SIRT1調(diào)節(jié)EZH2的表達(dá)并且影響PcG對(duì)靶基因SATB1的轉(zhuǎn)錄調(diào)控.pdf

1、Polycomb group(PcG)家族是在進(jìn)化上從果蠅到人都十分保守的蛋白家族,因其在發(fā)育等過(guò)程中的重要作用而被廣泛研究。PcG家族對(duì)于發(fā)育過(guò)程中體軸的形成,神經(jīng)生成和造血生成都至關(guān)重要,而在哺乳動(dòng)物的干細(xì)胞中研究證實(shí)PcG家族參與維持干細(xì)胞的多能性狀態(tài)。在哺乳動(dòng)物小鼠和人的胚胎來(lái)源的細(xì)胞中進(jìn)行的大規(guī)模芯片篩查發(fā)現(xiàn)了上千個(gè)PcG家族蛋白的下游基因,包括發(fā)育過(guò)程中上游的轉(zhuǎn)錄因子和一些重要的細(xì)胞信號(hào)通路分子。已有的研究表明,PcG對(duì)下游

2、基因的作用是基于其對(duì)組蛋白進(jìn)行的修飾導(dǎo)致的染色質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)的改變,從而維持基因的沉默狀態(tài)。PcG家族中唯一具有組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶活性的分子是EZH2,它與EED、Suz12共同組成PRC2復(fù)合物,特異性修飾H3K27。
　　 SIRT1(Sirtuin1)是人類的Ⅲ類組蛋白去乙?；?催化作用為NAD+依賴。研究表明,哺乳動(dòng)物中,SIRT1在能量限制和其它的刺激作用下,可以增加基因組的穩(wěn)定性,協(xié)調(diào)細(xì)胞對(duì)刺激的反應(yīng),增加能量產(chǎn)生和利用

3、,促進(jìn)細(xì)胞的修復(fù)和防御,延長(zhǎng)細(xì)胞的生存時(shí)間。SIRT1可以與多種重要的轉(zhuǎn)錄因子和轉(zhuǎn)錄輔助因子相互作用實(shí)現(xiàn)其功能的,這些轉(zhuǎn)錄因子包括MyoD、p300、PGC-1α、PPARγ、NF-κB、Ku70、p53及FOXO等。SIRT1還被報(bào)道和HIC1相互作用而結(jié)合在基因的啟動(dòng)子區(qū),而形成對(duì)SIRT1自身轉(zhuǎn)錄的負(fù)調(diào)控。此外,在果蠅和人類的癌細(xì)胞中都發(fā)現(xiàn)了SIRT1和EZH2之間的間接結(jié)合,而這種結(jié)合可能會(huì)影響PcG對(duì)組蛋白底物的偏好性。那么S

4、IRT1是否可以通過(guò)其他的途徑影響PcG的功能呢?
　　 我們利用RNA干擾技術(shù),在細(xì)胞中敲低SIRT1的表達(dá)水平,進(jìn)而檢測(cè)EZH2及其下游靶基因的表達(dá)水平。SATB1是在文獻(xiàn)芯片數(shù)據(jù)報(bào)道的PcG的下游基因,我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中進(jìn)一步驗(yàn)證了SATB1是EZH2的直接下游。因此我們選擇了經(jīng)典的EZH2靶基因HoxA9和本研究中通過(guò)實(shí)驗(yàn)確證的靶基因SATB1作為檢測(cè)對(duì)象。除檢測(cè)轉(zhuǎn)錄水平外,我們還通過(guò)染色質(zhì)免疫沉淀檢測(cè)了SATB1和HoxA9

5、上特異的組蛋白修飾以及修飾酶的結(jié)合狀態(tài)。結(jié)果顯示,SIRT1干擾的細(xì)胞中,EZH2蛋白水平升高,而SATB1和HoxA9轉(zhuǎn)錄水平降低,同時(shí)伴隨著H3K27me3和EZH2在啟動(dòng)子區(qū)富集的增加。同時(shí),我們也檢測(cè)了SATB1和HoxA9啟動(dòng)子區(qū)SIRT1特異的組蛋白底物H4K16Ac的修飾狀態(tài)以及SIRT1蛋白的結(jié)合,結(jié)果顯示,H4K16Ac基本沒(méi)有變化,同時(shí)我們也沒(méi)有檢測(cè)到SIRT1在這兩個(gè)啟動(dòng)子的結(jié)合。表明Sirt1對(duì)SATB1和Hox

6、A9的調(diào)控作用不是直接的,而是與其對(duì)EZH2表達(dá)的影響密切相關(guān)。進(jìn)一步對(duì)機(jī)制的探討顯示,SIRT1干擾的細(xì)胞中,EZH2并沒(méi)有發(fā)生轉(zhuǎn)錄水平的改變,而是增加了EZH2蛋白的穩(wěn)定性。
　　 綜上所述,我們首先用實(shí)驗(yàn)確證了SATB1在HeLa細(xì)胞中是EZH2的直接下游基因,然后我們發(fā)現(xiàn)在SIRT1干擾的細(xì)胞中,EZH2蛋白穩(wěn)定性上升,以及PcG對(duì)下游底物SATB1和HoxA9抑制作用增強(qiáng),而這種作用的增強(qiáng)不受到SIRT1組蛋白去乙酰化