伟徳国际官网登录入口趙權/魏繼武教授研究團隊在肺癌表觀遺傳轉移機制研究中取得重要進展,相關研究成果“NatD promotes lung cancer progression by preventing histone H4 serine phosphorylation to activate Slug expression”于2017年10月13日在Nature子刊 Nature Communications在線發表, 論文鍊接為https://www.nature.com/articles/s41467-017-00988-5。伟徳国际官网登录入口鞠君毅博士是該論文的第一作者,趙權教授和醫學院魏繼武教授是該論文的共同通訊作者。
癌症是當今社會威脅人類生命健康的重大疾病之一。世界衛生組織統計顯示全球每年有超過800萬人死于癌症,其中肺癌死亡人數高居榜首。中國肺癌發病率和死亡率持續走高,目前居全球首位,而導緻肺癌死亡率居高不下的一個重要原因是癌細胞的遠端轉移。因此,深入研究肺癌轉移的分子機制,對肺癌的臨床治療及預後具有重要的指導意義。
包括組蛋白修飾在内的表觀遺傳修飾在癌症的侵襲轉移過程中扮演重要角色,但其精細調控機制并不清楚。該研究應用生物化學、分子生物學及表觀遺傳學等方法,結合臨床病例分析驗證,首次系統地闡明了N-末端alpha-乙酰基轉移酶NatD在肺癌侵襲轉移中的新機制。
該研究團隊發現NatD在肺癌組織中的表達水平顯著高于正常肺組織,并與肺癌患者的淋巴結轉移和死亡率呈正相關。與細胞學實驗結果相一緻,體内動物實驗也表明,NatD能顯著促進肺癌細胞的侵襲和轉移(圖1),該過程與上皮-間質細胞轉化途徑(EMT)密切相關。研究進一步發現NatD可激活細胞EMT過程重要轉錄因子Slug的表達,從而促進肺癌細胞發生EMT轉化,導緻肺癌細胞的遷移和侵襲能力增強。NatD在細胞内催化組蛋白H4發生N-末端alpha乙酰化修飾(Nt-ac-H4);同時還發現該修飾與CK2催化的組蛋白H4第一位絲氨酸磷酸化修飾(H4S1ph)存在拮抗關系。在肺癌細胞中,NatD的幹擾表達降低Slug基因啟動子區域的Nt-ac-H4水平,能促使CK2結合到組蛋白H4的N-末端,催化生成H4S1ph修飾并影響組蛋白其它修飾,如H4R3me和H4K5ac等,從而抑制Slug基因的表達,最終調控下遊關鍵粘附和遷移分子如E-cadherin、N-cadherin及Vimentin等的表達(圖2)。這些研究将為人類肺癌疾病的治療提供新策略,為NatD 作為一個新的潛在肺癌治療靶點打下了理論基礎。
該研究團隊長期緻力于基因表達調控與癌症的發生機理和防治研究,論文進一步拓展了肺癌細胞侵襲轉移的分子機制探索。該項研究依托伟徳国际官网登录入口及醫學院、伟徳国际官网登录入口醫藥生物技術國家重點實驗室,得到國家自然科學基金等項目的資助。