自噬基因DRAM1在肝癌细胞中的表达调控机制研究

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背景和目的:在正常情况下细胞通过自噬(autophagy)降解、循环利用胞内受损蛋白和细胞器以维持细胞稳态。在多种肿瘤细胞中自噬既可提高肿瘤细胞对饥饿、感染等应激的耐受能力,维持其生存,又可在肿瘤发展的不同阶段抑制其发生和转移。DRAM1(Damage-regulatedautophagymodulator1)是调节自噬的一个关键因子,特异分布于溶酶体,具有调节自噬小体-溶酶体融合产生自噬溶酶体的功能。DRAM1具有潜在的抑癌功能,在人类许多肿瘤中的低表达可能与启动子区的高甲基化和组蛋白修饰有关,提示DRAM1表达可能与DRAM1基因表达调控有关。为研究自噬与肿瘤之间的关系,本研究以DRAM1为对象,从基因表达调控角度探讨细胞自噬与肝细胞癌发生之间的关系。  方法:采用5RACE方法确定DRAM1在肝癌细胞中启动子转录起始位点。通过DNaseⅠ和MNase核酸酶消化结合CHART-PCR确定DRAM1基因启动子区域的染色质开放状态。采用ChIP实验检测二乙酰化H3、四乙酰化H4、三甲基化H3K4和二甲基化H3K9的相对富集值评价染色质开放程度。构建DRAM1基因启动子区荧光报告载体并转染肝癌细胞检测其相对活性,分析和确定核心启动子的位置。构建一系列DRAM1核心启动子区域突变或缺失的荧光报告质粒,以确定转录因子结合的位置。采用siRNA转染肝癌细胞分析染色质重塑因子Brg1对DRAM1表达的影响。  结果:无血清状态可强烈地诱导DRAM1在肝癌细胞株HepG2和Hep3B中表达。确定了DRAM1基因启动子的核心序列(-19~+28核苷酸)位置,此序列是无血清诱导应答必需的。组蛋白修饰研究发现,常染色质中基因激活标志物二乙酰化H3、四乙酰化H4以及三甲基化H3K4在DRAM1启动子核心区域明显升高,具有无血清诱导的时间依赖性,同时伴随异染色质基因沉默标志物二甲基化H3K9降低。染色质重塑因子Brg1富集在DRAM1核心启动子区域,与无血清诱导DRAM1表达有关。相对于正常组织而言,肝细胞癌组织DRAM1mRNA表达量明显降低;DRAM1mRNA低表达可能与肝细胞癌的组织病理分化有一定的相关性。  结论:无血清可导致DRAM1在肝癌细胞株HepG2和Hep3B中表达;无血清反应元件可能位于DRAM1基因启动子的(-19~+28)位置;无血清能诱导DRAM1核心启动子区域的组蛋白发生相应的甲基化和乙酰化变化;染色质重塑因子Brg1是无血清诱导DRAM1表达的关键因子;肝细胞癌组织DRAM1基因mRNA低表达可能与肝细胞癌的组织分化有关。
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