【摘 要】
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癌症的形成与演进往往伴随着癌基因的扩增。最近的研究显示,癌基因的扩增不但发生在染色体上,还能够通过染色体外的环状DNA（ec DNA）来实现,这为癌症的研究打开了新的大门。维生素D是一种内源性天然分子,已有临床数据表明其对多种癌症具有预防和治疗的作用,但机制尚不清楚。本研究在3种肝癌细胞系（PLC-PRF-5、SK-Hep1、Hep3B）中,通过经典的检测ec DNA含量的中期染色体检查法,结合e
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癌症的形成与演进往往伴随着癌基因的扩增。最近的研究显示,癌基因的扩增不但发生在染色体上,还能够通过染色体外的环状DNA（ec DNA）来实现,这为癌症的研究打开了新的大门。维生素D是一种内源性天然分子,已有临床数据表明其对多种癌症具有预防和治疗的作用,但机制尚不清楚。本研究在3种肝癌细胞系（PLC-PRF-5、SK-Hep1、Hep3B）中,通过经典的检测ec DNA含量的中期染色体检查法,结合ec Seg算法进行分析,证明了维生素D能够减少肝细胞癌（HCC）中的ec DNA。为了进一步研究维生素D降解的ec DNA是否与HCC的恶性演进存在关联,本研究通过提取纯化HCC细胞系中的ec DNA进行测序,结合生物信息学分析,发现维生素D能够显著下调HCC细胞中导致肝癌恶性演进的ec DNA,我们选取了下调程度高且circle score排名靠前的3个基因,通过DNA FISH进一步研究其在中期染色体水平以及细胞水平的变化情况,发现维生素D能够显著减少这3个基因的ec DNA含量,同时也显著下调它们的m RNA和蛋白表达水平。通过m RNA测序分析,本研究发现维生素D下调的基因参与HCC的恶性演进,且大部分下调的基因与ec DNA的测序结果存在一致性。通过进一步的生化研究,结合3种小鼠肝细胞癌研究模型,包括BALB/cNude皮下移植瘤模型,H22-luc肝原位移植瘤模型,DEN诱导肝癌模型,本研究发现维生素D能够抑制HCC细胞的迁移和侵袭能力,并在体内抑制肿瘤的生长和形成。紧接着本研究对维生素D抗肿瘤的作用机制进行研究,发现维生素D能够促进维生素D结合蛋白（DBP,也称为GC）入核,GC入核后与核酸内切酶DNase1L3及去泛素化酶USP25形成复合体,使DNase1L3免受泛素-蛋白酶体途径降解,因此上调了DNase1L3的蛋白水平。本课题对DNase1L3的体内外功能进行研究,发现DNase1L3在HCC细胞中发挥直接降解ec DNA的功能,从而抑制HCC细胞的迁移和侵袭,并在体内抑制了肿瘤的生长。本研究将ec DNA作为潜在的HCC治疗靶点,阐述了维生素D通过促进GC入核上调HCC中的DNase1L3蛋白水平,发现DNase1L3能够直接降解HCC中的ec DNA,从而抑制了HCC的恶性演进。本研究进一步揭示了维生素D抑制HCC的具体分子机制,同时,DNase1L3的发现为HCC的治疗提供了新视角。
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