成果名称:  先锋转录因子p63通过重塑染色质结构调控肝内胆管癌相关基因KRT17的机制研究
 完成单位:  珠海市人民医院
 研究人员:  喻昕阳,孙艺昊,徐清波,陈莹胤,林小文,彭昂惠
 介绍:  

 1.课题来源与背景

本课题来源单位为广东省科学技术厅,课题名称是“先锋转录因子p63通过重塑染色质结构调控肝内胆管癌相关基因KRT17的机制研究”,课题编号2022A1515011932。 
表观遗传异常与肿瘤发生发展密切相关,先锋转录因子在调控表观基因组中发挥关键作用。本项目申请人的前期研究已证明p63为先锋转录因子,并发现p63多结合在增强子区域,可以上调增强子活性从而激活靶基因表达。以往报道及申请人预实验结果均显示部分肝内胆管癌癌组织及细胞系中p63高表达。但“p63是否作为先锋转录因子通过调控肝内胆管癌细胞表观基因组参与肿瘤发生发展”尚无报道。围绕这一关键问题,申请人进行预实验并发现:过表达p63促进肝内胆管癌细胞增殖、迁移及侵袭,伴促癌基因KRT17上调,敲低p63后得到相反的表型;KRT17增强子及启动子区存在多个p63结合位点,并与结构蛋白CTCF结合位点相邻。由此,申请人提出科学假设:p63作为先锋转录因子增加KRT17调控元件的可及性,并介导形成启动子-增强子环,从而激活KRT17表达,促进肝内胆管癌发生发展。本项目有望阐明染色质结构重塑介导肝内胆管癌的新机制。
2.研究目的与意义
申请人的前期研究表明,p63具有先锋转录因子特性,可以参与基因组的表观遗传调控。表观遗传调控维系着组织特异性基因的时空表达秩序,疾病的发生与表观遗传调控密切相关,表观遗传调节因子的异常可以促进肿瘤生成,深入挖掘癌症中关键的表观遗传调节因子具有重要的科学意义。
p63在肝内胆管癌中的作用机制尚未完全阐明,探讨p63在肝内胆管癌中的表观遗传调控作用对探索肝内胆管癌的发生发展机制具有重要意义。本项目以在肝内胆管癌中异常表达的p63为切入点,分析了肝内胆管癌肿瘤组织中p63表达水平与临床诊断中肝内胆管癌患者预后之间的关联,构建了p63过表达或敲除的肝内胆管癌体系,通过观测p63异常表达时的细胞表型变化,发现了p63对于肝内胆管癌的促进作用,进一步利用多组学研究手段,探讨了p63通过介导染色质结构改变参与基因表达调控网络的作用机制,及其表达水平与肝内胆管癌细胞生命活动之间的作用规律,揭示了p63在肝内胆管癌发生发展中的作用和功能。本项目为探索肝内胆管癌的发生发展机制提供了新的研究思路,聚焦肿瘤发展中关键的表观遗传调节因子为肿瘤的精准治疗提供了新的策略。
3.主要论点与论据
1)p63在肝内胆管癌中异常表达并与患者的低生存率显著相关。本项目通过免疫组化实验,在肝内胆管癌患者的肿瘤组织切片样本中检测到p63的阳性表达。通过进一步分析公共数据库中肝内胆管癌患者的p63转录水平,发现p63高表达患者相较于p63低表达的患者具有更低的生存率,这表明p63高表达与肝内胆管癌患者的低预后存在关联,提示p63在肝内胆管的发生发展的重要作用。
2)p63在肝内胆管癌细胞中的异常表达可显著影响细胞生命活动。在肝内胆管癌组织中检测到p63异常表达的基础上,本项目进一步检测了多种肝内胆管癌细胞系中p63的表达水平。并选取p63高表达的肝内胆管癌细胞系构建p63敲低细胞系,以及p63不表达的细胞系构建p63过表达细胞系来进行实验研究。CCK-8实验、细胞克隆形成实验、划痕实验和transwell实验均表明,p63高表达的细胞相较于低表达或不表达的细胞,表现出显著增高的增殖速度,以及迁移和侵袭能力。
3)p63水平可以影响肝内胆管癌细胞的基因表达调控网络。为了研究肝内胆管癌中p63异常表达对基因组转录水平的影响,申请人分别对p63敲低前后和p63过表达前后的肝癌细胞进行了转录组测序。分析结果表明p63可调控与细胞骨架、细胞粘附和细胞外基质相关基因的表达水平,并显著富集到与细胞增殖、迁移和侵袭相关的基因集,其中包括促癌基因KRT17。
4)p63参与肝内胆管癌细胞的表观遗传调控。通过联合ChIP-seq、ATAC-seq等多组学结果进行综合分析,观察p63过表达前后、敲低前后,其结合位点附近的染色质可及性与组蛋白修饰变化情况及规律,发现p63可能通过调控基因组表观遗传修饰,建立远距离启动子-增强子的染色质相互作用来调控靶基因的表达。
4.创见与创新
有别于传统的结构基因组学研究,本项目通过获得基因组的序列信息,结合转录因子的调控机制,旨在探讨先锋转录因子介导的染色质结构改变在基因表达调控网络与肝内胆管癌细胞生命活动之间的作用规律。既往对于p63的研究多集中于鳞状上皮细胞癌,本项目以肝内胆管癌细胞中异常表达的p63为切入点,应用多组学研究手段探索挖掘它在肝内胆管癌细胞生命活动过程中的作用。本项目有望为探索肝内胆管癌的发生发展机制提供新的研究思路,具有积极的临床科研价值。
5.社会经济效益,存在的问题:指项目所产生的社会效益和经济效益以及所存在的问题。
本项目发现p63不仅能调控肝内胆管癌细胞的增殖和迁移能力,而且还能重塑染色质结构和组蛋白修饰图谱,调节一系列促癌基因和细胞发育相关基因的表达水平,在肝内胆管癌中发挥促癌作用。相关成果已经在国际高水平期刊发表SCI论文。本研究为p63在肝内胆管癌中的作用机制提供了新的见解,并为探索肝内胆管癌的发生发展机制提供了新的思路。
6.历年获奖情况:无。
 登记号:  
 登记日期:  2024/12/31
 研究起止时间:  2022-01-01至2024-04-05
 成果应用行业:  科学研究、技术服务和地质勘查业
 高新科技领域:  
 学科分类:  
 鉴定单位:  广东省科学技术厅
 评价日期:  2024/7/19
 登记办理状态:  公示中
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