IKKalpha通过染色质重塑蛋白LSH和LincRNA HOTAIR整合调控鼻咽癌放射处理所致DNA损伤反应的机制

Signaling molecule Iκ B Kinase alpha (IKKα ), a key node in the network of inflammatory signal, plays an important role in inflammation-related diseases. Chromatin remodeling factor lymphocyte specific helicase (LSH) and lincRNA HOTAIR may play a critical role in inflammation and DNA damage repair related genes. We will define nasopharngeal carcinoma as a model and we will focus on the key nodes of IKKα , the key molecules of the network signal, and chromatin remodeling protein LSH, researching on the radiation treatment-induced DNA damage response (DDR) process from genome-wide level and signaling transduction network. We may find that, on the one hand, it could induce the increase of inflammatory factors after the activation of IKKα signaling pathways via the release of IKKα from the chromatin; the other hand, it could affect the expression profile level of the DNA repair genes by the transcriptional integrated regulation of chromatin remodeling protein LSH and LincRNA HOTAIR. We will also clarify the new mechanisms of inflammatory network in tumor DDR process from genomics level and from the point of view that combining the signal transduction networks and genetic chromatin remodeling, which will provide new ideas for the radiotherapy of nasopharyngeal carcinoma. Besides, it will have an important clinical significance and application prospects for the development of blockers targeting chromatin remodeling proteins and inflammatory cytokines in sensitizing radiotherapy.

信号分子IKKα 作为炎症信号通路中的关键节点，在炎症相关疾病中起着十分重要的作用。染色质重塑蛋白LSH和长链非编码RNA HOTAIR可能在炎症因子和DNA损伤反应（DDR）基因调控中起着十分重要的作用。我们将以鼻咽癌为研究模型，在放射处理引起的DDR过程中，EBV编码的瘤蛋白LMP1一方面使IKKα从炎症因子的启动子区释放出来，从而上调炎症因子的表达水平，增加DNA损伤修复基因的表达水平；LMP1另一方面通过染色质重塑蛋白LSH及LincRNA HOTAIR之间的染色质转录调控整合上调DNA损伤修复基因的表达水平，导致DDR修复能力增强，最终导致LMP1表达的细胞具有明显的放疗抵抗性。通过上述研究将从一个新的研究方向阐明炎症在肿瘤DDR及修复过程中的机制，为肿瘤的放疗提供新思路。同时对于靶向染色质重塑蛋白及炎症因子的阻断剂联合放疗增敏提供重要的临床和应用的理论依据。

本项目是以IKKα为切入点，以染色质重塑蛋白LSH和以HOTAIR为代表的LncRNA为核心，结合鼻咽癌和肺癌模型，阐明表观遗传因子在DNA损伤修复、炎症及代谢调控紊乱的分子机制，提供LMP1介导转录整合与表观遗传失活的新证据，从而为肿瘤放疗提供了新的思路。.通过本项目的实施，我们确定了鼻咽癌中EBV LMP1可上调LSH的表达，在放疗抵抗过程中起十分重要的作用。研究发现鼻咽癌中上调的LSH通过与染色质因子G9a相互作用抑制代谢酶FH的表达，从而促进上皮间质转换来促进肿瘤转移，其中IKKα在调节上皮间质转换相关基因有直接的作用。我们发现IKKα在鼻咽癌和肺癌中不同病理类型，其在细胞内定位和表达水平也尽不同。通过建立了鼻咽癌和肺癌放射抵抗细胞系，发现了一些放疗抵抗细胞相关的细胞因子以及干细胞相关因子，放疗抵抗瘤组织中肿瘤微环境发生了明显改变，巨噬细胞数量明显增加。同时我们还发现RAP80, CtIP, FAM175a等DNA损伤修复基因表达水平增加，与放疗抵抗细胞系中干细胞特性显著增高密切相关。采用RNA-Seq发现了多种受LSH调控的LncRNA，其中我们关注的是LincRNA00472可作为抑制肿瘤抑制因子， 在肿瘤的恶性演进过程中起十分重要的作用, 还发现其可影响炎症相关因子的表达。.本项目将从一个新的研究方向阐明了炎症因子在肿瘤DNA损伤反应及修复过程中的机制，从表观遗传学角度揭示LMP1在放疗抵抗过程中的新机理, 为肿瘤的放疗提供新思路。通过本项目的实施，顺利完成了预期的研究计划，在Cancer Research, Theranostics 和Oncogene等杂志上发表研究论文12篇;在Biochimica et Biophysica Acta Reviews on Cancer等发表综述文章6篇；申报湖南省自然科学奖1次，主编《肿瘤分子生物学与细胞生物学实验手册》一本，获得2014年度湖南省普通高校学科带头人，申请国家发明专利4项。培养博士生2名和硕士生2名，一名研究生获得2017年中南大学优秀博士学位论文（已参评湖南省优秀博士学位论文）;还进行了活跃的学术交流，参加国际国内学术大会30人次，其中在冷泉港亚洲会议等会议作大会报告11次，主办会议和协助主办会议各1次。