CEBPB通过重编程基因表达介导卵巢癌化疗耐药的相关机制研究

The resistance of tumor cells to chemotherapy is the major cause of poor prognosis and high mortality of ovarian tumor. Chemoresistance phenotype usually results from the dysregulation of multiple drug-resistance genes. So far it is unclear whether a key regulatory factor could modulate the expression of many drug-resistance genes, and whether targeting a key regulatory factor could overcome chemoresistance. To search for such factor(s), we analyzed the differentially expressed genes resulting from the methylation at 6 sites of histones in serous ovarian cancer and normal control tissue. Motif analysis of differentially methylated chromatin revealed 35 upstream regulatory factors that might modulate histone methylation. Among them, CEBPB might regulate the methylation of histone H3 lysine 79 (H3K79). Further bioinformatic analysis and clinical analysis implied that highly expressed CEBPB was associated with drug-resistance of tumor cells and poor prognosis of ovarian cancer. In this study, we will investigate the promoting effect of CEBPB on the chemoresistance of ovarian cancer cells, analyze the regulatory effect of CEBPB on the epigenetic reprogramming of drug-resistance genes, and explore the feasibility of targeting CEBPB to overcome chemoresistance. This study will try to reveal the effect of epigenetic regulation on chemoresistance and its reversion, and provide new target for prognostic evaluation and therapeutic strategy of ovarian cancer.

肿瘤细胞耐药性是导致卵巢癌病人预后差和死亡率高的最重要原因。耐药表型是由于多种耐药基因的表达改变所致，迄今为止尚不清楚是否有关键调控因子控制众多的耐药基因表达，以及是否能够以关键调控因子为靶点逆转肿瘤细胞的耐药性。为寻找这种关键调控因子，我们分析了浆液性卵巢癌和正常对照组织中由组蛋白6个位点甲基化所致差异表达的基因；通过对这些基因的基序分析，筛选出35个可能调控组蛋白甲基化的上游因子；其中，CEBPB能调控H3K79甲基化，生物信息学分析和临床分析结果提示，CEBPB高表达与肿瘤细胞耐药及卵巢癌病人的预后差有关。本项目将着重探讨CEBPB对卵巢癌细胞耐药性的促进作用，分析CEBPB通过表观重编程对耐药基因表达的调控作用，探讨CEBPB作为逆转肿瘤耐药性的分子靶点的可行性。本研究可揭示表观遗传学调控在肿瘤耐药及其逆转中的作用，而且可为卵巢癌预后评估和治疗提供新的靶点及其依据。

卵巢癌是妇科恶性肿瘤中死亡率最高的肿瘤，其起病隐匿导致的晚期发现、广泛转移，几乎所有的病人最终都会发展为化疗耐药。国际范围内对该肿瘤的研究和诊治举步维艰，目前亟待阐明新的耐药机制和发现新的治疗靶点，从而提高治疗效果。耐药表型是由于多种耐药基因的表达改变所致，单一耐药基因很难成为理想的治疗靶点，而且以往研究多注重单一耐药基因的作用机制，迄今为止尚不清楚是否有关键调控因子控制众多的耐药基因表达，以及是否能够以关键调控因子为靶点逆转肿瘤细胞的耐药性。本项目研究发现C/EBPβ通过募集甲基化转移酶DOT1L，促进了二者共定位至靶基因，因此维持了多个耐药基因的开放状态，从而在卵巢癌耐药中起关键作用。. 本项目主要研究C/EBPβ通过重编程基因表达介导卵巢癌化疗耐药的相关机制研究。在完成本项目研究内容的基础上，我们还扩展了相关研究内容。主要研究结果包括：① C/EBPβ通过促进H3K79甲基化而重编程耐药基因表达；② C/EBPβ通过增强DOT1L与靶基因的结合能力从而调控基因的H3K79甲基化水平，进而调控基因表达；③ C/EBPβ在卵巢癌细胞顺铂耐药表型调控中起关键作用，并且其促进顺铂耐药的作用依赖于DOT1L；④ C/EBPβ蛋白高表达与卵巢癌预后差密切相关；⑤ DOT1L促进肿瘤细胞增殖，其高表达与卵巢患者预后差密切相关；⑥ 肿瘤相关淋巴管内皮细胞通过分泌SEMA4C促进淋巴管新生及肿瘤的淋巴转移。. 表观遗传学在调控肿瘤表型中起关键作用，目前主要的相关研究及治疗靶点集中于表观调控酶。然而全基因组某一特定表观位点仅仅由数个、甚至有时（如H3K79位点）只由一个表观酶来调控。因此靶向这些调控整个基因组相应位点的表观酶是不精准的。该研究首次揭示了转录因子重塑染色质，以基因序列特异性的方式精准调控组蛋白甲基化，从而实现对一群功能相关的耐药基因的协同表观调控。相对于目前靶向表观酶的治疗缺乏特异性，转录因子可以实现肿瘤特定背景下的协同精准调控。该研究不仅丰富了肿瘤耐药研究的理论，也为以铂类为基础的肿瘤化疗耐药提供了有价值的靶点。