北京大學(xué)第一醫(yī)院周利群教授團(tuán)隊(duì)文章在Cell Research雜志在線發(fā)表

時(shí)間：2016-01-14 01:51  作者：  來源：北大新聞網(wǎng)

　　近日，北京大學(xué)第一醫(yī)院周利群教授課題組與中科院北京基因組研究所慈維敏研究員課題組、劉江研究員課題組合作，在單堿基水平探究了5-甲基胞嘧啶（5-mC）和5-羥甲基胞嘧啶（5-hmC）在透明腎細(xì)胞癌（clear cell Renal Cell Carcinoma，ccRCC）中的重編程模式和規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了5hmC作為腎癌潛在的預(yù)后標(biāo)記物以及5hmC在腎癌發(fā)生中可能的驅(qū)動(dòng)作用及其分子機(jī)制，尋找到一種潛在的腎癌治療新策略。該研究結(jié)果（“Loss of 5-hydroxymethylcytosine is linked to gene body hypermethylation in kidney cancer”）于2015年12月18日在線發(fā)表在Cell Research雜志上。北京大學(xué)第一醫(yī)院周利群教授的博士生郭中強(qiáng)、北京基因組研究所的陳科和張靖為該論文的共同第一作者。該項(xiàng)研究得到重大基礎(chǔ)研究項(xiàng)目（2015CB856200）和國家自然科學(xué)基金（91231112、81372746、81101940）的支持。

　　ccRCC是腎癌中最常見的亞型，90%以上的ccRCC患者中 VHL 抑癌基因是失活的，但在小鼠實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)該基因的缺失并未能引起透明細(xì)胞癌形成，這意味著還存在其它的致瘤機(jī)制。以往的研究發(fā)現(xiàn)，與腎癌發(fā)生發(fā)展、患者總體生存率以及預(yù)后相關(guān)的基因突變主要集中在表觀調(diào)控因子上，意味著表觀遺傳變異對(duì)腎癌的發(fā)生發(fā)展起到了重要的作用。長期以來由于技術(shù)的限制，以前研究觀察到的全基因組甲基化修飾包含了5mC和5hmC兩部分修飾的總和，并不知道它們各自真實(shí)的修飾水平、相互調(diào)控關(guān)系及其生物學(xué)意義。

　　研究團(tuán)隊(duì)通過質(zhì)譜方法發(fā)現(xiàn)與以往研究結(jié)果的不同——同癌旁組織相比，腎癌樣品中5mC的總體水平并沒有顯著變化，而5hmC在全基因組上的修飾則在幾乎所有的腫瘤患者中呈現(xiàn)一致的顯著下調(diào)。采用原發(fā)腫瘤組織芯片、免疫組化染色分析分析5hmC 和5mC 的動(dòng)態(tài)規(guī)律并同臨床信息關(guān)聯(lián)，他們發(fā)現(xiàn)幾乎所有ccRCC樣本中5hmC的水平都降低了，5hmC水平還可以作為獨(dú)立因子預(yù)測患者的總體生存期：5hmC水平越低，患者的生存期越短。研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步通過整合BS-Seq和Tet氧化輔助的重亞硫酸鹽測序結(jié)果，克服了以往大多數(shù)研究只關(guān)注啟動(dòng)子區(qū)域的甲基化狀態(tài)，以及廣泛使用的重亞硫酸鹽測序BS-Seq方法不能區(qū)分5mC和5hmC等局限，獲得了單堿基分辨率的5mC真實(shí)的修飾水平以及5hmC全基因組圖譜。該研究清晰闡明了基因體區(qū)（gene body）存在著廣泛的超甲基化；并且證實(shí)了腎癌發(fā)生過程中5hmC重編程被抑制，導(dǎo)致腎癌細(xì)胞中存在廣泛的基因體區(qū)超甲基化。進(jìn)一步研究還發(fā)現(xiàn)，基因體區(qū)的甲基化修飾同一些基因的沉默有顯著關(guān)聯(lián)。他們推測，5mC或者5hmC在基因體區(qū)的改變可能是通過類似mRNA剪切的方式來調(diào)控基因表達(dá)的，但其功能還需深入研究。他們通過在裸鼠模型中回調(diào)5hmC水平，發(fā)現(xiàn)可以減慢腫瘤細(xì)胞的侵襲性，抑制腫瘤生長。

　　研究團(tuán)隊(duì)的發(fā)現(xiàn)不但清晰闡明了腎癌發(fā)生過程中5mC真實(shí)重編程規(guī)律，并闡明了5hmC重編程參與腎癌特異的DNA甲基化圖譜形成。結(jié)合臨床數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，5hmC水平降低而非5mC水平降低是腎癌更敏感的預(yù)后表觀標(biāo)記物，而裸鼠實(shí)驗(yàn)中5hmC的回調(diào)抑制了腫瘤的生長也說明了5hmC在腎癌中的重編程不是一種伴隨現(xiàn)象，更有可能是一種驅(qū)動(dòng)力。該研究通過探索腎癌中5mC和5hmC的重編程的動(dòng)態(tài)變化和規(guī)律，暗示5hmC可以作為腎癌預(yù)后監(jiān)測的新的表觀遺傳標(biāo)記物和靶向治療的靶點(diǎn)。