ING5在组蛋白修饰水平对P53转录激活及其对INCA1依赖作用的研究

细胞周期失控将导致肿瘤发生，抑癌基因p53失活是其中重要分子事件。ING5是生长抑制因子抑癌基因家族最新成员，研究表明该分子参与组蛋白修饰，且其高表达可促进p53活化，但确切机制尚不清楚。我们的研究发现ING5与新的细胞周期调控蛋白INCA1相互作用，并以INCA1依赖方式抑制细胞生长。ING5是否通过介导组蛋白修饰参与P53活化？该作用是否依赖于INCA1的存在？INCA1与P53之间是否存在相互作用？本课题拟以Inca1-/-MEF细胞为研究对象，综合应用基因转染、染色体免疫共沉淀、定量PCR等技术，以全新的思路研究ING5在组蛋白修饰水平促进p53活化的机制及其对INCA1的依赖作用，并从蛋白质间、蛋白质与DNA间的相互作用入手探索三种蛋白分子的相互关系，有助于阐明ING5这一新的抑癌基因功能，为肿瘤防治提供新的靶点和思路，并为揭示组蛋白修饰与细胞周期调控间的相互关系提供新的视角。

生长抑制因子（Inhibitor of Growth）家族成员作为候选抑癌基因在肿瘤的发生、发展过程中起重要的作用。ING5作为这个家族的最新成员于2003年被首次发现，研究表明，ING5可与P53相互作用，并促进P53转录活化，而引起结肠癌细胞周期阻滞和凋亡；我们的研究发现ING5与INCA1相互作用，并以INCA1依赖方式抑制生长小鼠MEF细胞增殖，促进细胞凋亡。此外，ING5参与构成两种组蛋白乙酰基转移酶（HAT）复合体，参与组蛋白修饰和染色质重构。表明ING5可通过调控基因表达而发挥抑癌作用。本课题中我们对ING5抑癌作用及其机制进行了研究，有如下新的发现：1.ING5通过促进p53调控基因启动子区染色体组蛋白H3乙酰化促进p53靶基因P21和Bax转录表达，从而首次提出ING5在组蛋白修饰水平促进p53活化；2.ING5抑癌作用不仅表现在抑制肺癌细胞体外增殖和裸鼠皮下种植瘤成瘤及生长，而且我们首次发现ING5能抑制肺癌细胞迁移和侵袭作用，该作用依赖于P53的正常功能；3.首次发现ING5过表达可调控增殖、凋亡、粘附和迁移相关基因的表达，在P53野生型的肺癌细胞株ING5过表达可显著下调20余个文献证实的促进肿瘤转移基因包括KRT19基因的表达，而在ING5基因敲减肺癌细胞株KRT19表达显著增高，ING5这一抑癌基因可同时下调众多转移相关基因表达，这为以ING5为靶点的肺癌基因治疗提供了依据，而其调控机制值得深入研究；4.临床肺癌患者肿瘤组织胞浆中ING5表达增高与肺癌发生密切相关，且胞浆ING5表达越高，肺癌分化程度越低，首次提出ING5可能具有抑癌基因和癌基因的双重特性，其作用机制有待进一步阐明；5. 首次发现ING5参与组蛋白（H2B、H3A和H4A）和非组蛋（MSH6、GNS、SOD等）乙酰化并确定其位点，进一步拓展了对ING5蛋白功能的认识，其机制值得深入研究。以上研究结果不仅揭示了ING5新的作用及机制，证实了本课题提出的部分设想，在研究过程中围绕ING5的作用还有较多重要的新发现，为后续的研究工作提供了线索和方向。