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标题:【分享】上海交大癌症表观遗传研究登国际刊物

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【分享】上海交大癌症表观遗传研究登国际刊物

来自上海交通大学基础医学院,上海中医药大学等处的研究人员针对前列腺癌展开了研究,发现前列腺癌中抑癌基因HIC1的启动子如果出现高度甲基化,就可能导致其表达沉默而失去抑癌功能,这从表观遗传学修饰的新角度,阐明抑癌基因在调控前列腺癌发生发展中的作用机制,相关成果公布在肿瘤领域国际期刊Clinical Cancer Research上。

文章的通讯作者是上海交通大学基础医学院王建华研究员,第一作者为王建华研究组郑江花博士,这项研究得到了国家自然基金委,上海教委东方学者人才计划和科技部973资助。

前列腺癌(Prostate Cancer, PCa)是男性泌尿生殖系统常见的恶性肿瘤之一,其发病率和死亡率在整个西方国家的男性恶性肿瘤中居第二位,但近年来在中国也呈显著上升趋势。我国肿瘤防治研究办公室的统计资料显示在1988-1992、1993-1997、1998-2002这三个时间段的PCa发病率分别为1.96人/10万人、3.09人/10万人、4.36人/10万人。PCa发病率最高的上海地区发病率从1990年2.6人/10万上升至2005年的16.1人/l0万人,近几年,这一趋势已升高至12倍左右,位列男性泌尿生殖系统肿瘤的第1位,所有男性肿瘤的第5位。随着我国人民整体生活水平的提高和生活方式的改变、男性平均寿命的延长以及医学诊断技术的提高,我国PCa发病率和检出率仍将呈显著上升趋势。

尽管过去数十年西方国家已经对PCa的研究投入了大量的人力、物力,但目前人们对PCa的病因、发病机理、进展的机制及临床治疗仍然缺乏完整和深入的了解。

在这篇文章中,研究人员发现在PCa实体肿瘤组织中抑癌基因HIC1启动子呈现高度甲基化,可能导致其表达沉默而失去抑癌功能。5-Aza处理PCa细胞系后,HIC1甲基化降低,HIC1表达上调。

同时体内外实验表明恢复表达HIC1可显著降低癌细胞增殖、侵袭、转移及成瘤等能力;相反,shRNA沉默HIC1的表达后,癌细胞这些特性被显著增强。这些从表观遗传学修饰新角度阐明抑癌基因在调控PCa发展、转移中的作用机制,有助于为PCa的早期诊断和治疗提供新的思路,同时也为构建新的PCa小鼠模型奠定基础。

一直以来,科学家们都认为表观遗传学与遗传学是作为两个独立的机制,参与癌变过程。癌症研究领域的科学家们一面忙着寻找致癌基因,分析癌症发生的遗传学,一面又在表观遗传调控方面进行深入分析,希望了解环境等因素对于癌症发生发展的影响,却没有想过把这两方面联系起来。然而近期关于人类癌症,上千个癌细胞外显子测序结果的研究却令人惊讶的发现了,许多调控表观遗传的基因休眠突变,由此癌症表观遗传学成为了研究热点。

在过去一年里,表观遗传学研究领域取得了许多成果,从多发发力,无论是癌症表观遗传,还是代谢表观遗传,细胞重编程与表观遗传,以及研究技术都涌现出不少新的成果发现。

比如去年8月,一组研究人员发现了两种表观遗传调控因子Parp1和Tet2刺激了成纤维细胞中静止多能基因的表达,由此启动了这些细胞重编程为iPSCs。研究人员在细胞重编程过程中,发现Parp1和Tet2诱导从与多能基因相关的蛋白质上移除了H3K27me3抑制标记物,并添加了具有激活效应的另一种标记物H3K4me2。尤其值得注意的是,他们发现在发生上述改变的数天后,多能基因Nanog和Esrrb转为活化。

这篇文章首次对细胞命运如此戏剧性改变的最早阶段是如何完成的提供了一个机制解释。具体见:盘点2012年Nature论文最受关注的6种类型(下)
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原文摘要:

HIC1 modulates prostate cancer progression by epigentic modification

Purpose: Prostate cancer (PCa) is the second leading cause of cancer deaths among men in Western counties, which has been also occurred in Chinese male with markedly increasing incidence in recent years. Although the mechanism underlying its progression still remains unclear, epigenetic modifications are important ethological parameters. Exrimental Design: The methylation status of HIC1 promoter were assayed in cell lines, tissues and plasma of PCa patients by using MSP-PCR and bisulfate sequencing (BSP). The ability of HIC1 to regulate proliferation, migration and invasion was assessed by MTT, scratch healing assay and reconstituted extracellular matrices in porous culture chambers. Tumorigenesis,metastases and bone destruction were analyzed in mice bearing PCa cells restoring HIC1 by using Xenogen IVIS with radiographic system and small-animal PET-CT images. Microarrays were searched for genes that had correlated expression with HIC1 mRNA. Results: The methylation status of 11 CpG sites within HIC1 promoter were abundantly methylated in cell lines, tissues and plasma of PCa patients compared with those of respective normal controls. Restoring HIC1 expression in PCa cells markedly inhibited proliferation, migration, and invasion and induced the apoptosis in these cells. Moreover, mice bearing PCa-restoring HIC1 cells had a marked effect on reducing tumor growth,multiple tissue metastases and bone destruction. Notably, we also identified that the chemokine receptor CXCR7 is a direct downstream target gene of HIC1. Conclusions: These findings suggest that therapies targeting epigenetic events regulating HIC1 expression may provide a more effective strategy for PCa treatment.
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