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目的从表观遗传学角度出发,探究前列腺癌中异常高表达的长链非编码RNA(lncRNA)HOTAIR与肝细胞黏附分子(hepaCAM)沉默的关系,通过检测侵袭转移过程中MAPK信号转导通路的激活状态及相关分子的表达情况,研究二者对侵袭转移的调控作用及具体调控机制。方法收集前列腺增生及不同临床分期前列腺癌患者血液和临床手术切除的前列腺组织标本,免疫组化(IHC)方法检测组织中组蛋白3第27位赖氨酸-三甲基化(H3K27me3)和hepaCAM蛋白水平的表达,Pearson分析证实其相关性;实时荧光定量PCR(Q-PCR)检测血液标本中HOTAIR及hepaCAM的mRNA表达,并分析循环血液中二者的相关性。培养人前列腺上皮细胞及前列腺癌细胞,提取细胞中的RNA及蛋白质,通过Q-PCR和western blot(WB)检测体外细胞中HOTAIR、hepaCAM以及H3K27me3的表达,观察其与临床患者体内水平一致性。用靶向敲除HOTAIR的CRISPR/Cas9质粒转染前列腺癌细胞,Q-PCR、WB及免疫荧光(IF)检测hepaCAM及H3K27me3的表达变化。为明确HOTAIR对hepaCAM的具体调控机制,以高效抑制PRC2活性的组蛋白甲基化抑制剂DZNeP处理前列腺癌细胞后Q-PCR和WB分别检测hepaCAM基因和蛋白水平的表达;利用染色质免疫共沉淀(ChIP)技术在人前列腺癌细胞中检测HOTAIR对多梳复合体2(PRC2)的招募及其在hepaCAM基因具体区段的定位;CO-IP检测H3K27me3与PRC2复合体中关键分子SUZ12、EZH2的结合。为准确阐明前列腺癌中HOTAIR对侵袭转移的具体调控机制,转染CRISPR/Cas9质粒靶向敲除HOTAIR的同时,siRNA敲低hepaCAM的表达,划痕实验及Transwell实验检测体外细胞侵袭转移能力的改变,Q-PCR及WB分别检测各处理组细胞中HOTAIR、hepaCAM、H3K27me3及相关信号通路中关键分子表达量的改变;前列腺癌细胞感染hepaCAM腺病毒的同时加入MAPK信号通路激活剂,判断通路激活状态并筛选hepaCAM调控癌细胞侵袭转移的下游效应分子。结果IHC结果显示前列腺癌组织中H3K27me3表达显著高于癌旁组织,且随病情进展和恶化,其表达逐渐增高,hepaCAM的表达与之相反(P<0.05);Pearson相关性分析结果提示二者在前列腺组织中的表达呈负相关(r=-0.7778,P<0.05)。血液PCR检测发现,与前列腺增生症患者相比,前列腺癌患者血液中HOTAIR表达显著增高且与癌症分期相关,hepaCAM与之相反(P<0.05)。Q-PCR及WB结果均提示hepaCAM在人前列腺上皮细胞中表达水平较高,而在前列腺癌细胞中几乎缺失(P<0.05),HOTAIR及H3K27me3表达与之相反(P<0.05)。转染构建的CRISPR/Cas9质粒后,前列腺癌细胞中Q-PCR几乎检测不到HOTAIR的表达,WB及IF显示H3K27me3表达明显减少,而hepaCAM基因及蛋白水平的表达出现逆转(P<0.05)。DZNeP处理细胞后hepaCAM表达显著逆转(P<0.05);ChIP实验提示前列腺癌细胞中HOTAIR可以招募PRC2复合体(EZH2,SUZ12,EED)至hepaCAM的启动子区474-674bp范围(P<0.05);CO-IP实验发现EZH2可使H3K27me3水平明显增高(P<0.05),后者导致抑癌基因hepaCAM表达沉默。划痕实验发现敲除HOTAIR后细胞迁移能力明显受抑制,而同时敲低hepaCAM此抑制作用减弱(P<0.05);Transwell实验结果与划痕实验一致(P<0.05);Q-PCR显示敲除HOTAIR可使hepaCAM表达逆转,部分侵袭转移相关基因表达出现变化(P<0.05);WB发现上述基因蛋白水平变化与PCR基本一致(P<0.05),且p-MEK1,p-ERK表达明显降低(P<0.05),提示该信号通路或在此调节过程起关键作用;但若同时敲低hepaCAM,以上分子基因和蛋白水平变化减弱(P<0.05)。单独感染hepaCAM病毒后,Transwell及划痕实验均提示前列腺癌细胞侵袭能力受抑制(P<0.05),Q-PCR和WB结果提示hepaCAM抑制了MAPK通路的激活(P<0.05),从而影响下游效应分子的表达(P<0.05);在感染hepaCAM病毒的同时加入MAPK通路激活剂,以上调节作用明显减弱(P<0.05)。结论前列腺癌中异常高表达的LncRNA HOTAIR可招募PRC2复合体至染色质上hepaCAM基因特定的启动子区段,使其组蛋白发生甲基化修饰,H3K27me3表达增高,抑癌基因表达沉默,从而失去对MAPK信号通路的抑制作用,导致该通路异常激活,肿瘤发生侵袭转移。