LSD1介導(dǎo)的組蛋白H3K4去甲基化對雄激素受體調(diào)控靶基因轉(zhuǎn)錄的影響.pdf

1、雄激素受體(AR)是一個(gè)轉(zhuǎn)錄因子，它可以調(diào)控其下游靶基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá)過程，并且它在前列腺癌的惡化發(fā)展過程中起著重要作用。和雄激素結(jié)合后，AR進(jìn)入細(xì)胞核，和染色質(zhì)上特定的DNA片段——雄激素反應(yīng)元件(ARE)結(jié)合，發(fā)揮其功能。在本論文的研究中，我們發(fā)現(xiàn)AR和染色質(zhì)片段的結(jié)合引發(fā)了賴氨酸特異性去甲基化酶1(LSD1)介導(dǎo)的組蛋白3的4位賴氨酸的去甲基化過程。去甲基化過程產(chǎn)生了過氧化氫等活性氧組分(ROS)，它是一種對細(xì)胞生理有害的物質(zhì)，可以氧

2、化DNA鏈上較為脆弱的鳥嘌呤成為8氧鳥嘌呤，ROS的產(chǎn)生引起了8-羥基鳥嘌呤DNA糖苷酶(OGG1)以及脫嘌呤/脫嘧啶核酸內(nèi)切酶(Ape1)等核酸修復(fù)通路酶與染色質(zhì)增強(qiáng)子，啟動子區(qū)域的結(jié)合，來消除活性氧對細(xì)胞造成的損傷，確保AR靶基因轉(zhuǎn)錄過程的順利進(jìn)行。在這個(gè)過程中，RNA聚合酶Ⅱ以及拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ等輔助蛋白因子和AR，LSD1，Ape1，OGG1一起形成轉(zhuǎn)錄復(fù)合物，參與轉(zhuǎn)錄過程。
　　在本論文中，我們使用具有抗氧化劑活性以及氧化酶

3、抑制劑活性的藥物對前列腺癌細(xì)胞進(jìn)行處理，實(shí)驗(yàn)證明阻礙氧化過程會使得AR靶基因:PSA，TMPRSS2，miR-125b2以及miR-133b的表達(dá)量顯著下調(diào)，這其中，miR-133b是課題組前期通過生物信息學(xué)方法預(yù)測的AR直接調(diào)控的靶基因。用siRNA對LSD1，OGG1和Topoisomerasell進(jìn)行干擾，也同樣可以抑制上述AR靶基因的轉(zhuǎn)錄。通過染色質(zhì)免疫沉淀實(shí)驗(yàn)我們檢測到了LSD1，OGG1，Ape1，Topoisomerase

4、Ⅱ和RNAPⅡ在受到雄激素刺激后在染色質(zhì)相關(guān)區(qū)域結(jié)合的增加，在用siRNA對LSD1進(jìn)行干擾后，檢測到了OGG1，TopoisomeraseⅡ和RNAPⅡ結(jié)合的減少，說明了AR受到雄激素刺激后發(fā)揮功能，招募LSD1到染色質(zhì)相關(guān)區(qū)域，而LSD1介導(dǎo)的去甲基化又招募其它蛋白輔助因子到染色質(zhì)上，共同構(gòu)成了轉(zhuǎn)錄復(fù)合物，維持AR靶基因轉(zhuǎn)錄的正常進(jìn)行?？紤]到不同輔助蛋白因子可能會結(jié)合到染色質(zhì)的不同增強(qiáng)子區(qū)域，而各個(gè)增強(qiáng)子之間的距離可能很遠(yuǎn)，我們認(rèn)為

5、臨時(shí)的基因線環(huán)這種空間結(jié)構(gòu)的形成促成了轉(zhuǎn)錄復(fù)合物的形成，同時(shí)DNA鏈的氧化損傷也消除了線環(huán)形成的空間阻力，所以基因線環(huán)的形成應(yīng)該是一個(gè)伴隨DNA氧化損傷/修復(fù)的瞬時(shí)和動態(tài)循環(huán)的過程，我們通過染色體結(jié)構(gòu)捕捉實(shí)驗(yàn)(3C)檢測到了基因線環(huán)的形成和消失，驗(yàn)證了這種觀點(diǎn)的真實(shí)性。
　　總結(jié)來說，本論文的實(shí)驗(yàn)證明了在雄激素受體調(diào)控通路中，LSD1介導(dǎo)的H3K4去甲基化過程產(chǎn)生了活性氧組分，造成了DNA鏈的損傷;OGG1，Ape1等損傷修復(fù)酶被

6、招募到染色質(zhì)特定區(qū)域，修復(fù)氧化損傷;同時(shí)臨時(shí)的基因線環(huán)結(jié)構(gòu)形成來促進(jìn)包含了AR，LSD1，OGG1，Ape1，TopoⅡ和RNAPⅡ等轉(zhuǎn)錄因子和蛋白輔助因子的轉(zhuǎn)錄復(fù)合物的形成，維持AR靶基因轉(zhuǎn)錄的正常進(jìn)行。在整個(gè)模型中，AR招募LSD1結(jié)合到染色質(zhì)相關(guān)區(qū)域，LSD1介導(dǎo)組蛋白去甲基化并生成活性氧組分并招募DNA氧化損傷修復(fù)酶。根據(jù)這個(gè)過程，我們得出結(jié)論:去甲基化，DNA氧化損傷，氧化損傷修復(fù)，以及基因線環(huán)結(jié)構(gòu)的形成對于AR調(diào)控的miR-