具有上调促凋亡基因/肿瘤抑制基因HRK的功能。研究目标是探索HANT对靶基因HRK的调控机制及其在肿瘤中的作用。我们前期研究发现HRK在黑色素瘤、前列腺癌等多种肿瘤中表达抑制，且HRK基因启动子区DNA过甲基化与转录因子AP2a功能障碍是HRK基因低表达的主要机制之一(Am J Pathol, 2013)。本项目的主要研究结果是：（1）发现了调控促凋亡基因HRK的一组新的lncRNA（5’端转录本命名为HANT1，3’端转录本命名为HANT2）；（2）明确了HANTs在前列腺癌等肿瘤中的表达状况及其对HRK的调控作用。HANT2和HRK在前列腺癌等肿瘤中均低表达。人工过表达HANT2能显著上调前列腺癌细胞PC3中HRK表达水平，而siRNA干扰HANT2则明显抑制HRK表达，表明HANT2是与HRK转录调控密切相关的LncRNA。HANT1尚不能肯定有明确的调控HRK的生物学作用。（3）明确了HANT2对HRK基因表达调控的主要分子机制是与组蛋白修饰因子（甲基转移酶MLL、乙酰基转移酶CBP）和转录因子AP2a结合，影响组蛋白修饰状态和转录水平，促进HRK基因转录；同时又能与抑制HRK的一组miRNA竞争性结合，解除其抑制作用。HANT2通过上述双重机制调控HRK表达水平，是本项研究的最主要发现。（4）HANT2能明显抑制前列腺癌细胞生长与增殖，促进其药物敏感性，其表达水平与前列腺癌临床病理指标及预后密切相关。前列腺癌中HANT2低表达，是HRK表达下降、前列腺癌细胞抵抗凋亡的重要机制，也是前列腺癌演进和预后不良的重要因素。上述研究结果为前列腺癌治疗提供了新的靶点，具有潜在应用价值。