3-Deazaneplanocin A（DZNep）作為一個(gè)全新的靶向癌癥表觀遺傳學(xué)過程的染色質(zhì)修飾藥物的鑒定與特性分析.pdf

1、癌癥對(duì)于人類健康有巨大威脅并且是導(dǎo)致人類死亡的最常見的疾病之一。經(jīng)過前一段時(shí)間里表觀遺傳學(xué)研究的快速發(fā)展，癌癥現(xiàn)在已經(jīng)被認(rèn)為是無數(shù)遺傳學(xué)和表觀遺傳學(xué)的變異在細(xì)胞內(nèi)累計(jì)的最終結(jié)果。表觀遺傳修飾對(duì)于腫瘤形成和發(fā)展有主要的推動(dòng)作用。所以靶向表觀遺傳修飾藥物的研究受到人們高度重視。盡管我們已經(jīng)掌握了這個(gè)理論，但是仍有一個(gè)問題需要被解答，那就是怎樣將研究結(jié)果轉(zhuǎn)換到臨床的應(yīng)用。最古老但也是最有效的方法就是使用化學(xué)化合物來實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。本研究中我確認(rèn)

2、了一個(gè)嶄新的作用于表觀遺傳調(diào)控的化合物3-Dcazaneplanocin A(DZNep)，并且將其應(yīng)用于多種腫瘤細(xì)胞后發(fā)現(xiàn)了DZNep誘導(dǎo)凋亡的能力和它的作用機(jī)制。DZNep可以靶向PRC2蛋白，我們使用DZNep作為工具發(fā)現(xiàn)一些重要的PRC2靶基因，并且確認(rèn)他們在腫瘤生物學(xué)中的功能。我也選擇一個(gè)已知的腫瘤抑制基因CDKN1C來加以研究，詳細(xì)分析其轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)的表觀遺傳修飾模式。并且這個(gè)EZH2靶基因在乳腺癌患者中有強(qiáng)的預(yù)后價(jià)值。

3、 1.篩選化合物庫后發(fā)現(xiàn)3-Deazaneplanocin A(DZNep)并確認(rèn)其誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞E2F1依賴凋亡的活性腫瘤的發(fā)生取決于細(xì)胞生長和程序死亡是否能保持精確平衡。Rb/E2F1通路在調(diào)控細(xì)胞周期中起到重要作用。已經(jīng)有報(bào)道發(fā)現(xiàn)表觀遺傳抗腫瘤藥物SAHA能通過激活E2F1下游靶基因Bim誘導(dǎo)腫瘤特異的凋亡。這里我展開大規(guī)模藥物篩選以發(fā)現(xiàn)更多的類似SAHA可以通過E2F1通路誘導(dǎo)凋亡的藥物。我用基于HCT 116 p53 nul

4、l ER-E2F1細(xì)胞株的篩選平臺(tái)篩選了一個(gè)包括了4000個(gè)化合物National Cancer Institute(NCI)化合物庫。經(jīng)過不同方法和細(xì)胞系的篩選和確認(rèn)。我發(fā)現(xiàn)一個(gè)活性化合物3-Deazaneplanocin A(DZNep)。DZNep誘導(dǎo)E2F1依賴凋亡的能力通過檢測不同凋亡標(biāo)志被確認(rèn)。DZNep可以促進(jìn)E2F1促凋亡的靶基因表達(dá)，這些高度表達(dá)的基因最終導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。 2.通過藥理學(xué)方法抑制Polycomb-

5、repressive complex 2介導(dǎo)的基因抑制可選擇性誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡Polycomb-repressive complex 2(PRC2)介導(dǎo)的組蛋白甲基化在腫瘤基因異常沉默中起到重點(diǎn)作用，并且成為癌癥治療的潛在靶點(diǎn)。這里我發(fā)現(xiàn)S-adenosylhomocysteine水解酶抑制劑3-Deazaneplanocin A(DZNep)有效誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡但對(duì)正常細(xì)胞沒有作用。我發(fā)現(xiàn)DZNep有效消除細(xì)胞內(nèi)PRC2組分包括EZH

6、2，SUZ12和EED蛋白并且抑制相關(guān)的組蛋白H3賴氨酸27位三甲基化(但不是組蛋白H3賴氨酸9位三甲基化)。通過RNA干擾分析，全基因組表達(dá)分析和染色質(zhì)免疫沉淀研究，我確認(rèn)一組突出的基因在乳腺腫瘤中被PRC2抑制。并且它們的表達(dá)可被DZNep重新激活。我進(jìn)一步展示DZNep優(yōu)先的激活包括新發(fā)現(xiàn)的凋亡作用子FBXO32的一系列基因，都對(duì)DZNep誘導(dǎo)的乳腺腫瘤細(xì)胞凋亡起作用。我的結(jié)果顯示DZNep作為嶄新的改變?nèi)旧|(zhì)的化合物具有獨(dú)一無二

7、的特點(diǎn)，并且提出了通過藥理學(xué)DZNep處理來逆轉(zhuǎn)PRC2介導(dǎo)的基因抑制將可能是一種嶄新的治療腫瘤的方法。 3．腫瘤抑制基因CDKNIC(p57KIP2)是EZH2靶標(biāo)并且在乳腺腫瘤中通過不同組蛋白修飾協(xié)同作用而被抑制CDKNIC(編碼p57KIP2）是周期素依賴性激酶(CDK)抑制劑腫瘤抑制家族中的一員，它在人類腫瘤通常通過啟動(dòng)子區(qū)域的DNA甲基化而被抑制。在這一部分工作中我發(fā)現(xiàn)CDKNIC在乳腺腫瘤細(xì)胞中的抑制與DNA甲基化狀

8、態(tài)無關(guān)．我證明CDKNIC轉(zhuǎn)錄通過Polycomb蛋白EZH2及其相關(guān)組蛋白賴氨酸27位甲基化而抑制。用S-adenosylhomocysteine水解酶抑制劑3-Deazaneplanosin A(DZNep)處理導(dǎo)致EZH2蛋白表達(dá)和H3K27me3的抑制，如果聯(lián)合使用組蛋白去乙酰酶抑制劑Trichostatin A(TSA)來有效逆轉(zhuǎn)組蛋白修飾將導(dǎo)致一個(gè)CDKNIC表達(dá)的驚人升高。單獨(dú)消除EZH2并不足以激活CDKNIC但是加入T