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恶性肿瘤是严重危害人类健康与生命的一类疾病。传统的肿瘤治疗手段是使用手术切除病灶以及通过放疗和化疗杀灭肿瘤细胞。但是,手术难以切除微小播散病灶；放疗与化疗不仅缺乏特异性,使身体内大量的正常细胞受到严重的损伤,而且具有加速肿瘤细胞进一步恶化的风险。因此,很有必要跳出以往着眼于移除和杀灭肿瘤细胞的思路,为肿瘤研究寻找新的方向、为肿瘤治疗提供新的手段。卵母细胞抽提物介导的表观遗传重编程是近年新发展起来的一种重编程方法。它使用卵母细胞的核、质或全细胞抽提物去孵育经可逆通透的目标细胞,在孵育过程中,抽提物中的重编程因子可进入目标细胞中,使目标细胞的表观遗传修饰和基因表达模式发生改变,最终使其脱离原有的发育程序、获得新的发育命运。研究表明,表观遗传调控紊乱在肿瘤发生发展过程中发挥着重要作用。我们考虑,用卵母细胞抽提物作用于肿瘤细胞,有望改变肿瘤细胞的表观遗传修饰,使其脱离异常发育程序,重新获得向正常细胞发育的能力。本实验首次使用牛的MII期、GV期和孤雌激活卵母细胞抽提物处理H460人肺癌细胞,从表观遗传修饰、基因表达和细胞功能三个层面上观察了卵母细胞抽提物对人肺癌细胞的重编程效应。结果显示：1.牛卵母细胞抽提物能够逆转H460人肺癌细胞中抑癌基因启动子区CpG岛超甲基化牛MII期、GV期和孤雌激活卵母细胞抽提物处理H460细胞,均能使抑癌基因RUNX3和CDH1超甲基化的启动子区CpG岛发生显著去甲基化,其中RUNX3启动子区CpG岛的DNA甲基化水平分别降低了30.44%、40.29%和33.81%,CDHl启动子区CpG岛的DNA甲基化水平分别降低了36.36%、42.57%和39.36%。不同发育期卵母细胞抽提物诱导的去甲基化都不是在两CpG岛内各CpG位点上均匀发生,而是更多的集中在一些特定的CpG位点上；位于转录因子结合序列内的CpG位点具有较高的去甲基化率。2.牛卵母细胞抽提物能够改变H460人肺癌细胞中抑癌基因启动子区组蛋白修饰模式牛MII期、GV期和孤雌激活卵母细胞抽提物处理H460细胞,均能降低抑癌基因RUNX3和CDHl启动子区抑制性组蛋白修饰H3K27me3和H3K9me3的水平,其中MII期卵母细胞抽提物降低H3K27me3修饰水平的能力最强,不同发育期卵母细胞抽提物降低H3K9me3修饰水平的能力相当；MII期卵母细胞抽提物对RUNX3和CDHl启动子区活化性组蛋白修饰H3K9ac和H3K4me3的水平均无影响,GV期卵母细胞抽提物可升高RUNX3启动子区H3K9ac和H3K4me3修饰的水平以及CDH1启动子区H3K9ac修饰的水平,孤雌激活卵母细胞抽提物可升高RUNX3和CDHl启动子区H3K4me3修饰的水平。3.牛卵母细胞抽提物能够激活H460人肺癌细胞中抑癌基因的表达牛MII期、GV期和孤雌激活卵母细胞抽提物处理H460细胞,均能激活抑癌基因RUNX3和CDHl的表达。两基因的转录动态变化在不同处理组中具有差异,MII期卵母细胞抽提物处理组中RUNX3和CDH1的转录水平在培养6h时即大幅升高,6h后至48h时又略有升高；GV期和孤雌激活卵母细胞抽提物处理组中RUNX3和CDHl的转录水平在培养6h时升幅较小,6h后至48h时大幅升高。培养48h时,不同发育期卵母细胞抽提物处理组间RUNX3和CDHl的转录水平无显著差异。各发育期卵母细胞抽提物处理组中RUNX3和CDHl的蛋白表达均从培养24h时开始被激活。4.牛卵母细胞抽提物对抑癌基因的作用具有特异性牛MII期、GV期和孤雌激活卵母细胞抽提物对H460细胞中抑癌基因RUNX3和CDHl的表观遗传重塑和转录激活均具有特异性。它们都不引起重复序列alpha satellite和retroviral long terminal repeat sequence of minisatellite MS32的去甲基化,也不上调多能性基因OCT4、NANOG、KLF4和SOX2的转录。孤雌激活卵母细胞抽提物还可使多能性基因SOX2启动子区的抑制性组蛋白修饰H3K27me3增多,活化性组蛋白修饰H3K9ac减少,进而下调SOX2的表达。5.牛卵母细胞抽提物能够抑制H460人肺癌细胞的恶性表型牛MII期、GV期和孤雌激活卵母细胞抽提物均能显著抑制H460细胞的恶性表型。与对照组细胞相比,三个处理组细胞的增殖能力分别降低了24.88%、26.42%和26.38%,锚定非依赖型生长能力分别降低了60.56%、53.18%和54.71%,迁移能力分别降低了40.72%、46.93%和35.20%,侵袭能力分别降低了78.05%、83.33%和73.81%。结论牛MII期、GV期和孤雌激活卵母细胞抽提物处理H460人肺癌细胞,均能使抑癌基因启动子区超甲基化的CpG岛发生显著去甲基化,并重塑抑癌基因启动子区的组蛋白修饰模式,从而激活抑癌基因的表达。牛卵母细胞抽提物对抑癌基因的作用具有特异性,并不引起重复序列的去甲基化以及多能性基因转录的上调。最终癌细胞的增殖、锚定非依赖型生长、迁移和侵袭能力显著降低。这些结果表明,用牛卵母细胞抽提物重编程癌细胞,既为研究癌表观遗传机制提供了一个新思路,又为开发安全高效的抗癌药物开辟了一个新领域。