甲基化对雄激素转录活性调控的研究

Prostate cancer (PCa) accounts for 29% of total cancer cases among men in the United States and Europe. With the problem of population aging and changes in diet, the incidence of prostate cancer increases dramatically year by year in China. The standard treatment for prostate cancer (PCa) is surgical or medical castration to reduce circulating androgens (androgen deprivation therapy [ADT]) and suppress activity of the androgen receptor . Despite the critical role AR plays in PCa development and progression to CRPC, the mechanisms that regulate its transcriptional activity are not well understood. My objective is to improve the understanding of the mechanisms by which AR transcriptional activity is regulated by its methylation. The mass spectrometry will be employed to identify all the potential AR methylation sites. The sites will be mutate to Alanine to investigate their physiological function. And further, the corresponding methyltransferase will be identified and its specific inhibitor will be tested in the prostate cancer cell lines and Xenograft. We anticipate that the findings from this study will provide new approaches for targeting AR function in prostate cancer development and progression.

在欧美男性中，前列腺癌所导致的死亡占肿瘤相关死亡的近三分之一。我国随着人口老龄化及饮食结构的改变, 前列腺癌的发病率也在正逐年上升。治疗前列腺癌最主要的手段就是通过手术或药物去势以阻断雄激素受体（AR）转导通路。因此, 深入研究AR的转录调控对于开发新的前列腺癌治疗药物以及指导临床进行个体化治疗都十分重要。本项目拟关注甲基化修饰对AR转录活性的调控。首先采用质谱鉴定AR的甲基化位点，并利用定点突变的方法研究甲基化位点的生物学功能。然后利用体外合成甲基化肽段沉淀结合定量蛋白质组学的方法明确此甲基化位点招募染色质修饰复合物的具体分子机制。最后将找到对应的甲基化酶，观察其特异性抑制剂对前列腺癌细胞生长等的影响。 本研究的结果将为利用此表观遗传调控酶既可以作用于组蛋白又可以调控AR的特点，开发针对前列腺癌新的治疗手段提供重要的理论以及实验室数据支撑。

随着人口老龄化及饮食结构的改变, 我国前列腺癌的发病率也在正逐年上升。目前，治疗前列腺癌最主要的靶点为雄激素受体（AR）。阻断雄激素受体通路主要通过手术或药物去势等手段，临床实践发现初期治疗后均会发生去势耐受（CRPC），已知雄激素受体与CRPC的发生以及治疗都有着很重要的联系。因此, 深入研究雄激素受体的转录调控对于开发新的前列腺癌治疗药物以及指导临床进行个体化治疗都十分重要。本项目主要集中研究雄激素受体自身甲基化修饰对其转录活性的调控。本项目通过只富集细胞核内的雄激素受体结合质谱鉴定核内雄激素受体发生的自身甲基化位点。经过多次实验，鉴定并验证了雄激素受体 7个未被报道的甲基化位点。利用定点突变的方法，分别利用转录活性实验以及置换内源雄激素受体的办法研究这些位点的甲基化突变对于雄激素受体转录活性的影响。经过研究，发现K222，K639，K659，K823等位点对于雄激素受体的转录活性影响较小。K313和K318两个位点同时甲基化可以显著降低雄激素受体的转录活性。进一步研究发现甲基转移酶SET9 和SMYD1通过调节K313和K318的甲基化水平，协同调节雄激素受体的转录活性。对于此位点的去甲基化酶经过初步验证排除为LSD1。为明确K313/318位点甲基化影响雄激素受体的分子机制，本项目利用体外合成甲基化短肽亲和沉淀结合定量蛋白质组学的方法，找到CHD7作为甲基化肽段与野生型肽段差异结合分子，介导不同状态雄激素受体的转录活性。本研究的结果在分子层面揭示了雄激素受体被甲基化翻译后修饰调控的机制；为指导临床应用相关甲基化转移酶特异性抑制剂以及与去势联合治疗前列腺癌提供了重要的理论依据以及实验室数据支撑。