PcG核心基因BMI1和EZH2在卵巢癌肿瘤异质性中的作用及相关机制研究

Our research mainly focus on the functions and mechenisms of PcG core genes, BMI1 and EZH2, in tumor heterogeneity in ovarian cancer. First, we will detect the expression of BMI1 and EZH2 in maternal line, highly aggressive subcloning, and less aggressive subcloning, to prove the tumor heterogeneity in ovarian cancer cell lines. To explore the functions of BMI1 and EZH2 in selective advantageous mutations in ovarian cancer, we will use CRISPR-Cas9 system and stable transfection to silence and restore the expression of BMI1 and EZH2 effectively, and then compare the changes in biological behaviors of ovarian cancer cells before and after gene silencing and restoring, mainly through in vivo and in vitro experiments. Furthermore, we will detect the changes in genomics and epigenomics by high-throughput sequencing before and after gene silencing and restoring, to explore the possible mechanism of BMI1 and EZH2 in tumor heterogeneity in ovarian caner and to provide potential target for treatment.

本研究以同一母系的不同单克隆亚系作为研究模型，探索PcG核心基因，BMI1和EZH2，在卵巢癌肿瘤异质性中的作用。首先检测BMI1和EZH2蛋白在卵巢癌母系、高侵袭性亚克隆细和低侵袭性亚克隆的表达情况，证明卵巢癌细胞系存在肿瘤异质性。为了明确BMI1和EZH2在卵巢癌细胞选择优势性突变过程中所发挥的作用，我们利用CRISPR技术和稳定转染技术，有效的沉默和回复BMI1和EZH2基因在高侵袭性亚克隆的表达水平，并检测基因沉默和回复前后，细胞生物学功能的变化，主要包括细胞形态、分化能力、细胞周期、增殖能力、侵袭能力、化疗耐药性及裸鼠皮下成瘤能力、腹腔播散能力、通过尾静脉的转移能力等方面的差异。此外，我们还将通过测序的方式，比较基因沉默和回复前后，高侵袭性亚克隆在基因组学和表观遗传学方面的变化，探索BMI1和EZH2基因可能的作用机制以及以BMI1和EZH2基因为靶点的治疗方法。

本研究利用CRISPR/Cas9系统可以成功构建BMI1和/或EZH2基因敲除的、源于单细胞的人卵巢癌单细胞克隆亚群，为深入研究目的基因的生理、病理功能及其作用机制提供了理想的细胞模型。基于CRISPR/Cas9系统的基因编辑技术，在卵巢癌相关研究中具有广阔的应用前景。 BMI1和/或EZH2基因沉默可以不同程度地改变卵巢癌细胞生长、迁移、侵袭和死亡等多项生物学行为；BMI1可能成为肿瘤对铂类药物敏感性的预测指标，EZH2可能是肿瘤进展的关键标记物，此结果为上皮性卵巢癌的机制和诊疗研究提供了基础依据。BMI1和/或EZH2可能通过改变细胞外基质构建及血管形成，使肿瘤微环境及血供利于卵巢癌细胞的生长、转移；包含BMI1、Focal adhesion及PI3K/AKT通路关键因子的分子模型可能成为上皮性卵巢癌的生物标记物及治疗靶点。