长链非编码RNA-ANRIL在人类T淋巴细胞白血病1型病毒致癌中的作用及其分子机制研究

Human T-cell leukemia virus type 1 (HTLV-1) is the etiologic agent of adult T-cell leukemia (ATL), while the molecular mechanism of HTLV-1 mediated leukemogenesis is still unknown. Accumulating evidences show that long non-coding RNA (lncRNA) plays a critical role in the development of multiple cancers by regulating intracellular signal transduction. However, the function of lncRNA on HTLV-1-induced oncogenesis has not been elucidated. Our pilot study indicated the aberrant expression profiles of lncRNAs in HTLV-1 associated cell lines. In addition, when the expression of ANRIL, a lncRNA which is upregulated in ATL cells, was knocked down, the proliferation of leukemic cells was blocked. Moreover, inhibition of lncRNA-ANRIL restored the expression of tumor suppressor protein, p16. Thus, we hypothesize that lncRNA-ANRIL may support proliferation of ATL cells by inhibiting tumor suppressor gene. In this project, we will study the function of lncRNA-ANRIL in ATL using various methods, such as luciferase assay, RNA interference, immunoprecipitation etc, and clarify the molecular mechanism by which ANRIL promotes ATL cell proliferation and tumorigenesis in vitro and in vivo. This research may provide new insights into the mechanism of oncogenesis by HTLV-1, and implicate lncRNA-ANRIL as potential therapeutic target.

人类T淋巴细胞白血病1型病毒（HTLV-1）的感染与成人T细胞白血病（ATL）的发生密切相关，然而目前对HTLV-1致癌机制仍缺乏全面了解。最近的研究表明长链非编码RNA（lncRNA）在肿瘤发生过程中发挥着重要的作用。然而lncRNA在HTLV-1致癌中的调控功能尚未有报导。我们前期使用lncRNA芯片筛选得到ATL细胞株中差异表达的lncRNA，并锚定关键性lncRNA-ANRIL。预实验发现沉默ANRIL后，白血病细胞的恶性增生受到抑制，且抑癌基因p16的表达显著上调。因此我们推测"在ATL中，异常表达的ANRIL通过阻遏抑癌基因的表达，从而导致了白血病的发生"。据此，本项目拟利用荧光素酶报告系统，RNAi，免疫沉淀等技术，从体外细胞水平和体内实验动物水平研究ANRIL在HTLV-1致癌过程中的功能及调控机制。该研究将为阐明HTLV-1致癌机理提供新思路，并为治疗ATL提供新靶点。

背景：成人T细胞白血病（ATL）是一种常见的恶性淋巴系统增殖性疾病。人类T淋巴细胞白血病1型病毒（HTLV-1）的感染与ATL的发生密切相关。目前对HTLV-1的感染进而导致ATL的精确分子机制尚不完全清楚，更无有效的防治手段。最近研究表明长链非编码RNA（lncRNA）在肿瘤发生过程中发挥着重要的作用。然而lncRNA在成人T细胞白血病中的调控功能尚未有报导。.结果：通过本项目研究，我们首先筛选得到ATL细胞株中差异表达的lncRNA。qPCR证实lncRNA-ANRIL在成人T细胞白血病细胞株及临床病人样品中异常高表达。进一步研究发现转录因子E2F1通过结合并激活ANRIL基因启动子从而诱导ANRIL高表达。在ATL细胞中稳定沉默ANRIL表达后，白血病细胞的恶性增殖受到显著抑制，肿瘤细胞凋亡率明显上升。利用免疫缺陷小鼠成瘤实验发现，沉默ANRIL的ATL细胞诱导实体瘤形成的能力明显弱于对照组细胞。机制研究显示，ANRIL通过与EZH2和p65蛋白形成三元复合物的方式激活NF-kappaB信号通路，从而促进肿瘤细胞的恶性增殖，且该作用方式不依赖于EZH2的组蛋白甲基转移酶活力。此外，ANRIL/EZH2复合物通过诱导促凋亡基因p21/CDKN1A的启动子H3K27me3甲基化，从而下调p21/CDKN1A蛋白表达，最终抑制肿瘤细胞发生凋亡。.意义：在本项目中，我们运用多种生物学技术，从体外分子、细胞水平和体内实验动物水平，研究了lncRNA-ANRIL在ATL细胞中调控肿瘤相关信号通路及细胞凋亡基因表达的功能，进而揭示了ANRIL促进ATL细胞恶性增殖的分子机制。该研究首次从长链非编码RNA的角度研究白血病细胞生长及ATL发生的机理，对进一步探索成人T细胞白血病的发病机制及开发治疗手段具有重要的意义。