多梳蛋白EZH2在整合素相互作用蛋白Kindlin-2调节肿瘤细胞增殖中的作用和分子机制研究

整合素及整合素相互作用蛋白在肿瘤的发生发展中起重要作用。我们的前期研究表明整合素相互作用蛋白Kindlin-2调控肿瘤的增殖和转移，但其机制不详。我们近期的研究证实，Kindlin-2能够通过上调表观调控因子多梳蛋白EZH2和下调抑癌性MicroRNA Let-7a促进乳腺癌细胞的增殖。在本申请中，我们将深入研究Kindlin-2调控EZH2的信号通路，探索MicroRNA Let-7a被Kindlin-2下调的分子机制，阐明EZH2与Let-7a之间的联系，并找出EZH2调控的全部靶基因。因此，我们将以Kindlin-2、EZH2及Let-7a三个分子作为主要的研究对象，在分子、细胞和动物个体水平上，研究三者之间的调控关系和生物学意义，阐明Kindlin-2促进肿瘤细胞增殖的分子机制。本研究预期揭示Kindlin-2在肿瘤增殖中的作用和机制，为新型抗肿瘤药物的筛选提供可能靶点。

Kindlin-2是近年来发现的一种整合素相互作用蛋白。我们发现Kindlin-2具有促进乳腺癌细胞生长、迁移和侵袭的作用，以及可以调控基因组的不稳定性。进一步通过蛋白质相互作用技术并结合质谱技术，发现新的Kindlin-2相互作用蛋白质，包括Wnt信号通路中的核心分子β-catenin和TCF4，DNA甲基转移酶DNMT3a，以及组蛋白甲基转移酶EZH2。我们发现Kindlin-2在体内和体外均可与β-catenin相互作用，并且是特异性地与激活型β-catenin相互作用。进一步研究发现，Kindlin-2-β-catenin复合物进入细胞核后可以与TCF4形成三分子复合物，通过增强在Wnt信号通路靶基因Axin2启动子上的占位从而促进靶基因Axin2的转录，促进肿瘤细胞的侵袭和转移。因此，Kindlin-2-β-catenin–TCF4复合物对于调节乳腺癌细胞的侵袭和转移发挥着重要的作用。另外，我们发现Kindlin-2能够与DNA甲基转移酶DNMT3A发生相互作用，形成复合物，通过提高microRNA-200家族启动子区的甲基化，抑制miR-200的转录。更为重要的是，我们证明Kindlin-2可以上调EZH2的表达，并且确定Kindlin-2和EZH2之间的调节作用是由microRNA-101介导的，因此也确立了Kindlin-2-microRNA-101-EZH2之间存在级联反应。为了寻找EZH2的潜在靶microRNAs，我们利用生物信息学的方法结合染色质免疫共沉淀实验证明EZH2催化的H3K27me3可以和microRNA Let-7a的启动子相互作用。前期的研究证明Kindlin-2和EZH2都能够下调抑癌性Let-7a的表达。那么，在H3K27me3与Let7相互作用的过程中，Kindlin-2又发挥怎样的作用呢？我们发现Kindlin-2能够通过与EZH2以及EED和SUZ12发挥相互作用，将PRC2复合物招募到靶基因Let-7a的启动子，从而调节其表达。 此项研究首次揭示了整合素相互作用蛋白Kindlin-2可以通过激活经典的Wnt信号通路促进肿瘤细胞的侵袭和转移。更为重要的是，Kindlin-2能够与DNA甲基转移酶和组蛋白甲基转移酶相互作用，参与表观遗传学调控。我们希望本研究能够为深入理解肿瘤发生发展的机制提供新的思路。