HPV感染恶化宫颈癌进程中表观遗传调控网络的建立与关键调控靶点的发现

HPV感染的慢性不可控宫颈炎恶性转化成宫颈癌平均10年，在临床病变各阶段，HPV病毒都可能被清除，发生恶性转化的逆转,但感染恶化进程的分子调控机制依然不详。表观遗传调控分别从基因转录前（组蛋白修饰对染色质活性的调控）和基因转录后（micro-RNA对mRNA的调控）阶段精密调控了基因表达变化，实现对全局信号网络的重编程。本研究选用HPV阴性宫颈组织、HPV阳性宫颈炎组织、HPV阳性癌前病变组织，通过乙酰化抗体的免疫沉淀和LC-MS质谱分析，发现并鉴定参与核小体组蛋白乙酰化修饰变化的蛋白及复合物，建立组蛋白乙酰化修饰变化的表观遗传调控网络；通过mRNA和microRNA芯片的同时检测、SIG++算法的计算分析，建立microRNA-mRNA变化的表观遗传调控网络；发现并鉴定可调控HPV感染恶化进程的关键分子，揭示HPV感染宫颈炎恶化宫颈癌的调控规律，为宫颈癌早期预防、诊断、治疗提供理论数据。

宫颈癌对妇女生命及生存质量都造成严重影响，且多是由高危型HPV感染宫颈上皮基底细胞而造成. 然而，即使是高危型HPV感染，在大多情况下都被宿主清除；少数持续感染，形成宫颈上皮内瘤变(CIN)，由CIN I期(HPV未整合)，发展到CIN II期(宿主细胞开始恶化，HPV整合少量发生)，最终发展到CIN III期(HPV整合开始普遍发生)，在CIN III期之后，宿主细胞开始向盆腔浸润，即成宫颈癌. 目前大多研究集中在分析宫颈癌的细胞特征. 然而在宫颈癌形成之前，细胞逐步进行恶变的CIN病程中，若进行合理治疗，是可以将病情逆转的. 因此，研究CIN病程发展的分子机制非常重要，但目前缺乏这方面报道. 我们通过与长海医院妇产科合作，收集临床样本，完成了以下两方面工作. (1) 对正常宫颈、CIN I期、CIN III期样本，进行了microRNA和mRNA表达谱芯片检测，利用我们提出的SIG++算法，鉴定在相邻两病期之间miRNA对靶基因mRNA调控的显著变化，即miRNA-mRNA差异调控；提出网络构建策略，建立了正常→CIN I过程，及CIN I → CIN III过程中，miRNA-mRNA的差异调控网络图，以及调节基因组稳定的表观遗传网络，系统阐述了CIN病程发展的分子网络. (2) 我们具体研究miR-1/206/ 133a/133b/ 203/ 544 /106b /199/214在宫颈癌中的功能，通过鉴定其靶基因，从而发现这些miRNA在宫颈癌中有重要作用. 发现miR-1/206/133a通过影响细胞的糖酵解过程，影响宫颈癌恶化，而其自身表达又受P53调控；发现miR-203通过参与了逆转录病毒DNA整合到宿主染色体上，引发HPV病毒持续感染引起各种炎症；发现miR-544通过影响HPV 18 E6蛋白稳定性，降低p53活性，促进宫颈癌形成和恶化；发现miR-106b在宫颈癌中的异常表达降低了基因组稳定性，为HPV整合提供了有利条件；发现miR-199/214调控了MAPK信号途径的激活，促进HPV患者向肿瘤的转化. 综上，我们建立了导宫颈上皮内瘤变发展过程中表观遗传因素miRNA-mRNA差异调控网络和调节基因组稳定的表观遗传网络，发现miR-203和miR-544在宫颈癌功能和自身调控机制，为炎症向肿瘤转化的机制研究以及宫颈疾病的临床治疗提供帮助.