RNA解旋酶DDX17通过调控PXN--AS1可变剪接介导MYC信号通路促进肝细胞癌转移的机制研究

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目的:
  根据国家癌症中心2019年公布的数据显示,肝癌是中国恶性肿瘤发病率排名第四,死亡率排名第二的疾病,而肝癌转移正是引起肝癌死亡率增高的主要原因。多种证据表明,肿瘤相关基因的剪接失调与肿瘤转移密切相关。然而,目前关于肝癌转移相关的可变剪接事件及其调控机制尚不清楚。因此,本课题主要聚焦在肝癌中与转移相关的可变剪接事件及其调控机制,力图为找到治疗肝癌转移新的分子靶标提供原创性的理论依据。
  内容及方法:
  1)利用RNA-seq技术对10例肝癌转移和10例非转移组织进行测序,结合TCGA-LIHC数据库以及生物信息学等多种分析方法筛选出调控肝癌转移相关可变剪接事件的剪接因子;
  2)利用TCGA数据等分析RNA解旋酶DDX17在肝癌中的表达,并利用RT-PCR、WB和IHC进行验证;构建稳定敲除DDX17的肝癌细胞系,观察敲除DDX17对肝癌细胞迁移侵袭的影响,并建立DDX17肝脏特异性敲除的转基因小鼠模型(DDX17HKO),观察DDX17基因敲除是否可以影响DEN诱导的肝癌形成和肺部转移;
  3)利用RNA-seq和RIP-seq技术筛选出DDX17调控的转移相关可变剪接事件,并利用PCR、RACE和RNA-FISH等技术进行验证;利用PCR、WB等方法分析PXN-AS1不同剪接异构体对肝癌细胞迁移侵袭的影响,并构建表达AAV8-PXN-AS1L的腺病毒通过尾静脉注射到DDX17HKO小鼠模型上,检测PXN-AS1L对DDX17HKO小鼠模型肝癌形成和转移的影响;
  4)利用RNA-seq技术筛选出DDX17和PXN-AS1L共同调控的下游靶蛋白, 进一步通过GSEA数据库分析下游靶蛋白主要富集在MYC通路上,并利用多种功能实验分析MYC是否参与了PXN-AS1L介导的肝癌细胞迁移侵袭通路;
  5)利用RNA-pulldown联合质谱分析筛选出与PXN-AS1L结合的蛋白,着重关注与PXN-AS1L结合的表观修饰酶,并利用ChIP实验分析表观修饰酶对MYC的转录调控的影响;联合RNA-seq转录组测序以及转录因子数据库PROMO及Jaspar筛选出MYC调控的下游分子x,并利用ChIP实验和双荧光酶素酶报告系统分析MYC对下游分子x的转录调控的影响;
  结果:
  1)通过RNA-seq技术并结合多种分析方法筛选出多个差异表达的剪接因子,其中RNA解旋酶DDX17表达升高最显著且与病人不良预后相关;
  2)DDX17在肝癌组织中的表达水平明显升高,敲除DDX17抑制肝癌细胞的迁移侵袭,并在裸鼠原位肝癌模型上得到验证;敲除DDX17可以抑制DEN诱导的肝癌形成和转移;
  3)DDX17介导PXN-AS1发生内含子保留可变剪接,导致新的剪接异构体PXN-AS1L产生并促进肝癌细胞的迁移侵袭,而PXN-AS1LWT对肝癌细胞迁移侵袭作用不明显;
  4)沉默PXN-AS1L可下调MYC的表达水平,MYC参与了DDX17/PXN-AS1L介导的肝癌细胞迁移侵袭信号通路;
  5)PXN-AS1L招募甲基化修饰酶Tex10到MYC的增强子区域,并通过激活增强子区域H3K4me1的甲基化水平和H3K27ac的乙酰化水平,从而促进MYC的转录水平;MYC作为转录因子通过与MMP2/MMP9启动子结合并促进MMP2/MMP9的转录,从而促进肝癌细胞的迁移侵袭。
  结论:
  RNA解旋酶DDX17通过调控PXN-AS1内含子保留并产生新的剪接异构体PXN-AS1L,新的剪接异构体PXN-AS1L通过招募甲基化修饰酶Tex10激活MYC的转录,并促进MYC信号通路中MMP2/MMP9的表达,从而促进肝癌细胞的迁移侵袭。
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