反义RNA及抑癌基因表观遗传学沉默分子机制研究

The silencing of tumor suppressor genes (TSGs) is a well-documented important step in carcinogenesis that has been primarily attributed to epigenetic dysregulation such as aberrant DNA methylation and histone modifications. However, the molecular mechanisms by which how epigenetic silencing is initiated and recognized in tumorigenesis remain unclear. Global transcriptome and bioinformatics analysis has identified that most of transcripts have antisense partners. As such, we hypothesized that antisense RNA may trigger the transcriptional silencing of partner TSGs resulting in a cellular phenotype that is permissive for cancer cell proliferation. This proposal will focus on: 1) characterizing the mechanisms of antisense RNA-induced silencing of TSG; 2) investigating the mechanism of antisense RNA accumulation and/or increase; 3) identifying new antisenses in tumor cells; 4) exploring a new mechanism of high malignancies by HCV via RNA silencing pathway. Accomplishing this project will be of important significance for figuring out tumor suppressing gene silencing and tumorigenesis molecular etiology and for looking for tumor molecular markers of the early diagnosis. It also is of biological and clinical importance for providing a new target for the discovery of new treatments and novel drug design.

抑癌基因沉默是肿瘤发生的重要病因之一。主要归因于抑癌基因表观遗传学调节异常如DNA甲基化和组蛋白修饰异常。但对这种表观遗传修饰异常导致的基因沉默起因并不十分清楚。转录组学和生物信息学研究表明，许多转录子都含有反义RNA。因此，我们提出假说：反义RNA可能起始和触发肿瘤发生过程中抑癌基因的表观遗传学沉默，导致细胞恶性增殖等细胞表型变化。此研究旨在：（1）研究反义RNA诱导的抑癌基因沉默的表观遗传学分子机制；（2）确定肿瘤细胞中反义RNA累积和提高的分子机制；（3）鉴定肿瘤细胞中新的反义RNA；（4）探导丙肝病毒可能通过RNA抑制途径高致癌率的新机制。此研究的结果对剖析抑癌基因的沉默以及肿瘤发生的分子病因具有重要意义。同时对寻找肿瘤早期诊断的分子标记物、发现新的治疗方法和新药设计提供新的靶点也具有重要的生物学意义和临床医学意义。

抑癌基因沉默和促癌基因激活是肿瘤发生的重要病因之一。但其分子调控机制并不十分清楚。许多转录子都拥有反义RNA，本项目重点研究反义RNA对抑癌基因沉默和促癌基因激活的影响及其调控机制，并取得重要研究结果：（1）在研究反义RNA诱导基因沉默的机制时，发现AGO2蛋白和G9a沉默关联蛋白参与反义RNA引起的抑制作用；（2）在筛查肝癌基因组反义RNA和鉴定新的反义RNA时，成功构建了肝癌反义RNA文库，通过高通量基因组测序，鉴定出更多的肝癌相关的反义RNA；（3）在研究肿瘤细胞反义RNA水平增高的机制时，发现DNA甲基化直接与一些反义RNA的激活有关，从而揭示了肝癌反义RNA上调的表观遗传学机制；（4）除了抑癌基因存在反义RNA，我们首次发现一些促癌基因也存在反义RNA。且这些反义RNA受DNA甲基化调控。重要的是，首次发现DNA甲基化抑制剂AZA的抗癌新机制。本研究结果对进一步揭示肿瘤发生的表观遗传学分子机制和促进肿瘤的临床诊治具有重要意义。