G9a通过调控KLF6转录活性影响膀胱癌转移的机制研究

In our previous study, we found the histone methyltransferase G9a plays an important role in regulating bladder cancer cell survival. While the effect of G9a on bladder cancer metastasis still remains unknow. Herein, we plan to investigate whether and how G9a could promote the metastasis of bladder cancer. Our preliminary data found that G9a can induce the invasion activity of bladder cancer cells. Meanwhile, G9a can interact with KLF6, a transcription factor negatively regulates cancer metastasis. Based on these findings, we propose that G9a could bind with KLF6 and di-methylate the promoter of KLF6 target genes which inhibit cell invasion, thus facilitate bladder cancer metastasis. In order to test this hypothesis, we first draw up to evaluate the effect that G9a regulates cancer metastasis cooperating with KLF6 in vitro and in vivo. Second, we will investigate the working model, interaction position and downstream gene network of G9a and KLF6. Finally, the co-expression of G9a and KLF6 in bladder cancer tissue will be analyzed to indicate the prognosis in patients. This application has important significance on revealing the mechanism of G9a on regulating cancer metastasis in bladder cancer. And our results will indicate G9a as a potential therapeutic target of metastatic bladder cancer.

我们前期的研究发现组蛋白甲基转移酶G9a在调控膀胱癌细胞存活方面发挥重要作用，但目前G9a对膀胱癌转移能力的影响尚无明确研究。本申请拟探索的关键科学问题为：G9a是否能影响膀胱癌的转移，且相关作用机制是什么？我们的初步研究数据提示G9a可促进膀胱癌细胞的侵袭能力和运动能力，且与转移负调控转录因子KLF6存在相互结合。因此我们提出本申请的中心假说：在膀胱癌中G9a通过与转录因子KLF6结合，提高KLF6调控的抑制转移靶基因启动子区域甲基化水平，提升膀胱癌细胞的运动和侵袭能力，促进膀胱癌的转移。并计划开展研究内容：1.确证G9a协同KLF6调控膀胱癌细胞转移能力的效应。2.探索G9a与KLF6相互结合的模式、位点及下游调控网络。3.分析G9a和KLF6在膀胱癌中的临床分子指标。本申请的研究意义在于：首次探索G9a促进膀胱癌转移的作用机制，提出G9a可能成为转移性膀胱癌的潜在治疗靶点。

肿瘤转移是限制膀胱癌患者生存率的关键因素。膀胱癌中存在高频的表观遗传学异常，如我们前期的研究发现组蛋白甲基转移酶G9a在调控膀胱癌细胞存活方面发挥重要作用，但目前G9a对膀胱癌转移能力的影响尚无明确研究。因此，本项目计划考察G9a对膀胱癌转移过程的影响，并探索相关作用机制。计划通过寻找与G9a协同发挥作用的关键转录因子，及其共同调控的下游靶基因网络，来阐明其影响膀胱癌转移的新机制，为转移性膀胱癌的治疗提供新思路。. 本项目已完成：1. 通过生物信息学分析、细胞模型和动物模型确证了G9a可以促进膀胱癌的侵袭和转移能力。2. 通过蛋白结合质谱发现G9a可通过其SET酶活结构域与转录因子KLF16结合，削弱KLF16对转移的抑制作用。3. 通过RNA-seq发现G9a和KLF16共同调控下游靶基因Foxa1和Gata2，进而影响膀胱癌的转移。4.在调控机制上发现G9a可甲基化修饰KLF16蛋白，减弱其在靶基因启动子区域的结合，进而抑制其转录活性。. 综上，本项目已按研究计划顺利完成各项研究目标，已发表相关SCI论文2篇，培养硕士研究生1名，完成硕士生转博1名。我们首次发现了G9a通过甲基化全新的非组蛋白底物发挥对膀胱癌的转移调控功能，提出G9a可能成为转移性膀胱癌的潜在治疗靶点。