PRMT5调控TCF3表达水平在食管鳞癌增殖中的作用及机制研究

Protein arginine methyltransferase 5 (PRMT5) is the major enzyme responsible for symmetric dimethylation of arginine, and contributes to initiation and progression of a wide range of tumors. However, the function and molecular mechanism of PRMT5 in esophageal squamous cell carcinoma (ESCC) remain largely unknown. In our preliminary studies, we found that PRMT5 expression in ESCC tissues is significantly higher than that in normal tissues. PRMT5 depletion inhibits ESCC cells growth, and PRMT5 is required for the growth of xenograft tumors in mice. Then we validated that knockdown of PRMT5 specifically promote the expression of transcription factor 3 (TCF3). Furthermore, we investigated that PRMT5 binds to the proximal promoter region of TCF3 gene and contributes mainly to the enriched symmetric dimethylation of H4R3 in the same region. Therefore, we speculate that PRMT5 functions as an activator of the TCF3 to promote ESCC growth. To corroborate this hypothesis, we will analyze the effects of PRMT5 and TCF3 on ESCC cell proliferation. More importantly, we will dissect the role of TCF3 in the regulation of cell growth mediated by PRMT5, and further studies to gain insight into the epigenetic regulation mechanism of TCF3, which may relate to PRMT5. Combining the data from clinical analysis of patients, we will verify the potential function of TCF3 gene regulated by PRMT5 in the development of ESCC. We hope this study will provide an interesting possibility that targeting PRMT5 may represent a novel approach for ESCC treatment, and a new knowledge and theoretical foundation for the treatment of ESCC.

PRMT5是精氨酸甲基转移酶家族成员，与肿瘤的发生发展密切相关。然而PRMT5在食管鳞癌中的具体作用及相关机制并不完全清楚。我们前期研究发现敲除内源性PRMT5能抑制食管鳞癌细胞增殖，上调细胞增殖相关基因TCF3的表达水平。随后进一步证实了PRMT5富集在TCF3的启动子区域，并催化该区域组蛋白精氨酸发生对称性双甲基化。基于此，我们提出PRMT5调控TCF3基因表达在食管鳞癌增殖中发挥重要作用的假说。为此，我们将系统探究TCF3在PRMT5调控食管鳞癌增殖中的作用及其转录调控机制；采用人食管鳞癌细胞皮下移植瘤动物模型和临床标本来研究PRMT5对食管鳞癌增殖的影响，探讨PRMT5作为食管鳞癌治疗靶向分子的可能性，为食管鳞癌临床治疗提供新的思路和理论基础。

PRMT5是精氨酸甲基转移酶家族成员，与肿瘤的发生发展密切相关。然而PRMT5在食管鳞癌中的具体作用及相关机制并不完全清楚。我们对食管鳞癌细胞系及组织样本进行检测，发现PRMT5在食管鳞癌中高表达。细胞水平干扰PRMT5的表达显著抑制食管鳞癌细胞生长，而细胞迁移及凋亡没有明显的变化。裸鼠动物模型实验证明，PRMT5敲除后的细胞种植于裸鼠皮下，肿瘤的生长速度较正常组明显缓慢。前期预实验，我们发现抑制PRMT5的表达，TCF3（transcription factor 3）的转录水平上调。但是，后续我们多次重复实验发现PRMT5敲除后，TCF3基因的转录水平没有显著性变化。这与前期预实验结果不符合，无法继续探究TCF3在PRMT5调控食管鳞癌增殖中的作用。PRMT5在食管鳞癌增殖中的作用是可以确定的，因此PRMT5依然具有作为食管鳞癌治疗靶分子的可能性，探究其在食管鳞癌增殖中的作用机制具有很大的科学意义和临床价值。. 千金藤素（Cep）用于多种疾病的治疗，包括肿瘤的治疗。Cep用于肿瘤的治疗研究中，将其与代谢组学联系起来探究机制还未有报道。本课题研究发现，Cep可以将食管鳞癌细胞阻滞在G2/M期，继而阻断了细胞周期，抑制了食管鳞癌细胞的增殖；同时动物模型实验也证实了，Cep可以抑制食管鳞癌的生长。因此，Cep对于食管鳞癌是有明显的杀伤作用。另外对Cep处理食管鳞癌细胞之后的代谢组学分析发现，Cep处理组代谢物中氨基酸的变化较为明显，较对照组几种氨基酸明显下降，提示我们Cep通过改变肿瘤细胞的氨基酸摄取继而阻滞细胞周期，抑制了肿瘤细胞的增殖的可能性。我们还检测了氨基酸转运体的表达情况，发现Cep处理组较正常组，两个关键的转运体 SLC7A5和SLC1A5的表达有所下降，这符合我们的科学假说，为接下来的深入研究提供了基础。本课题研究提示，Cep用于治疗食管鳞癌具有可行性。