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Rap1是一种小分子GTP结合蛋白,它对于肿瘤细胞的极性、粘附和迁移能力都有重要调节作用。SIPA1是Rap1的GTP水解蛋白,它催化活性形式Rap1GTP水解变为失活形式的Rap1GDP。已报道SIPA1在乳腺癌、结肠癌和前列腺等肿瘤中都异常高表达,而且SIPA1的高表达会促进肿瘤细胞的转移。然而关于SIPA1为何在肿瘤中异常表达,以及SIPA1是如何影响肿瘤转移的机制并不清楚。DNA甲基化是一种调控基因转录的表观修饰。DNA甲基化异常是肿瘤细胞区别与正常细胞的标志之一。在肿瘤进程中,抑癌基因的异常高甲基化会造成其表达沉默,而癌基因的异常低甲基化则激活其表达。DNA甲基化异常的发生要早于肿瘤的初始形成,而且在肿瘤的转移恶化进程中DNA甲基化也是动态变化的。在肿瘤转移进程中CDH1基因的异常高甲基化,会导致E-cadherin的表达沉默,进而通过下游信号通路的变化介导上皮间质转换的发生。在本研究中,我们首先从DNA甲基化的角度,分析了在肿瘤细胞中Sipa1失调的机理。通过检测了不同类型肿瘤细胞(乳腺癌、结肠癌、前列腺癌和脑胶质瘤)中的SIPA1的表达,发现在转移性强的肿瘤细胞中SIPA1表达普遍偏高。进而通过甲基化特异性PCR,发现在细胞中Sipa1启动子区的CpG岛的甲基化程度与SIPA1的蛋白水平呈负相关。对MDA-MB-361、Caco2细胞进行药物处理,发现甲基化抑制剂5-Aza-CdR和去乙酰化抑制剂TSA均能提升SIPA1的表达,而且SIPA的表达水平与5-Aza-dC的浓度呈依赖性。更为重要的是,体外甲基化荧光素酶报告基因实验证明:Sipa1启动子区的CpG岛对于整个启动子的转录活性十分关键;当CpG岛被甲基化时,Sipa1启动子的转录活性明显下降。本研究还发现在乳腺癌细胞中SIPA1的高表达会抑制E-cadherin的表达,进而影响肿瘤细胞的上皮间质转换进程。首先我们构建了干扰SIPA1表达的231-sh-Sipa1细胞系,发现在该细胞系中E-cadherin表达被激活,vimentin表达则明显下降;而在MCF7细胞过表达SIPA1,E-cadherin表达则下降。我们还研究了乳腺癌中SIPA1调控E-cadherin表达的机制。发现在MDA-MB-231细胞中,CDH1基因的呈中度甲基化;而在231-sh-Sipa1细胞系中,CDH1基因的甲基化水平则偏低。这说明干扰SIPA1的表达,会降低CDH1的甲基化水平。在MCF7细胞中的反向过表达SIPA1,CDH1基因的甲基化水平则升高。以上实验表明,在乳腺癌细胞中,SIPA1的异常高表达会提高CDH1基因的甲基化水平,进而导致E-cadherin的表达沉默。