发表杂志:《Journal of Hepatology》
影响因子:12.486
肝细胞癌(HCC)是世界上第五大常见恶性肿瘤疾病,也是世界上第二大死亡率的肿瘤疾病,HCC的发生是一个多基因参与、多阶段发展的过程,其中,表观遗传的失调可能扮演着重要的作用。G9a是含有SET结构域的组蛋白甲基化转移酶,特异性地催化组蛋白3的赖氨酸9二甲基化(H3K9me2),这是常染色质转录抑制的表观遗传标志。G9a介导的转录抑制对于细胞分化和胚胎发育是至关重要的,然而G9a在HCC肿瘤发生过程中的作用还有待阐明。
16对乙型肝炎病毒(HBV)引起的HCCs组织和癌旁组织。
RNA-seq分析结果显示G9a在16个HCCs样本中显著上调,qRT-PCR分析5个正常肝组织及92对HCC样本和相应的癌旁组织样本发现,G9a在HCCs中显著上调。TCGA数据库中包含不同病因的HCCs数据,分析TCGA RNA-seq数据库中50对混合病因的HCCs样本数据,发现G9a的失调人类癌症中是一个普遍现象,在大多数HCCs样本中G9a表达上调,并且G9a的表达随着肝癌的发生过程(正常肝组织-炎症肝组织-肝硬化组织-早期HCC组织-晚期HCC组织)逐渐上升,G9a的过表达还与HCC的浸润和转移显著相关(晚期的pTNM分期、无静脉浸润和肿瘤微卫星形成、缺乏肿瘤包膜)。
图1. G9a人HCCs样本中表达上调频率很高
在60%的HCCs样本中G9a的基因拷贝数增加(≥3 copies),并且G9a mRNA表达水平与基因拷贝数呈正相关。miR-1靶定G9a 3‘UTR,在HCCs样本中表达下调,且miR-1的表达水平与G9a呈负相关。
图2. G9a基因拷贝数增加和miR-1过表达引起G9a的表达下调
敲除G9a的表达抑制HCC细胞的增殖和迁移。敲低G9a抑制裸鼠肿瘤的生长,裸鼠的原位肝移植实验结果显示敲除G9a显著抑制HCC肿瘤发生和肺转移,表明G9a作为促癌基因对HCC细胞的增殖和转移至关重要。G9a的小分子抑制剂UNC0638 和BIX01294选择性地抑制G9a组蛋白甲基化转移酶活性,显著下调H3K9me2的蛋白水平,能抑制HCC细胞的增殖、克隆形成。
图3. 下调G9a显著抑制肿瘤生长,减少HCCs细胞的肺转移
两种G9a干扰的HCC细胞系RNA-seq分析,发现16个共同上调基因,将RARRES3作为潜在作用靶标之一,ChIP分析结果显示敲除G9a显著下调RARRES3启动子区域H3K9me2水平和富集的G9a水平,确定RARRES3直接受到G9a的调控。干扰RARRES3的表达促进HCCs细胞增殖和迁移,并且敲低RARRES3能消除敲除G9a引起的细胞增殖抑制,表明RARRES3作为抑癌基因,在人HCC中G9a通过抑制RARRES3的表达促进肿瘤发生。
图4. G9a通过抑制RARRES3的表达促进肿瘤发生
这是一篇典型的临床机制研究类文章,研究发现了miR-1/G9a/RARRES3信号通路在肝癌发生过程中扮演的重要作用,揭示了在肝癌治疗中G9a的病理意义,可将其作为治疗的潜在靶标。研究内容完整,功能试验验证充分,并且具有临床意义。
划重点
这篇文章是香港大学肝病国家重点实验室吴吕爱莲教授团队今年5月份发表的,其实在2016年该团队利用同一组RNA-seq数据在Hepatology发表了一篇的文章,研究思路和内容与上述文章极其相似。下面小编具体对比分析一下这两篇文献的研究内容。
从以上分析可以看出两篇文章的研究思路很相似,首先通过RNA-seq分析寻找到显著差异表观调控因子,然后进行差异基因的临床相关性分析和功能验证,最后寻找差异功能基因改变的作用机制及下游信号通路。第二篇虽然利用了第一篇的组学数据,但是第二篇的机制研究比第一篇完整,RNA-seq分析下游信号通路后,寻找到了下游直接作用基因,并进行了功能验证,所以两篇文章最终发表的期刊和影响因子相差不大。
一般我们在拿到一组组学数据后,可以得到很多表达差异显著的分子,所以在筛选确定目标分子时,可以多选择候选基因进行功能验证,如果验证到不止一个候选基因有重要功能,那就很愉快了,多个基因同时做,既节约时间又节约成本。
其实这个团队对于这组RNA-seq数据不仅分析了表观调控基因,还有其他差异表达基因,比如这篇:
小编还找了这个团队之前发表的一些研究思路相似的文章,比如这两篇,感兴趣的同学可以认真看一下文章。
参考文献:
【1】Wei L, Chiu D K, Tsang F H, et al. Histone methyltransferase G9a promotes liver cancer development by epigenetic silencing of tumor suppressor gene RARRES3[J]. Journal of Hepatology, 2017.
【2】Wong C M, Wei L, Law C T, et al. Up-regulation of histone methyltransferase SETDB1 by multiple mechanisms in hepatocellular carcinoma promotes cancer metastasis[J]. Hepatology, 2016, 63(2):474.
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