NONHSAG038306促进PRDM8基因DNA甲基化在自身免疫甲状腺炎中的作用及机制研究

Our previous data of next generation sequence and DNA methylation array showed that PRDM8 in autoimmune thyroid disease patients was hypermethylated and transcriptionally repressed. The antisense noncoding RNA NONHSAG038306 increased significantly in AIT patients. We proposed the hypotheses that: the antisense noncoding RNA NONHSAG038306 increased, binded with PRDM8 promoter, increased the DNA methylation of PRDM8 and repressed its transcription by recruiting DNA methyltransferase. PRDM8 may regulate downstream genes by it histone methyltransferase activity of histone H3K9 and interfere with the function of thyroid cells. This study is planned to investigate whether NONHSAG038306 can regulate PRDM8 and how. Moreover, it is aimed to investigate the biological function of PRDM8 in thyroid cell and its mechanism.

前期研究通过高通量二代测序和甲基化芯片发现，PRDM8基因在自身免疫甲状腺炎（AIT）患者甲状腺细胞高甲基化低表达，其反义链非编码RNA基因NONHSAG038306高表达。我们提出假说：PRDM8的反义链基因NONHSAG038306在AIT患者甲状腺细胞中高表达，通过结合PRDM8启动子区域序列，招募DNA甲基转移酶DNMT，升高PRDM8基因启动子区域DNA甲基化水平，抑制PRDM8基因的表达，PRDM8可能通过其组蛋白H3K9甲基转移酶的作用，影响相应基因表达与甲状腺细胞的生物学过程。本研究拟从表观遗传学角度，明确NONHSAG038306基因对PRDM8基因的调控作用，阐明其作用机制，观察PRDM8基因对甲状腺细胞生物学功能的影响，并研究PRDM8在甲状腺中发挥功能的机制。研究结果能够对以往的遗传学与免疫学研究进行补充，将扩展对自身免疫甲状腺炎病因学的认识，发现新的疾病诊治靶点。

前期研究通过高通量二代测序和甲基化芯片发现，PRDM8基因在自身免疫甲状腺炎（AIT）患者甲状腺细胞高甲基化低表达，其反义链非编码RNA基因NONHSAG038306高表达。因此提出假说：PRDM8的反义链基因NONHSAG038306在AIT患者甲状腺细胞中高表达，通过DNA甲基化抑制PRDM8基因的表达，PRDM8可能通过其组蛋白H3K9甲基转移酶的作用，影响相应基因表达与甲状腺细胞的生物学过程。. 研究发现：（1）长链非编码RNA NONHSAG038306（新版本NONCODE数据库中转录本更新为NONHSAT097137.2）在甲状腺细胞中过表达，不影响PRDM8基因mRNA表达水平；PRDM8基因过表达不影响NONHSAT097137.2的表达。（2）NONHSAT097137.2过表达引起广泛的基因mRNA表达水平下调和部分mRNA水平上调。下调基因参与蛋白质结合、ATP酶活性及ATP结合、解旋酶活性等生物过程，细胞分裂、有丝分裂核分裂、染色质融合等分子功能，KEGG分析发现富集在泛素化介导的蛋白分解、调节肌动蛋白细胞骨架等通路。上调基因GO富集分析发现，上调基因参与神经胶质细胞分化、糖皮质激素代谢调控、凋亡过程正向调控等生物过程，生长因子活性、蛋白磷酸化、脂质磷酸化等分子功能相关，KEGG分析富集在造血细胞分化、类风湿关节炎、胆碱能突触等通路。（3）长链非编码RNA NONHSAT097137.2和PRDM8基因在甲状腺细胞过表达，均可导致细胞因子IL11表达水平升高，IL6ST表达水平降低，凋亡抑制分子BCL2表达水平降低，发挥促进凋亡的作用。