组蛋白去甲基化酶MINA影响胶质瘤代谢重编程、DNA损伤修复及化疗敏感性的机理研究

Abstract：Glioblastoma is infamous as the most common and deadly brain tumor for its high proliferation ability and its aggressiveness and infiltration capacity in metastasis. Although the surgical and pharmacological therapies have got some fruits, glioblastoma remains difficult to cure and has a low survival rate. Therefore, To explore the mechanism underlying glioblastoma initiation and progression is the key factor to improve the cure rate and the survival rate of glioblastoma. Epigenetic changes are of great importance for formulation and development of tumors. Previously, our results suggested that MINA may control proliferation metabolism and apoptosis of glioblastoma, and it is very important to explore the mechanisms underlying these genetic controls. The proposed research will clarify the roles of MINA in proliferation, metabolism and tumorigenesis; and detect the mechanisms of cell apoptosis via inducing DNA replication stress and diminishing DNA damage response. Furthermore, the relationship between MINA and advance GMB will be analyzed in clinical samples. In summary, our data will provide a new therapeutic target and optimize treatment strategies for GMB chemoresistance therapy.

胶质瘤是最常见的颅内原发恶性肿瘤，其具有异质性强，易转移和预后差等特点，其治疗方法非常不理想。因此，探究胶质瘤的发生发展及其耐药性的分子机制，寻找干预基因靶点，进而提高疾病治愈率和患者生存率成为当前胶质瘤临床治疗的迫切需要。而表观遗传遗传变异在肿瘤发生发展发挥着重要作用。我们前期的研究结果暗示组蛋白去甲基化酶MINA可能对肿瘤细胞的增殖、代谢和凋亡具有重要作用，因此揭示其分子机制将具有重要的基础和临床意义。本项目以胶质瘤为研究对象，明确MINA在肿瘤发生发展中的角色，然后阐明MINA影响胶质瘤生长增殖和代谢重编程的分子机制；解析MINA利用DNA损失应答和DNA复制应激之间的动态平衡调控肿瘤细胞凋亡的分子机理，并探究这种调控方式在肿瘤组织产生耐药性中的作用；最后结合结合临床数据和组织芯片的分析，评估MINA在胶质瘤临床诊断和预后判断中的价值，为优化胶质瘤患者的临床治疗提高新的方法和途径。

胶质瘤是最常见的颅内原发恶性肿瘤，至今仍是全身肿瘤中预后最差的肿瘤之一，其中恶性程度最高的胶质瘤为胶质母细胞瘤。因此，我们选择神经胶质母细胞瘤作为研究对象,探究和阐释组蛋白甲基化转移酶MINA在神经胶质母细胞瘤发生发展中的功能角色，希望为临床治疗神经母细胞瘤寻找新的方法和途径。本项目首先在数据库里分析了MINA与神经胶质瘤患者预后的关系，结果发现MINA可能是神经胶质母细胞瘤患者的预后指标。为了验证MINA在神经胶质瘤细胞生长增殖中的作用，我们进行了MINA敲除实验；结果显示MINA 在神经胶质母细胞瘤细胞增殖、DNA复制和克隆形成中发挥着重要作用，是必不可少的。另外，我们又设计和构建了敲除再过表达MINA的实验，实验结果显示恢复MINA可挽救由MINA敲除引起的胶质母细胞瘤细胞增殖和形成克隆能力的抑制。这些数据表明组蛋白去甲基化酶 MINA对于神经胶质母细胞瘤细胞增殖、复制和克隆形成是必不可少的。MINA在神经胶质瘤细胞瘤的发生发展中发挥着重要作用，因此我们探究了其发挥作用的分子机制。首先我们从RNA测序的分析中发现MINA可调控神经胶质母细胞瘤细胞的DNA复制进程中CMG复合体以及细胞周期相关基因。通过进一步研究发现，MINA是在转录水平激活编码CMG复合体蛋白的基因(CDC45、MCM2~ 7、GINS1~ 4)和细胞周期相关基因(CDK1, 2, 4, 6和CCNA, CCNB, CCND, CCNE)表达的。同时还发现MINA通过ATM/ATR轴参与了神经胶质母细胞瘤细胞DNA损伤、凋亡和耐药性的调控。接着，我们设计和构建了MINA缺失JmjC结构域突变体的实验，结果证明MINA通过H3K9的甲基化水平表观调控神经胶质母细胞瘤细胞周期。最后，我们也在模型动物体内再次证实MINA在体内也是通过H3K9的甲基化水平表观调控肿瘤发生发展的。以上这些研究发现，为神经胶质母细胞瘤的诊断和治疗提供了潜在的候选靶标基因，以及为临床治疗其的小分子先导化合物筛选和设计提供了一定的理论基础。