BPTF/YY1/SIN3A在肾透明细胞癌中的促肿瘤作用及分子机制的探究

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目的:肾癌是最常见的十种癌症之一,占所有新发癌症病例的3.7%。肾癌患者就诊时已有约25%~30%发生了远处转移。肾透明细胞癌(cc RCC)是肾细胞癌最常见的亚型之一,cc RCC对传统的放疗和化疗均不敏感。目前外科手术目前仍是治疗cc RCC最有效和主要的方法,但是肾癌患者往往早期没有特殊症状,或仅有发热、乏力等全身症状。由于很多中晚期患者发现罹患肿瘤时已错过最佳手术时机,后续治疗措施有限。因此探索cc RCC新的治疗靶点,能对cc RCC高危人群进行筛选、早期发现cc RCC、对cc RCC的发展程度进行判断、并对cc RCC的复发和预后进行预测,将对cc RCC的诊断及治疗具有重大意义。BPTF是染色质重塑因子NURF上的亚基,同样参与染色质重塑过程,染色质重塑的异常,基因表达紊乱,也可以介导癌症的发生。YY1作为一种转录因子,在肿瘤发生发展中既能促进肿瘤的发生,也可以抑制肿瘤的发生。SIN3A与许多肿瘤相关蛋白存在相互作用,如c-Myc、P53等,通过与这些蛋白质的相互作用影响肿瘤细胞周期及增殖。目前已有研究发现SIN3A的表达升高可以抑制肺癌、乳腺癌的发生发展。前期研究结果显示三个分子之间具有一定的相关性。单细胞RNA测序(sc RNA-seq)使用从疾病组织获得样品进行单细胞解离,通过油包水的技术对单个细胞进行基因文库建库。sc RNA-seq的分析结果可以真实的代表体内微环境的改变,以及对肿瘤异质性进行细致的解读。它是一种高分辨率技术,克服了传统批量测序的局限性,使我们能够在单个细胞水平上测量肿瘤异质性,并且对于肿瘤微环境的研究很有价值。本研究的目的是通过单细胞数据分析,探索BPTF、YY1、SIN3A和cc RCC的相关性,并且探讨和验证其调控的相关机制,为进一步对cc RCC分子机制的探索提供理论依据。研究方法:我们利用单细胞数据进行质量控制、降维聚类以及细胞注释。提取上皮细胞进行Infer CNV推断CNV程度,筛选恶性肿瘤细胞。针对恶性细胞,靶向分析BPTF、YY1、SIN3A在其中的表达情况。通过高低表达,将cc RCC的肿瘤细胞分为两组,通过基因集变异分析(GSVA)评估肿瘤通路的激活情况,探究这三个分子对肿瘤的影响。通过Western Blot验证BPTF、YY1、SIN3A在786-O、ACHN、769-P和OSRC细胞系中的表达量,挑选出适合我们继续实验所使用的细胞系。通过腺病毒转染敲低BPTF的表达,观察YY1和SIN3A的变化。划痕和Transwell实验进一步验证三个分子对cc RCC细胞侵袭和迁移的影响,同时通过凋亡实验和周期试验进一步验证对细胞凋亡和增殖的影响。为了探索SIN3A和YY1之前的调控机制,我们进一步通过JASPAR网站预测可能存在的转录因子靶点序列,并用CHIP验证直接结合位点,进一步验证上述结果。结果:我们共纳入14个患者的单细胞数据,通过单细胞测序分析,鉴定上皮细胞亚群,并进行提取再分析。根据三个基因不同的表达值,我们将cc RCC的肿瘤细胞进行了二分类。GSVA对HALLMARK基因集的评估结果显示,三个分子(BPTF、YY1、SIN3A)具有相似的通路激活模式,而且大多数促肿瘤通路处于高度激活状态(血管新生、上皮间质转化、G2M检查点等),这提示这三个分子具有促肿瘤作用。在我们先前的文章中,我们证明BPTF、YY1、SIN3A之间的正相关性,同时我们发现这三个分子在促肿瘤方向具有相同的通路激活,我们猜测三个分子之间具有相互调节作用。我们通过Western blot实验,根据786-O、ACHN、769-P和OSRC中BPTF、YY1、SIN3A的基础表达,选择ACHN、769-P作为后续实验的细胞系。根据先前的研究结果,我们假定BPTF作为三个分子调控的上游分子,用腺病毒沉默ACHN细胞系中的BPTF分子,我们观察到YY1,SIN3A同时下调。划痕实验显示,沉默BPTF显著降低肿瘤细胞的移动性。Transwell的侵袭和迁移实验同样显示沉默BPTF抑制了肾癌细胞的迁移和侵袭。细胞周期实验显示,BPTF沉默组的增殖能力明显下降,同时凋亡实验表明BPTF的沉默会导致凋亡细胞比例增加。我们通过JASPAR网站对YY1调控SIN3A的可能性进行了预测,我们发现,YY1作为转录因子在SIN3A的启动子处存在结合位点。我们还进行了Ch IP实验,以确定YY1与细胞中的SIN3A启动子的结合情况。如预期,结果显示BPTF沉默组导致YY1表达降低,同时BPTF敲低组的SIN3A明显低于对照组。结论:在肾透明细胞癌中,BPTF的下调会导致YY1分子协同下调,同时SIN3A做为转录因子YY1的下游靶点,受到YY1的调控也表达降低。该调节通路的激活主要起到促肿瘤作用,结果说明BPTF-YY1-SIN3A可能成为肾透明细胞癌治疗的潜在靶点。
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