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食管鳞癌特异性TP63超级增强子元件的功能及形成机制研究

批准号:
32100476
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
蒋远
学科分类:
表观遗传调控
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
蒋远

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
超级增强子是由多个相邻增强子组成的一个大簇顺式调控元件,在多种癌症类型中介导了癌症的转录失调。食管鳞状细胞癌(以下简称“食管鳞癌”)是中国地区高发的最具侵袭性恶性肿瘤之一,目前仍缺乏有效的靶向治疗药物。文献和我们的研究表明TP63是食管鳞癌的核心转录因子,通过超级增强子调控下游多个癌基因的表达而维持食管鳞癌的多种恶性表型;同时TP63的表达也受自身超级增强子的调控。然而,食管鳞癌特异性的TP63超级增强子功能元件是什么及其形成机制均不清楚。本项目拟在我们前期研究和预实验的基础上,进一步明确食管鳞癌特异性的TP63超级增强子功能元件,阐明其形成机制,并揭示TP63超级增强子功能元件eRNA表达的临床意义。本项目的研究将为破译食管鳞癌中TP63的精确调控奠定强有力的理论基础,为食管鳞癌的临床诊治提供新型候选分子标志物和潜在药物靶点。
英文摘要
Super-enhancers (SEs) are large clusters of genomic regulatory elements. SEs promote transcription dysregulation across various kinds of human cancers in a cancer-type-specific manner. Esophageal squamous cell carcinoma (ESCC) is an aggressive malignancy. Researchers’ and our previous work have established the fundamental role of TP63 in promoting ESCC development by regulating the expression of several oncogene through SEs in an ESCC-specific manner including TP63 itself. However, issues about which SE elements of TP63 exist only in ESCC cancer cells but not normal cells, whether they are functional SE elements in mediating transcription of TP63 and tumor progression, and mechanism of SE’s formation are still unappreciated. Based on our previous findings and preliminary data, this study will identify ESCC-specific functional enhancers of TP63; decipher the mechanism of those ESCC-specific SEs; and reveal clinical significance of the expression of TP63 functional enhancers (eRNA level). Our findings have far­reaching implications in understanding of the precise regulation of TP63 in ESCC and be of utmost significance to all those scientists working in the field of squamous malignancies. These advances will provide novel candidate molecular markers and potential targets for clinical diagnosis and treatment of ESCC.
超级增强子是由多个相邻增强子组成的一个大簇顺式调控元件,在多种癌症类型中介导了癌症的转录失调。食管鳞状细胞癌(以下简称“食管鳞癌”)是中国地区高发的最具侵袭性恶性肿瘤之一,文献和我们以往的研究基础表明TP63是食管鳞癌中高拷贝扩增的核心转录因子,通过超级增强子调控下游上百个癌基因包括TP63的表达。然而,驱动TP63表达的特异性超级增强子功能元件及其形成机制均不清楚。本研究中,我们首先通过CRISPR/Cas9基因编辑删除TP63超级增强子元件,发现e2、e7和e8是促进TP63表达和细胞生长必不可少的功能性超级增强子元件。进一步通过双荧光素酶报告实验,我们证明了TP63超级增强子功能元件e2、e7和e8组合具有更强的转录激活活性,说明超级增强子各功能性元件具有协同效应。通过配对组织的eRNA表达检测和物种的保守性分析,我们推测e2可能是食管鳞癌的特异性增强子调控元件,与e7和e8共同组成驱动食管鳞癌的发展。同时,来自17对食管鳞癌患者的配对组织、3个细胞系的全基因组测序分析显示,TP63基因自身和e2存在局部扩增现象,且这一现象已通过DNA荧光原位杂交实验进行证实,说明局部扩增是TP63超级增强子形成的主要机制。同时,在对TP63影响的免疫微环境研究中,我们还发现TP63与STAT1相互抑制,而这种相互抑制作用正是通过TP63的超级增强子元件e8和STAT1的启动子/增强子来实现的。除此之外,为有效利用临床样本,我们已成功构建了小鼠或患者来源的正常食管以及食管鳞癌类器官培养体系,将用于研究肿瘤免疫响应。本项目的研究为食管鳞癌TP63的精确调控奠定了基础,为新型分子标志物的挖掘提供了新的思路。
超级增强子关联癌基因ALDH3A1促进食管癌细胞抵抗铁死亡的作用机制研究
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