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背景与目的:小GTP酶蛋白Rab25与许多肿瘤细胞的增殖、侵袭和转移密切相关,处于蛋白质与蛋白质相互作用网络的枢纽位置。Rab25蛋白过表达促进上皮源性肿瘤细胞在三维微环境中的侵袭与转移。胃癌同样属于上皮源性的恶性肿瘤,但Rab25与胃癌关系的研究未见报道,且胃癌细胞Rab25基因表达的调控机制也未见报道。本课题组前期研究发现:(1)相对于正常组织的胃癌组织Rab25 mRNA表达量明显增高;(2)Rab25 mRNA高表达可能促进胃癌的浸润与淋巴转移;(3)Rab25mRNA表达与胃癌的组织病理分型有一定的相关性。因此,本课题组旨在研究胃癌细胞(AGS)Rab25基因启动子调控机制,为将来胃癌的基因治疗提供新的分子靶点,为抗肿瘤药物的研究提供理论基础。
方法:通过5’RACE实验,确定启动子转录起始位点并在所设计的特异性巢式引物中进行碱基对预测,用生物信息学方法分析启动子高度保守区域。通过DNase I敏感实验和CHART-PCR确定启动子区域附近的染色质开放状态。ChIP实验评价启动子的表观遗传学状态。检测三甲基-H3K4和二甲基-H3K9的相对富集值确定染色质最开放区域。构建启动子区荧光报告载体并转染AGS细胞,分析核心启动子的位置。随后构建一系列启动子不同区域缺失或突变的荧光报告载体验证核心启动子的位置。结合胞内ChIP和胞外EMSA实验确定潜在转录因子的结合位点,并明确其功能。构建干扰表达及过表达载体充分验证潜在转录因子与Rab25启动子的相互作用。寻找诱导Rab25表达的因素,并试图运用表观遗传学研究方法在组蛋白修饰动力学和染色质开放状态改变等方面阐明其作用机制。
成果:(1)本研究明确了人类Rab25基因的启动子在基因组中的位置,发现基础条件下CREB结合位于核心启动子核苷酸-67到-58之间的CRE。(2)本研究详细阐明了PKA调节Rab25基因表达的机制:PKA增强染色质开放程度,有助于CRE结合位点的暴露;PKA促进在启动子位置结合的CREB磷酸化;磷酸化的CREB通过招募辅因子CBP和Brg I,导致与组蛋白修饰相关的呈现更开放状态的染色质构型;PKA激活下Rab25基因的转录和翻译表达水平都升高。(3)前期研究发现相对于正常组织的胃癌组织Rab25 mRNA表达量明显增高;Rab25 mRNA高表达可能促进胃癌的浸润与淋巴转移;Rab25 mRNA表达与胃癌的组织病理分型有一定的相关性。
结论:(1)位于致癌基因Rab25启动子内的CRE能够结合CREB,导致在胃癌细胞中PKA依赖的Rab25表达上调。(2)胃癌组织Rab25基因mRNA高表达可能促进胃癌的浸润与淋巴转移。