表观遗传修饰在HOXB13基因转录中的调控机制及意义

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1、摘要HOXBl3作为一个homeodomain蛋白对前列腺癌细胞生长停滞起着重要的作用。它仅仅在AR(androgenreceptor)阳性的前列腺细胞中表达，但是，具体的机制未见报道。本文探讨了表观遗传修饰对HOXBl3基因转录的影响，并且对其可能的机制和意义做了深入的研究。我们证实了在AR阴性的前列腺癌中组蛋白去乙酰化酶抑制剂NaB能够诱导细胞的生长停滞并且增强HOXBl3基因的表达水平。我们的研究表明组蛋白去乙酰化酶HDAC4和转录因子YYl能够在mRNA和蛋白水平上调控HOXBl3基因。组蛋白去乙酰化酶HDACA和转录因子YYl都能够以组蛋白乙酰化的表观修饰机制阻遏HOXBl3基因的

2、表达。免疫共沉淀(Co口)实验表明转录因子YYl和组蛋白去乙酰化酶HDAC4能够存在于同一复合物中。染色质免疫沉淀(CHIP)揭示组蛋白去乙酰化酶HDAC4是由转录因子YYl招募到HOXBl3基因启动子处的。启动子截短突变和点突变结果都显示HOXBl3基因启动子上两个近端的YYl结合位点对YYl和HDAC4的招募起着重要的作用。MTT细胞增殖检测结果显示YYl和HDAC4能够通过抑制HOXBl3基因的表达影响前列腺癌细胞的生长。我们还发现EZH2siRNA和BMIlsiRNA通过部分抑制Polycomb复合物亚基EZH2和BMll的表达进而明显提高了AR阴性的前列腺癌细胞中的HOXBl3mR

3、NA和蛋白表达水平，ChIP分析显示在这个过程中H3K27眦3起着重要的作用。DNA甲基转移酶抑制剂5-aza．dC能够诱导HOXBl3mRNA和蛋白的表达，亚硫酸氢钠测序(bisulfitegenomicsequencing)的研究表明AR阴性的前列腺癌细胞中HOXBl3基因启动子处的CpG岛是高甲基化的状态。DNMT3b能够被Polycomb复合物亚基EZH2招募到HOXBl3基因启动子处进而抑制HOXBl3基因的表达。总之，我们的研究工作阐述了HOXBl3基因沉默机制以及其对前列腺癌细胞生长的影响，这些发现也暗示了HOXBl3可能作为前列腺癌治疗的一个分子靶标。关键词：HOXBl3；Y

4、Yl；HDAC4；Polycomb；DNMT3b,细胞生长；前列腺癌AbstractHOXB13isahomeodomainproteinimplicatedtoplayaroleingrowtharrestinprostatecancercells．ExpressionofHOXB13isrestrictedtotheAR(androgenreceptor)一expressingprostatecells；however，themechanismunderlyingthissilencinghasnotbeenfullyunderstood．Inthisstudy，weinvestigat

5、edthepossibleregulatorymechanismsandrolesofepigeneticmodificationsinHOXB13genetranscription．WedemonstratethattheHDACinhibitorsodiumbutyrate(NAB)WasabletoinducecellgrowtharrestandtoincreaseHOXB13expressioninAR-negativeprostatecancercells．ResultsarisingOill"studyrevealedthatbothhistonedeacetylaseHDAC

6、4andtranscriptfactorYY1couldregulateHOXB13geneatthelevelsofpromoteractivity，mRNAandproteinexpression．Moreover，weshowthatbothHDAC4andYY1participatedintherepressionofHOXB13expressionthroughanepigeneticmechanisminvolvinghistoneacetylationmodification．Specifically，CO-ilTlnluno-precipitation(Col／,)assay

7、srevealedthatHDAC4andYYlformedacomplex．Thechromatinimmunoprecipitation(CHIP)assaysverifiedthatHDAC4wasrecruitedtoHOXB13promoterbyYY1．Additionally，promotertruncationandpointmutationstudiesdeterminedthatthetw