吉林大學用CRISPR解析致癌miRNA
日期：2016-08-10 09:03:25
正常印跡的胰島素樣生長因子-II（IGF2）基因，在多種人類惡性腫瘤中是異常表達的，但這種異常調節背后的機制仍然不清楚。最近，來自吉林大學附屬第一醫院和斯坦福大學醫學院的研究人員，在國際著名學術期刊《Oncotarget》發表題為“CRISPR Cas9-guided chromatin immunoprecipitation identifies miR483 as an epigenetic modulator of IGF2 imprinting in tumors”的學術成果。這項研究利用CRISPR Cas9介導的染色質免疫沉淀法，確定了miR483在IGF基因表達調控中起的一個新作用。吉林大學附屬第一醫院腫瘤中心的胡繼繁教授和李薇教授、以及斯坦福大學醫學院的Andrew R. Hoffman，是本文共同通訊作者。
胰島素樣生長因子II（IGF-II），是一種可促進生長和代謝作用的胎兒分裂素，在多種人類惡性腫瘤中是異常調節的。通過結合1型胰島素樣生長因子受體（IGF1R），IGF-II可通過自分泌、旁分泌和內分泌的途徑，促進腫瘤生長。通過刺激MAPK和/或PI3-K/Akt信號通路，IGF-II可引起細胞凋亡減少，增加細胞增殖和耐藥性。因此，IGF1R已經被研究作發展為腫瘤特異性基因治療的一個靶標。
IGF-II的編碼基因IGF2是一個母系印跡基因，位于染色體11p15。在出生后，四個啟動子調節著IGF2基因的表達；啟動子P1指導著雙等位基因的表達，而啟動子P2-P4在大多數組織中（除了腦）刺激IGF2的單等位基因表達。位于染色體11p15.5上的IGF2和H19之間的印記控制區（ICR）中的等位基因特異性表觀遺傳修飾，調控著單等位基因的表達。IGF2印跡缺失（LOI）與IGF2的雙等位基因表達，是人類多種腫瘤與腫瘤干細胞的標志，尤其是兒童腫瘤。LOI已知可引起細胞增殖加快，并增加IGF1R信號通路的敏感性。
但是，關于“在具有IGF2 LOI的腫瘤中，正常抑制的母系IGF2等位基因激活的根本分子機制”，我們仍然知之甚少。關于“在ICR中的表觀遺傳修飾”的報道也是不一致的，IGF2啟動子區中的表觀遺傳學調節因子，一直都沒有得以廣泛的研究。
因此，該研究小組決定找出調節IGF2基因表達的IGF2啟動子中的分子組件。CRISPR-Cas9系統已被用于特定基因的基因組編輯。當與轉錄抑制因子或增強子融合時，gRNA引導的酶可以用于調節基因啟動子的活性。研究人員利用最近其實驗室開發的CRISPR Cas9引導染色質免疫共沉淀（CasIP）（未發表），來釣取IGF2啟動子復合物，并將miR483確定為一個分子，可與IGF2啟動子相互作用，并參與IGF2印跡的調控。
在去年10月份，該研究小組還取得了一項重要突破，他們利用一種工程設計的CRISPR Csy4 RNA內切核糖核酸酶，來抑制HIV-1病毒感染。相關研究結果發表在國際學術期刊《PLOS ONE》。
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