目的描绘弥漫型胃癌组织中组蛋白H3第27位赖氨酸的三甲基化(H3K27me3)修饰的全基因组分布图谱,通过鉴定H3K27me3所调控的关键靶基因,初步探究H3K27me3修饰重编程可能调控弥漫型胃癌细胞发生发展的作用机制。方法样本来源于2021-2023年在陆军特色医学中心消化内科内镜中心及手术室胃肠外科组接受检查或治疗的患者。共收集到正常组患者14例,其中男性6例,女性8例,平均年龄46岁;胃癌组患者14例,其中男性8例,女性6例,平均年龄63岁。采用染色质靶向剪切及转座酶技术(cleavage under target and tagmentation,CUT&Tag)捕获基因组H3K27me3修饰区域,分析H3K27me3修饰重编程特征。整合转录组(RNA‐Seq)测序数据、高通量染色体构象捕获技术(high‐throughput chromosome conformation capture,Hi‐C)及已发表的公共单细胞数据,分析H3K27me3修饰重编程在弥漫型胃癌细胞中所调控靶基因。结果CUT&Tag和RNA测序数据质量符合下游分析标准,正常胃黏膜组织和弥漫型胃癌组织的组蛋白H3K27me3修饰均主要分布于远端基因间区和内含子区。相较于正常组织,胃癌组织的H3K27me3修饰存在显著的重编程特征,表现为H3K27me3总体信号强度明显降低。其中缺失的2912个H3K27me3信号峰可能导致822个肿瘤相关基因的表达上调,这些基因中上调最显著(信号值强度的差异倍数≥2,P<0.05)的56个基因主要富集于哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合体1(mammalian target of rapamycin complex 1,mTORC1)信号通路,其中甲硫氨酸转运体SLC7A5和胱氨酸转运体SLC7A11在胃癌组织中的表达最高。单细胞数据提示,弥漫型胃癌组织中SLC7A11的异常高表达主要存在于肿瘤上皮细胞。利用公共数据和免疫组织化学实验进一步验证SLC7A11在弥漫型胃癌中高表达,且与胃癌患者的不良预后相关。结论组蛋白H3K27me3修饰重编程是弥漫型胃癌的重要表观遗传学特征;组蛋白H3K27me3修饰缺失可能上调肿瘤细胞SLC7A11表达,进而促进肿瘤进展。
目的绘制肠型胃癌的超级增强子重塑图谱,揭示超级增强子的肿瘤生物学功能及可能激活的下游靶基因。方法收集陆军特色医学中心消化内科2022年1-12月收治行内镜检查、治疗的患者的31例正常胃黏膜组织、23例肠型胃癌组织及9例肠型胃癌类器官进行靶向组蛋白H3K27ac修饰的染色质靶向捕获(cleavage under targets and tagmentation,CUT&Tag)测序,基于生物信息学工具描绘肠型胃癌的超级增强子重塑特征并鉴定关键靶基因;利用CRISPRi技术干预超级增强子,Western blot检测靶基因的表达,并采用CCK-8法和Transwell迁移、侵袭实验检测对照组细胞及干预组细胞的增殖、迁移、侵袭能力。结果肠型胃癌组织与正常胃黏膜组织超级增强子信号差异明显(P<0.05),癌组织中的活性超级增强子可能参与免疫系统的负向调节、细胞黏附等生物学过程;在肿瘤细胞中表达上调的细胞迁移诱导蛋白(cell migration-inducing protein,CEMIP)受到超级增强子的调控,干预超级增强子后肿瘤细胞CEMIP蛋白表达量下降(P<0.05),细胞增殖率、相对迁移面积和相对侵袭面积也随之下降(P<0.05)。结论肠型胃癌发生了超级增强子重塑,其下游靶基因CEMIP可促进癌细胞生长、迁移和侵袭。
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