新疆哈萨克族食管癌异常甲基化谱及与环境因素关系的研究

DNA甲基化异常等表观遗传修饰的改变与肿瘤发生发展密切相关。研究表明，多种环境危险因素可通过改变机体表观遗传特性，特别是通过引起DNA甲基化谱的改变提高机体对肿瘤的易感性。新疆哈萨克族居民是我国食管癌的高发民族，所处环境及生活习惯与其它高发区不同。本研究通过采用高通量的人基因组CpG岛甲基化芯片检测技术，筛选多种食管癌高甲基化候选基因，建立新疆哈萨克族食管癌患者特异的异常甲基化谱式；同时，广泛筛查、定量与哈萨克族食管癌发生密切相关的特定环境危险因素，处理哈萨克族食管正常上皮细胞，观察其对正常细胞DNA甲基化影响的时效性变化；并结合患者的临床表型、疾病预后，分析哈萨克族食管癌异常甲基化与患者临床疾病预后的相关关系。本项目从食管癌发生的表遗传学机制为切入点，深入探讨哈萨克族食管癌易感性的分子机制；筛选到的相关的肿瘤生物学标志物对于食管癌的早期诊断、风险评估、预后判断等具有重要的意义。

DNA甲基化异常等表观遗传修饰的改变与肿瘤发生发展密切相关。研究表明，多种环境危险因素可通过改变机体表观遗传特性，特别是通过引起DNA甲基化谱的改变提高机体对肿瘤的易感性。新疆哈萨克族居民是我国食管癌的高发民族，所处环境及生活习惯与其它高发区不同。因此，本研究采用Illumina Human Methylation 450K甲基化芯片及Hiseq2000测序平台，筛选出ALDH1L1、LRRFIP1、CAPN1等20个DNA异常甲基化基因，初步建立了新疆哈族食管癌DNA异常甲基化谱；并通过GoMiner以及KEGG数据库进行生物信息学分析，发现哈族食管癌的发生与一碳代谢，细胞凋亡等生物学过程有关。同时，采用环境流行病学研究方法和原子荧光光度计、HPLC等多种分析测试技术，分析食管癌高发区的土壤、生活饮用水、面粉及头发中多种微量元素，居民饮用水中“三氮”含量，以及哈族典型食物熏马肠和熏马肉中生物胺、亚硝胺类化合物和苯并[α]芘含量等，发现哈族食管癌高发与土壤和饮用水中微量元素含量有关；哈族食管癌高发区居民某些生活饮用水中较高含量的氨氮和硝酸盐氮以及长时间储存的熏马肠、熏马肉中某些含量较高的生物胺，可能为强致癌物亚硝胺类化合物的形成创造了条件。另外，本研究成功培养出原代哈族正常食管上皮细胞并建立永生化哈族正常食管上皮细胞系，在此基础上，利用HPLC、MSP、RT-PCR等技术，选择与哈族食管癌发生密切相关的典型亚硝胺类化合物--甲基硝基亚硝基胍（MNNG）作用于哈族食管正常上皮细胞，体外观察其对正常细胞表观遗传学等指标的改变，结果显示，MNNG抑制哈族正常食管上皮细胞增殖，将细胞周期阻滞在S期和G2+M期，促进细胞凋亡；MNNG可降低基因组DNA整体甲基化水平，使ALDH1L1基因的甲基化程度增加，同时增加DNMT1、DNMT3a和DNMT3b酶活性，使p16、FHIT、LRRFIP1、ALDH1L1、DNMT1、DNMT3a和 DNMT3b mRNA表达水平均升高。疾病预后关系分析表明，p16、FHIT、 LRRFIP1和ALDH1L1基因的甲基化率在食管癌患者中较高；肿瘤浸润程度、TNM分期、淋巴结转移、癌组织ALDH1L1基因甲基化是影响哈族食管癌患者预后的独立危险因素。项目按计划圆满完成。目前，发表文章5篇，待发表10篇。培养硕士研究生4名。