表观遗传学机制在肿瘤的药物反应中扮演重要角色,DNA甲基化异常是最早发现的与肿瘤耐药相关的表观遗传标志。药物引起的全基因组高甲基化已被证明可促进肿瘤耐药,而从大量随机的DNA甲基化背景中鉴定出驱动性的DNA甲基化事件是相关研究的难点所在。本课题针对这一挑战,以筛选梯度耐药细胞株中稳定存在或持续升高的DNA甲基化事件为切入点展开探寻。使用基于DNA免疫共沉淀的高通量DNA甲基化测序(MeDIP-seq)技术,我们分析了两株具有不同耐药指数的乳腺癌耐药细胞MCF-7/PTX 90nM(90R)和MCF-7/PTX 150nM(150R)的DNA甲基化谱,发现了 205个基因的启动子区甲基化水平升高,其中59个基因的启动子甲基化程度在150R进一步升高。综合转录组测序(RNA-seq)结果,我们鉴定出8个在两耐药株中甲基化均升高、转录均降低的基因:C8orf34,CNTNAP2,DOC2B,ELOVL4,PPP1R14C,RIMS2,SLC22A31 和 VANGL2,其中 C8orf34,CNTNAP2,RIMS2,SLC22A31,VANGL2 这5个基因的启动子甲基化水平随细胞耐药指数上升进一步提高,与其基因表达改变情况一致。DNA甲基化抑制实验证明,这些甲基化异常事件抑制相应基因的表达。进一步分析证实,这些特定的异常DNA甲基化事件是乳腺癌耐药表型形成的重要驱动力,恢复受其抑制的基因表达可以部分逆转耐药细胞株的耐药表型。Kaplan-Meier数据库的临床预后分析进一步支持我们的实验室结果,显示这些基因表达水平的下调与接受化疗乳腺癌患者的不良预后显著相关,患者的总生存率和无复发转移生存率均明显降低。该研究提供了一个鉴定化疗耐药驱动性DNA甲基化事件的有效研究体系,可为进一步研究表观遗传改变在肿瘤耐药中的作用机制及临床应用提供有价值的线索。