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研究背景:甲状腺癌是我国发病率最高的恶性肿瘤之一。甲状腺乳头状癌（Papillary thyroid carcinoma,PTC）是最常见的甲状腺癌病理类型。表观遗传改变在PTC的发生发展中发挥了重要作用。转录因子（transcription factor）是一类通过与启动子和/或增强子等顺式作用元件结合,从而在基因转录调控中发挥关键主要的蛋白质分子。转录因子对靶基因的调控异常可导致恶性肿瘤发生及进展。因此,确定肿瘤中关键转录因子及其调控的靶基因和信号通路对于阐明肿瘤恶变机制尤为重要。超级增强子（Super Enhancer）是一类具有转录增强活性的增强子大簇。超级增强子可富集高密度的核心转录因子（Master transcription factors）、辅因子（Cofactor）及增强子表观修饰标记（Histone modification markers）等,在细胞分化、生长、发育等生理过程和恶性肿瘤等病理过程中扮演了重要角色。超级增强子所富集的核心转录因子通常以细胞类型特异性或谱系特异性的方式表达。肿瘤中,超级增强子可特异性地调控基因转录。迄今为止,PTC中的超级增强子图谱仍鲜有研究报道。长链非编码RNA（Long non-coding RNA,lncRNA）可在表观遗传水平、转录水平和转录后水平调控基因表达,影响PTC细胞恶性增殖、侵袭和转移。DNA甲基化作为真核生物中最常见的表观遗传修饰之一,对基因调控、转座子沉默及基因印记至关重要。研究表明,DNA低甲基化与活性增强子和转录因子结合显著相关。本研究通过运用增强子相关甲基化和表达相关网络算法（Enhancer Linking by Methylation/Expression Relationships,ELMER）预测及体内外功能研究,发现视黄醇X受体γ（Retinoid X Receptor γ,RXRG）为PTC的关键转录因子,揭示了 RXRG通过结合于癌基因CD44的超级增强子区和LncRNA FOXC2-AS1的启动子区,促进CD44和FOXC2-AS1基因转录及表达上调,通过上调SRC蛋白的磷酸化水平,激活了下游PI3K/AKT和MAPK/ERK信号通路,促进了 PTC疾病进展。研究方法与结果:1)运用ELMER算法预测PTC中关键转录因子RXRG,发现其在PTC组织中显著高表达:通过分析TCGA数据库中PTC组织甲基化和RNA-seq数据,利用ELMER算法预测出包括RXRG在内的8个PTC关键转录因子,RXRG在PTC癌组织中表达显著高于正常组织。2)RXRG显著促进PTC增殖、侵袭和转移:细胞功能实验结果显示,沉默RXRG后PTC细胞增殖、克隆形成和侵袭转移等恶性表型受到显著抑制;而在PTC细胞中过表达RXRG显著促进了 PTC细胞恶性表型。体内裸鼠实验也同样证实RXRG可以促进PTC细胞增殖和远处转移。3)RXRG结合于CD44基因的超级增强子区,促进CD44转录和表达上调:通过整合分析 PTC 细胞 RNA-seq、H3K27ac ChIP-seq、ATAC-seq 和 RXRG ChIP-seq 数据,我们发现转录因子RXRG可结合于CD44基因的超级增强子区,显著促进其转录及表达上调,进而激活其下游的PI3K/AKT和MAPK/ERK信号通路。4)RXRG结合于lncRNA FOXC2-AS1基因的启动子区,上调FOXC2-AS1表达:通过分析 PTC 细胞 RNA-seq、ATAC-seq 和 RXRG ChIP-seq 数据并通过 RT-qPCR 和ChIP-qPCR验证,我们发现转录因子RXRG通过与FOXC2-AS 1基因的启动子区结合,促进其转录。5)LncRNAFOXC2-AS1可显著促进PTC恶性表型:细胞功能实验结果显示,沉默FOXC2-AS1表达后PTC细胞增殖、克隆形成和侵袭转移等恶性表型受到显著抑制;在PTC细胞中过表达FOXC2-AS1显著增强PTC细胞恶性表型。6)LncRNAFOXC2-AS1通过与PYK2蛋白结合,进而促进PYK2与SRC结合,上调SRC的磷酸化水平:RNAPull-down和RIP实验证实PTC细胞中lncRNAFOXC2-AS1可以与PYK2蛋白结合,而CoIP实验证实FOXC2-AS1可以促进PYK2与SRC的结合并促进二者的磷酸化,进而激活PI3K/AKT和MAPK/EKR信号通路。研究结论:本研究首次揭示了 RXRG是PTC的关键转录因子,其在PTC组织中显著高表达,并可促进肿瘤增殖、侵袭和转移。RXRG通过与CD44基因超级增强子区结合促进其转录,进而激活PI3K/AKT和MAPK/ERK信号通路;同时,RXRG还可以促进癌基因FOXC2-AS1的表达,lncRNAFOXC2-AS1通过与PYK2蛋白结合,上调SRC蛋白的磷酸化水平,进而激活PI3K/AKT和MAPK/ERK信号通路。