侵袭和转移是影响胰腺癌预后的重要因素,而EMT与胰腺癌的侵袭转移密切相关。本课题首先在TGF-β1体外诱导胰腺癌细胞BxPC-3发生EMT的过程中,动态监测EMT相关分子mRNA和蛋白的表达以及启动子区的甲基化程度,研究EMT发生的甲基化相关机制;然后以甲基化结合域蛋白MBD1为靶点,设计合成MBD1-siRNA,靶向抑制MBD1基因的表达,检测抑制前后EMT相关分子表达和启动子区甲基化程度的改变,分析MBD1-siRNA逆转EMT的机制;最后通过体内、体外实验,观察EMT发生及逆转对胰腺癌细胞侵袭性和转移能力的影响,较全面地认识MBD1作为甲基化调控新靶点在逆转EMT中的作用,为将来进行基因治疗胰腺癌侵袭转移、改善胰腺癌预后提供理论基础和实验依据。
我们的实验结果首先证实MBD1在上皮型胰腺癌细胞株BxPC-3和SW1990中表达显著低于间质为主型的胰腺癌细胞株PANC-1与AsPC-1;同时,稳定敲除PANC-1内的MBD1基因,则间质标记分子N-cadherin 和Vimentin表达明显减少,上皮标记分子E-cadherin明显上调,而在SW1990中过表达MBD1,则显著上调间质分子Vimentin并下调E-cadherin。并且,原本具有间质型外观的胰腺癌细胞PANC-1在敲除MBD1后,细胞间变得融合成团,彼此之间连接紧密,形成类似上皮型外观。于是我们又进行了一系列体外细胞功能实验进一步证实胰腺癌细胞内MBD1的表达与增殖、运动和侵袭能力成正相关,而抑制MBD1表达,则细胞增殖、侵袭和运动潜能明显受抑制。同时,针对敲除MBD1的胰腺癌细胞进行回补实验,则能恢复其对细胞体外增殖、侵袭和运动潜能的抑制效应。深入机制探索后我们发现MBD1与组蛋白去乙酰化酶SIRT1结合紧密,并且这一结合能够被经典转录抑制因子TWIST加强,ChIP和ReChIP实验进而证实,MBD1与SIRT1功能复合体正是通过结合E-cadherin启动子区域,使其启动子局部发生异染色质化(euchromatin)从而表观调控抑制了E-cadherin转录,说明了MBD1是通过与SIRT1结合后表观抑制E-cadherin的转录从而起到诱导EMT的状态,体外细胞实验与组织标本染色也进一步验证了这一机制,相关结果已成文并发表于Current Molecular Medicine杂志(IF=5.02)。同时我们通过相关药物试验发现MBD1与胰腺癌治疗抵抗密切相关,进一步实验又发现MBD1与DNA双链断裂的标志物γH2AX结合紧密,提示MBD1聚集于DNA损伤的区域。进而我们又发现,MBD1能够与在DNA损伤修复中起募集修复因子功能的关键分子MDC1结合,并聚集到受损伤的DNA位点而引起一些DNA损伤修复因子的表达变化。提示MBD1可能是通过促进胰腺癌细胞的损伤修复从而影响其放化疗抵抗的。相关结果已经成文,并已投送至International Journal of Oncology杂志(IF=2.3)。以上这些结果进一步证实了MBD1在表观调控E-cadherin转录是胰腺癌细胞上皮间质化重要机制。