DNMT1/CAMK2N1反馈调节及其介导的甲基化修饰在前列腺癌去势抵抗中的作用机制研究

Our research group had found that CAMK2N1 regulated growth, invasion, metastasis and chemotherapy resistance as a tumor suppressor gene in prostate cancer and was involved in the development from androgen dependent to castration resistant prostate cancer (CRPC). Further, we found that CpG island hypermethylation of gene promotor down-regulated the expression of CAMK2N1, and DNA methylation transferase 1 (DNMT1) could be the critical factor in regulating methylation of CAMK2N1 gene. Hence, we made a scientific hypothesis that DNMT1/CAMK2N1 feedback regulation and methylated modification may be an important mechanism for the CRPC progression, tumor growth, invasion, metastasis and chemotherapy resistance. In this project, we will explore the mechanism and influence of DNMT1/CAMK2N1 feedback regulation on CRPC progression, tumor growth, invasion, metastasis and chemotherapy resistance by MassArray, pyrosequencing, luciferase reporter gene, ChIP in vitro and in vivo.

本课题组在国家自然科学基金资助下研究发现CAMK2N1作为抑癌基因与前列腺癌(PCa)生长、侵袭转移及化疗耐受密切相关，在PCa由激素依赖向去势抵抗转化中起重要作用。申请者进一步研究发现：①CAMK2N1的CpG岛高甲基化可引起其表达下调，②DNA甲基化转移酶1(DNMT1)是调控其甲基化的关键因素，据此我们可提出DNMT1/CAMK2N1反馈调节及其介导的甲基化改变是前列腺癌去势抵抗、生长、侵袭转移及化疗耐受的重要机制的假说。本项目拟分析临床标本中DNMT1、CAMK2N1及雄激素受体(AR)的相关性，通过MassArray、焦磷酸测序等技术检测基因甲基化，以AR阳性PCa细胞系、裸鼠移植瘤为工具，通过荧光素酶报告基因系统、染色质免疫沉淀等手段，探讨DNMT1/CAMK2N1对PCa去势抵抗及生长，转移侵袭和耐药的影响，以验证该假说，为PCa新型分子靶向基因治疗提供新的思路和策略。

CAMK2N1 是近年发现的人内源性CaMKII抑制基因，其编码的蛋白在体内能结合活化状态的CaMKII并抑制其激酶活性，从而阻滞肿瘤细胞周期进程抑制肿瘤生长。DNA甲基化转移酶1（DNMT1）是DNA甲基化转移酶的一种，它能够结合在DNA复制叉上催化子链DNA半甲基化位点甲基化，维持复制过程中甲基化位 点的遗传稳定性，可能是参与调控CAMK2N1、AR基因启动子甲基化的关键因子。我们在之前的研究中发现，CAMK2N1在人前列腺癌进展中表达下调，但目前对于CAMK2N1在前列腺癌中缺失或下调表达的分子机制是否与其甲基化有关，CAMK2N1引起前列腺癌中众多基因表达改变的原因及其.对MAPK/MEK/ERK等下游通路调控的作用机制尚不清楚。. 为了探索以上问题，本实验在基因水平、转录水平和表达水平三个不同层面对前列腺癌患者CAMK2N1基因及DNMT1进行了研究。得出以下结果：（1）前列腺癌细胞中CAMK2N1基因启动子区呈DNA高甲基化，使其在肿瘤发展过程中表达降低；（2）DNMT1是影响前列腺癌细胞CAMK2N1基因高甲基化的关键因子；（3）CAMK2N1可通过MAPK/MEK/ERK信号通路反过来抑制DNMT1。. 本实验显示了CAMK2N1基因与前列腺癌之间的关联性，结合课题组之前的工作，显示了CAMK2N1/DNMT1信号通路形 成负反馈循环：一方面DNMT1可通过提高CpG岛甲基化程度抑制CAMK2N1表 达，另一方面CAMK2N1可以通过MEK/ERK信号通路反过来抑制DNMT1表达。为激素非依赖型 前列腺癌提供新的诊断方法并对新型特异分子靶向基因治疗研发提供新的策略和思路。