转录因子PRDM1在肺癌中的功能及其转录调控的研究
研究背景： 肺癌是世界范围内发病率和致死率最高的恶性肿瘤之一。目前肺癌的主要治疗手段是手术、化疗和放疗等，但是治疗效果极差，五年生存率低于百分之二十。肺癌细胞的远端转移是导致患者死亡率居高不下的主要原因。因此，我们以肺癌为研究对象，重点探索转录因子异常表达对肿瘤细胞侵润转移的作用。 我们实验室主要研究肺癌发生和转移的具体分子机制，已经发现淋巴细胞特异性转录因子Aiolos异位表达可以抵抗失巢凋亡，促进肿瘤细胞的远端转移。该部分研究结果已于2014年在 Cancer Cell杂志上发表。并且在研究转录因子Aiolos促进肺癌转移时发现，Aiolos的异位表达可以显著降低另一种转录因子PRDM1的表达。 转录抑制因子PRDM1也被称为Blimp1，主要参与β-干扰素基因的表达沉默、B淋巴细胞向浆细胞的转化、T淋巴细胞的稳态控制、原始生殖细胞的特化和迁移、表皮细胞终末分化和皮脂腺干细胞的维持等过程。PRDM1在肿瘤中作用的研究，主要集中在血液系统，PRDM1的基因结构改变、蛋白表达异常常与恶性淋巴瘤、白血病的发生相关。目前只有少量报道涉及PRDM1在实体肿瘤中的作用。PRDM1表达下降可提高胶质瘤的恶性度；而下调乳腺癌细胞中的PRDM1表达则抑制细胞迁移。因此，PRDM1基因在实体肿瘤中到底发挥是抑癌基因的作用，还是促癌基因作用，以及PRDM1在肺癌中的详细具体的作用机制，都需要我们更加深入的研究。 研究目的： 通过观测细胞行为变化，阐明肺癌细胞中PRDM1表达下调所产生的细胞生物学效应；通过检测mRNA和蛋白质表达的变化，探讨肺癌细胞中下调PRDM1表达所引起的细胞行为变化的具体分子机制；通过尾静脉注射小鼠成瘤实验，明确PRDM1与肿瘤细胞转移相关性；通过表达谱芯片数据、表达谱测序数据和多种细胞系的PRDM1表达水平的RT-PCR检测，确定PRDM1和Aiolos的负相关性；通过研究转录因子和DNA相互作用，探讨肺癌细胞中PRDM1表达缺失的转录调控机制。综合以上研究，进一步深化肺癌发生和转移的的分子机制，为恶性肺癌的分子治疗提供新的治疗靶点。 研究方法和研究结果： 1.通过分析过表达Aiolos的表达谱芯片数据，确定研究目标为PRDM1； 2.分析206个肺表皮细胞系其中包括59个正常肺表皮细胞系和147个肺癌细胞系中的microarray结果，确定PRDM1异常表达与肺癌形成和转移的相关性； 3.以慢病毒为载体，下调 A549细胞的 PRDM1表达，通过 Transwell实验、Fibronectin实验、Cell Death实验和三维培养实验等，检测细胞的行为变化。结果发现下调PRDM1后，细胞的侵袭能力、黏附能力和抗凋亡能力增高； 4.以慢病毒为载体，下调A549细胞的PRDM1，并通过Real-time PCR和Western blot检测mRNA和蛋白质的变化，发现下调PRDM1后，Fibronectin蛋白表达增高； 5.以慢病毒为载体，将下调 PRDM1表达的 A549细胞采用尾静脉注射裸鼠，观察小鼠的存活时间，并解剖取肺、心、肝、脾、肾，制成冰冻切片和石蜡切片，发现所有老鼠的肺部都检测到有肿瘤转移灶的形成，但是在其他组织中则没有发现有肿瘤的形成。下调PRDM1组的小鼠的存活时间明显比对照组短。尾静脉注射小鼠实验模拟肿瘤细胞进入血管后形成肿瘤的情况。该动物实验结果说明，下调PRDM1后，细胞的失巢凋亡抵抗能力和黏附能力增强，因此使下调PRDM1的细胞获得更多的存活时间，并且更易于黏附在其它器官上形成肿瘤。 6.通过转录组测序和多种细胞系RT-PCR检测，确定PRDM1和Aiolos的负相关性；并通过对过表达Aiolos细胞的PRDM1的表达水平检测，确定在转录调控网络中，PRDM1位于Aiolos的下游，受Aiolos的调控； 7.通过染色质免疫共沉淀实验荧光素酶报告基因实验，确定Aiolos可以结合到PRDM1的转录启动子区，并抑制PRDM1的转录。 结论： 1．肺癌细胞通过下调PRDM1的表达增强细胞的黏附能力、侵袭能力、抗失巢凋亡能力和从原位细胞团上脱离的能力； 2．与对照组相比，下调PRDM1的肿瘤细胞尾静脉注射裸鼠，存活时间缩短； 3．在肺癌中转录因子Aiolos可以结合到PRDM1基因的启动子区，抑制PRDM1的表达。
肺癌;转录因子PRDM1;分子治疗;疗效评价
天津医科大学
博士
基础医学
刘喆
2015
中文
R730.2;R734.2
87
2019-03-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）