头颈肿瘤中DNA甲基化对端粒长度调节机制的研究

端粒与肿瘤发生、发展的关系是近几年来肿瘤学研究的热点之一。DNA甲基化水平紊乱是人类肿瘤最常见的表观遗传改变。研究表明，端粒DNA不能被甲基化，而端粒重复序列临近的亚端粒区DNA则大量甲基化。头颈肿瘤中DNA甲基化状态与端粒长度的关系，国内外尚未见研究报道。本课题中，为了研究头颈肿瘤中DNA甲基化对端粒长度调节的机制，我们以常见的头颈肿瘤细胞系为研究对象，应用高通量定量荧光原位杂交和激光共聚焦显微镜检测端粒长度、TRAP-ELISA法测端粒酶活性、染色体定向荧光原位杂交检测端粒姐妹染色体重组率、高效液相层析法进行整体DNA甲基化定量、甲基化特异性PCR检测亚端粒区的DNA甲基化状态，从表观遗传学的角度研究端粒长度的调节机制。研究头颈肿瘤中端粒和亚端粒调节的完整性，可能为染色体末端在肿瘤等疾病的发生中的作用提供深刻见解，为头颈肿瘤的早期预防、早期诊断和治疗开辟新的思路和前景。

端粒与肿瘤发生、发展的关系是近几年来肿瘤学研究的热点之一。DNA甲基化水平紊乱是人类肿瘤最常见的表观遗传改变。本课题中，为了研究头颈肿瘤中DNA甲基化对端粒长度调节的机制，我们以常见的头颈肿瘤细胞系为研究对象，应用荧光原位杂交和激光共聚焦显微镜检测端粒长度、TRAP-ELISA法测端粒酶活性、染色体定向荧光原位杂交检测端粒姐妹染色体重组率、高效液相层析法进行整体DNA甲基化定量、甲基化特异性PCR检测亚端粒区的DNA甲基化状态，从表观遗传学的角度研究端粒长度的调节机制。我们的研究结果发现：. (1)头颈肿瘤细胞中端粒酶活性为阳性，骨肉瘤细胞(U2OS)、正常人支气管上皮细胞中端粒酶活性为阴性。. (2)在端粒酶阳性的肿瘤细胞中，端粒长度较正常细胞长；端粒酶活性水平与端粒长度呈正相关，端粒酶活性越高，端粒越长。. (3)与正常细胞相比，在端粒酶阳性的肿瘤细胞中，亚端粒区DNA序列甲基化密度普遍增加。而在端粒酶阴性的肿瘤细胞中，亚端粒区DNA序列甲基化密度存在很大的变异。提示在端粒酶阳性的肿瘤细胞中，端粒酶活性与亚端粒区DNA序列甲基化可能存在一定的相关性。.(4)与正常细胞相比，肿瘤细胞的基因组整体DNA甲基化密度普遍降低。总体DNA甲基化程度与端粒长度无明显相关性。.(5)亚端粒区DNA甲基化程度与端粒长度呈负相关，说明亚端粒区的DNA甲基化缺失与端粒延长有一定的相关性。.(6)与正常细胞相比，肿瘤细胞的姐妹染色体交换率（T-SCE）频率明显增加，提示端粒重组是肿瘤细胞的共性。.(7)在肿瘤细胞中，T-SCE频率与亚端粒区DNA甲基化程度呈明显负相关；T-SCE频率与总体DNA甲基化程度也呈明显负相关，提示总体DNA甲基化存在不同区域，包括亚端粒区。.(8)在肿瘤细胞中，T-SCE频率与端粒长度呈正相关，而T-SCE频率与端粒酶活性无相关性，提示肿瘤细胞端粒延长机制不仅仅依赖于端粒酶活性机制，同时也依赖于端粒重组的ALT途径。.　 本课题探究了头颈肿瘤中端粒和亚端粒调节的完整性，可能为染色体末端在肿瘤等疾病的发生中的作用提供深刻见解，为头颈肿瘤的早期预防、早期诊断和治疗开辟新的思路和前景。