MYSM1通过miR-320a/LAMA5信号抑制结肠癌恶性表型的作用及机制研究

Histone deubiquitinase MYSM1, an important epigenetic molecule, plays an important role in the regulation of hematopoietic and immune cell differentiation and function. Our recent studies show that MYSM1 has an antitumor effect and is downregulated in many tumors including colon cancer. The unbalanced histone modifications caused by abnormal expression of MYSM1 is an epigenetic factor important in the occurrence and development of tumor. However, the specific mechanism is not clear. Transcriptome sequencing showed that LAMA5 increased after the reduction of MYSM1. In addition, downregulation of LAMA5 can effectively inhibit the malignant phenotype of tumor cells resulting from loss of MYSM1. Small RNA sequencing and preliminary experiments suggested that miR-320a may mediate the role of MYSM1 in regulation of LAMA5. Therefore, miR-320a is likely to mediate the regulation of LAMA5 by MYSM1 and inhibits the malignant phenotype of colon cancer cells. This study is intended to clarify the relationship between the expression of these three genes in colon cancer, and to explore how MYSM1 regulates LAMA5 through miR-320a to reveal the role and mechanism of MYSM1-miR-320a/LAMA5 signaling in the development of colon cancer. These studies will further clarify the molecular regulatory network of colon cancer and provide a new strategy for its prevention and treatment.

组蛋白去泛素化酶MYSM1是重要的表观遗传分子，在调控造血和免疫细胞分化及功能中发挥重要作用。我们近期的研究表明MYSM1也具有抑癌作用且在包括结肠癌在内的多种肿瘤中表达缺失或下调，其异常表达引起的组蛋白修饰失衡是肿瘤发生发展的重要表观遗传因素，但具体机制尚不明确。转录组测序结果显示MYSM1下调后LAMA5表达显著上调，而下调该分子能有效抑制MYSM1缺失所引起的肿瘤细胞恶性表型；小RNA测序和初步实验提示miR-320a可能介导了MYSM1对LAMA5的调控作用。因此MYSM1很可能通过miR-320a抑制LAMA5来调控结肠癌细胞的恶性表型。本课题拟明确三者在结肠癌中表达的相关性，探索MYSM1如何调控miR-320a和LAMA5，揭示MYSM1-miR-320a/LAMA5信号在结肠癌发生发展中的作用和机制。上述研究将进一步阐明结肠癌的分子调控网络，并可为其防治提供潜在新策略。

组蛋白泛素化是表观遗传修饰的重要形式之一，参与调控基因转录、细胞周期和DNA损伤修复等事件。作为重要的表观遗传分子，组蛋白去泛素化酶MYSM1在调控造血和免疫细胞分化及功能中发挥重要作用。我们前期的研究表明MYSM1具有抑癌作用且在包括结肠癌在内的多种肿瘤中表达缺失或下调，其异常表达引起的组蛋白修饰失衡是肿瘤发生发展的重要表观遗传因素，但具体机制尚不明确。在本课题的研究中，我们发现 MYSM1下调后LAMA5表达显著上调，下调该分子能有效抑制MYSM1缺失所引起的肿瘤细胞恶性表型；而小RNA测序和体内外实验提示miR-320a可能介导了MYSM1对LAMA5的调控作用，从而证实了MYSM1通过miR-320a抑制LAMA5来调控结肠癌细胞的恶性表型。在本课题中，我们还验证了MYSM1与miR-320a和LAMA5在结肠癌中表达的相关性，证实了MYSM1通过组蛋白去泛素化表观遗传修饰促进miR-320a的表达，而miR-320a可直接以LAMA5为靶基因调控其表达，揭示MYSM1-miR-320a/LAMA5信号在结肠癌发生发展中的作用和机制。此外，我们还发现MYSM1可直接结合于miR-200启动子，通过调控组蛋白H2A的去泛素化水平和甲基化水平促进miR-200家族基因的转录。回复实验证实miR-200家族参与介导了MYSM1对肿瘤细胞恶性表型的抑制。同时，我们还证实了MYSM1发挥抑制肿瘤作用的过程中伴有Akt信号通路的参与。我们发现MYSM1的表达水平与结肠癌分期相关，与患者生存时间正相关，显示出MYSM1的表达水平可以作为判断结肠癌预后指标。本课题的运行阐明了MYSM1对结肠癌恶性表型和行为的抑制作用及其分子机制，为结肠癌的防治提供了新的潜在靶点，为系统认识肿瘤表观遗传网络提供新线索。