KLF4作为抑癌基因在宫颈癌发生发展中的遗传学与表观遗传学机制研究

KLF4, a member of zinc finger protein Krüppel-like transcription factor family that is highly expressed in epithelial tissues such as gut and skin. KLF4 has been implicated with cell growth, apoptosis, differentiation and embryonic development. KLF4 served as oncogenes or tumor suppressors in different tumors. It has not been studied for KLF4 in cervical carcinogenesis in the worldwide. Our previous studies firstly illustrated KLF4 gene was gradually down regulated from normal cervix to cervical cancer in situ and cervical cancer; KLF4 inhibited the cell growth and tumor formation through transactivating the expression of p27. KLF4 functions as a tumor suppressor in cervical cancer, however, the mechanisms of KLF4 gene inactivation in cervical cancer remains unclear. Here, Applying the strategy of genetic and epigenetic, we will detecte the KLF4 gene exons mutation, allele loss of heterozygosity, methylation and acetylation of KF4 gene promoter.The difference of DNA methyltransferases and related proteins will be explored between cervical cancer and normal cervix. The epigenetic mechanism of KLF4 gene scilencing in cervical carcinogenesis is claritied with the techology of co-immunoprecipitation (co-IP) and chromatin co-immunoprecipitation (ChIP). To clarity the genetic and epigenetic of KLF4 scilencing in cervical cancer will provide a new direction of the etiology study for cervical cancer.

KLF4属于锌指蛋白Krüppel-like转录因子家族成员之一，主要表达于胃肠上皮及皮肤组织中，与细胞的增殖，凋亡，分化及胚胎发育有关，KLF4基因可以作为癌基因或抑癌基因参与不同肿瘤的发生，在宫颈癌中的作用国内外尚未见研究报道。我们的前期研究首次阐明了KLF4基因在正常宫颈组织，宫颈原位癌及宫颈癌组织中的表达逐渐下调；KLF4转录激活p27蛋白的表达抑制宫颈癌细胞的增殖和肿瘤形成，作为抑癌基因参与宫颈癌的发生。然而，其在宫颈癌中失活的机制仍不清楚。本项目拟采用遗传学与表观遗传学研究策略，进行KLF4基因外显子测序、等位基因杂合性缺失分析及KLF4基因启动子区甲基化，组蛋白乙酰化水平的研究，并通过检测DNA甲基转移酶和相关蛋白的变化，结合免疫共沉淀和染色质免疫共沉淀实验技术，阐明宫颈癌中KLF4基因失活的遗传学与表观遗传学分子机制，为宫颈癌病因学研究提供新的方向。

宫颈癌是女性最常见恶性肿瘤之一，位居女性癌症死因第4位。高危型HPV的感染被证实是宫颈癌发生发展的主要病因。然而临床上有近90%以上的HPV阳性患者为一过性的感染，同时HPV阳性的患者中仅有很少部分发展至浸润性宫颈癌。推测宫颈癌的发生发展可能与肿瘤相关基因和微环境的改变相关。抑癌基因在肿瘤中的失活是导致肿瘤发生发展的重要因素之一。KLF4 基因可以作为癌基因或抑癌基因参与不同肿瘤的发生，我们的前期研究首次阐明了KLF4基因在正常宫颈组织，宫颈原位癌及宫颈癌组织中的表达逐渐下调；KLF4特异性结合到周期相基因p27启动子区，转录激活p27蛋白的表达，从而抑制宫颈癌细胞的增殖能力和肿瘤形成能力，作为抑癌基因参与宫颈癌的发生。本课题旨在探索研究KLF4基因在宫颈癌中作为抑癌基因失活的机制，采用遗传学与表观遗传学研究策略，进行KLF4基因外显子测序、等位基因杂合性缺失分析及KLF4基因启动子区甲基化，组蛋白乙酰化水平的研究，并通过检测DNA甲基转移酶和相关蛋白的变化，结合免疫共沉淀和染色质免疫共沉淀等实验技术。研究结果显示，（1）在收集的50例临床正常宫颈组织和宫颈癌组织标本中，KLF4基因5个外显子测序结果均未发现碱基的突变和缺失，推测宫颈癌中KLF4基因的遗传学未发生改变；（2）在同样的临床组织标本中，KLF4基因启动子区在宫颈癌组织中的甲基化水平显著增加，并且与KLF4基因的表达呈负相关；（3）通过实施定量PCR筛选获得了和KLF4基因启动子区DNA甲基化相关的DNA甲基转移酶，证实KLF4基因甲基化与该甲基转移酶的直接作用关系。后续将探索该甲基转移酶异常的上游调控因子，以阐明KLF4基因甲基化的机制。深入研究KLF4基因甲基化的机制，有望成为宫颈癌临早期临床诊断和预后评价及干预的备选基因。