长链非编码RNA PCAT-1在前列腺癌细胞中的功能机制研究

Long non-coding RNAs play important roles in tumoregenesis、tumor progression and metastasis, which is invaluable in its application in the early diagnosis and treatment of cancer. Long non-coding RNA PCAT-1 exhibits high expression level in metastatic prostate cancer cells and promotes the proliferation of cancer cells through regulating c-myc and brca2 genes, while the mechanism is still not clear. In this project the function of PCAT-1 in promoting the proliferation of prostate cancer cells will be further studied，and the function model as well as the molecular mechanism will be interpreted in detail. Firstly we will study the regulatory relationship between two polycomb repressive complexes and PCAT-1, proving EED subunit orchestrating the two complexes to regulate PCAT-1 and its mechanism. Then we will study the interaction between PCAT-1、polycomb repressive complex 1 subunits with BRCA2 and c-Myc and analyze the mechanism. Finally we will study polycomb repressive complex 1 subunits taking part in the function of PCAT-1 in prostate cancer and the possible signal pathways involved. The completion of this project will deepen the understanding of the function of long non-coding RNAs in prostate cancer, and has important scientific significance in providing evidences for developing and applying new biomarkers in early diagnosis and targeted therapy of prostate cancer in the future.

长链非编码RNA在癌症的发生、发展及转移中发挥着重要功能，对于癌症早期诊断和治疗有着重要的应用价值。长链非编码RNA PCAT-1在恶性前列腺癌细胞中高表达，通过调控c-myc、brca2等基因促进前列腺癌细胞的增殖，但其机理还不清楚。本项目拟对PCAT-1促进前列腺癌细胞增殖等功能进行深入研究，阐释其在前列腺癌细胞中调控作用的模式及分子机制。本项目首先将研究两种多梳抑制复合物与PCAT-1的调控关系，证实EED亚基协调两种多梳抑制复合物共同调控PCAT-1的功能并阐明其机理；然后研究PCAT-1、多梳抑制复合物1亚基及BRCA2、c-Myc之间的相互作用；最后研究多梳抑制复合物1亚基参与PCAT-1功能行使可能相关的信号通路。本项目的完成将加深对于长链非编码RNA在前列腺癌中功能的理解，为今后开发新的生物标记物并应用于前列腺癌的早期筛查及靶向治疗提供依据，具有重要的科学意义。

长链非编码RNA PCAT-1在恶性前列腺癌细胞中高表达，通过调控c-myc、brca2等基因促进前列腺癌细胞的增殖，但其机理还不清楚。本项目通过模拟PCAT-1及多梳抑制复合物中各组分过表达或抑制状态，并检测多梳抑制复合物在PCAT-1启动子上游序列的结合情况及PCAT-1表达水平的变化，分析确定了其导致的前列腺癌细胞增殖、BRCA2和c-Myc蛋白表达水平的变化及其介导的对放射诱导DNA损伤的同源修复水平的变化，明确了PCAT-1对前列腺癌细胞增殖是被多梳抑制复合物所调控，进而调控BRCA2及c-Myc的表达来完成；此外通过研究EED-EZH2相互作用及多梳抑制复合物1中的亚基竞争性结合EED亚基对EED-EZH2相互作用及多梳抑制复合物2调控PCAT-1表达的影响，进一步确认了多梳抑制复合物1中的亚基BMI1与EZH2竞争性结合EED从而影响了多梳抑制复合物的表观遗传学功能，从而导致H3K27甲基化水平和H2AK119泛素化水平的变化进而影响了PCAT-1的表达；通过分析PCAT-1与多梳抑制复合物1亚基及BRCA2、c-Myc间的相互作用，进一步明确了PCAT-1调控作用的分子机制；通过检测多梳抑制复合物1表观遗传学功能的变化对PCAT-1目标调控基因如brca2和c-myc表达水平的变化及其导致的DNA损伤同源修复和前列腺癌细胞增殖的变化的影响，探索了多梳抑制复合物1参与PCAT-1调控功能可能的相关信号通路。这些研究进展及结果将两种多梳抑制复合物协同调控基因的作用与长链非编码RNA PCAT-1在前列腺癌细胞中的功能研究关联了起来，拓宽了对多梳抑制复合物及长链非编码RNA在癌症中的调控功能的认识，加深了我们对前列腺癌相关的重要长链非编码RNA调控功能的理解，对进一步的相关理论研究有重要的科学指导意义；此外探索的可能相关的信号通路，为将来进一步将PCAT-1打造成新的前列腺癌生物标记物之一并应用于前列腺癌的早期筛查及靶向治疗提供科学依据并打下基础，具有重要的潜在应用价值。