目的:流行病学研究发现,轮换班工作的女性发生乳腺癌的风险显著升高,其分子机制涉及多种生物钟基因及其蛋白所组成的转录-翻译反馈环路对昼夜节律调节的功能异常。前期的病例对照研究和体外细胞学实验证实,作为昼夜节律负反馈环路重要组成部分的生物钟基因隐花色素-2(cryptochrome-2,CRY2)的遗传变异、表达水平与乳腺癌的发生密切相关。本研究拟探讨CRY2基因与乳腺癌进展和预后的关联及其表观遗传学机制。方法:通过检索Oncomine数据库和GOBO数据库,分析CRY2表达水平与乳腺癌患者临床参数之间的关联。采用shRNA慢病毒载体构建CRY2敲除的MCF-7乳腺癌稳转细胞系,采用Illumina Infinium HumanMethylation450K芯片检测CRY2敲除前后基因组甲基化水平的改变,采用生物通路分析(Ingenuity Pathway Analysis,IPA)探讨差异甲基化基因所在的生物学功能通路。结果:研究发现,与癌旁非肿瘤组织和正常人群的乳腺组织相比,乳腺癌组织中CRY2的表达水平明显降低(P<0.001,fold change≥|2|),且CRY2的表达水平与肿瘤的类型(P<0.0001)、等级(P<0.0001)、ER阴性(P<0.0001)、乳腺癌患者的生存时间(HR=1.44,95%CI:1.09~1.91)相关。沉默CRY2基因的表达后进行甲基化芯片检测的结果提示,总共1245个CpG位点发生了甲基化改变(Bonferroni校正P<0.01),其中,515个CpG位点的甲基化水平升高,730个CpG位点甲基化水平降低。进一步对差异甲基化位点所在基因进行生物通路分析发现,与差异甲基化基因最为相关的疾病为恶性肿瘤、炎症性疾病和结缔组织功能障碍,最为相关的生物学通路为免疫反应、细胞间信号传导、细胞死亡和生存的异常等。结论:本研究结果提示,CRY2基因与乳腺癌的进展和预后相关,沉默CRY2后可引起表观遗传学调控紊乱,涉及恶性肿瘤相关的多个通路基因的甲基化改变。