Cancer Cell首次揭示lncRNA在20種癌症中的DNA甲基化改變圖譜

2020-12-06 中國生物技術信息網

近日,匹茲堡大學楊達課題組在Cancer Cell雜誌上發表了最新研究論文,系統地揭示了20種癌症中長非編碼RNA(lncRNA)的DNA甲基化改變圖譜。

論文題為「lncRNA Epigenetic landscape analysis identifies EPIC1 as an oncogenic lncRNA that interacts with MYC and promotes cell-cycle progression in cancer」。

研究者們進一步克隆出了一個在癌症中通過啟動子去甲基化激活的促癌長非編碼RNA,並將其命名為EPIC1 (Epigenetically induced lncRNA 1)。研究發現,EPIC1的作用機制主要是通過與MYC蛋白相互作用調控MYC靶基因轉錄,從而促進腫瘤細胞的周期進程與癌症的發生。該論文的第一作者為王澤華博士和楊波博士。

長鏈非編碼RNA(lncRNA)是一類長度超過200個核苷酸的RNA分子,來自於基因組的非編碼區域, 絕大部分的lncRNA基因功能和作用機制尚不明確。近年來多項研究表明,lncRNA在許多生物學過程中起重要作用。在正常細胞中,LncRNA表達和組織特異性的主要表觀遺傳機制(包括DNA甲基化)調控。與此同時,DNA甲基化改變已被確定為腫瘤發生的重要標誌。然而,人們對lncRNA基因在癌症中的DNA甲基化改變及其在癌症中作用仍然知之甚少。

在該項研究中,研究人員通過系統地分析TCGA(The Cancer Genome Atlas)中6475個腫瘤樣品的DNA甲基化水平和基因表達數據,全面解析了癌症中受DNA甲基化調控的lncRNA,進而篩選出了1006個在各種癌症中受DNA去甲基化水平調控並高表達的lncRNA。研究者們推測,如果一些lncRNA啟動子去甲基化在腫瘤中反覆出現,它們可能對腫瘤的發生和發展起重要作用。事實上,在本研究鑑定的lncRNAs中,包括許多已知的與癌症相關的lncRNA,例如KCNQ1OT1,MEG3,MINCR,HOTAIR和WT1-AS等。

有趣的是,lncRNA基因甲基化分析結果表明,在癌症中改變頻率最高的卻是一個功能未知的lncRNA,研究人員把這個基因克隆出來並命名為EPIC1。對EPIC1的進一步研究發現,它在各種癌症中都高表達,並與病人預後顯著相關。在體外和動物實驗中,EPIC1均能促進腫瘤細胞的生長。作用機制上,EPIC1可以通過它的129-283 nt 區域與MYC蛋白相互作用,共同調控MYC靶基因的轉錄,從而促進腫瘤細胞周期進程。

MYC是能夠促進癌症發生和發展的重要致癌基因之一。作為致癌基因,MYC可以通過多種機制在癌細胞中被激活。染色體重排被認為是MYC最常見的激活方式。其他MYC激活機制包括轉錄調控,mRNA的穩定性和蛋白質水平調控。然而,關於lncRNA是否能夠激活MYC尤其是MYC轉錄功能的信息還未見報導。EPIC1是目前已知的能通過與MYC相互作用來調控其轉錄功能的唯一一個促癌長鏈非編碼RNA。

這一研究發現拓展了人們對MYC激活癌症發生機制的認識,並為靶向MYC的癌症治療研發提供了新的方向。同時,這項研究還通過生物信息學分析在20種癌症中建立了健全的lncRNA甲基化改變圖譜,為日後研究這些功能未知的lncRNA基因鋪平了道路。

相關焦點

  • 首次揭示lncRNA在20種癌症中的DNA甲基化改變圖譜
    近日,匹茲堡大學楊達課題組在Cancer Cell雜誌上發表了最新研究論文,系統地揭示了20種癌症中長非編碼RNA(lncRNA)的DNA甲基化改變圖譜。論文題為「lncRNA Epigenetic landscape analysis identifies EPIC1 as an oncogenic lncRNA that interacts with MYC and promotes cell-cycle progression in cancer」。
  • Cell & NEJM:全球癌症基因組圖譜計劃又一研究突破 闡明致死性腎癌...
    來自從事癌症基因組圖譜(The Cancer Genome Atlas)研究計劃的科學家通過進行研究,對第二種常見類型的腎癌的兩種類型進行了分子特性的分析,並且對這種常見類型的腎癌進行了不同的分類。每年乳頭狀腎細胞癌 (Papillary renal cell carcinoma)在常見腎癌中的發病率就佔到了15%至20%,長期以來這種腎癌被分為1型和2型,但研究者對於引發乳頭狀腎細胞癌發生的遺傳和分子原因知之甚少,而正因為此也一直沒有有效的療法來幫助治療乳頭狀腎細胞癌。
  • 美國科學家發現引發癌症的關鍵——DNA甲基化不平衡的特定位點
    近日,美國的研究人員通過DNA修飾測序,發現了引發癌症和其他疾病的關鍵:DNA甲基化不平衡的特定位點。在全基因組掃描中,我們往往很難定位與癌症關係最密切的基因變異。近日,美國科學家研究發現,通過放大多個正常組織和癌症組織中與DNA甲基化失衡相關的關鍵基因位點,能夠在更廣泛的統計信號下發現引發癌症的新線索。
  • 科學家闡述血液中細胞特異性的DNA甲基化改變
    近期,中國科學院上海營養與健康研究所(中國科學院-馬克斯·普朗克科學促進學會計算生物學夥伴研究所)研究員Andrew Teschendorff課題組與研究員汪思佳課題組合作,在Nature Communications上,在線發表題為A cell-type deconvolution meta-analysis of whole blood EWAS reveals
  • 研究闡述血液中細胞特異性的DNA甲基化改變
    近期,中國科學院上海營養與健康研究所(中國科學院-馬克斯·普朗克科學促進學會計算生物學夥伴研究所)研究員Andrew Teschendorff課題組與研究員汪思佳課題組合作,在Nature Communications上,在線發表題為A cell-type
  • Nature:基於DNA甲基化的早期癌症檢測
    ,能夠通過甲基化DNA實現癌症的早期檢測。瑪格麗特公主癌症中心的 Daniel De Carvalho 領導的研究團隊表示,目前的液體活檢方法大多利用血液中的游離 DNA(cell-free DNA)來測序體細胞突變,但由於頻發突變的數量有限,這些方法對早期癌症患者的敏感性可能偏低。
  • DNA甲基化 |「雙面間諜」或將為癌症治療帶來新思路!
    毫無疑問,胞嘧啶甲基化的缺陷與發育異常、遺傳疾病以及癌症有關。最新的一項研究中,La Jolla免疫研究所的研究人員揭示了DNA的甲基化和去甲基化之間的平衡是如何阻止基因組不穩定性,進而阻止癌症發展的。
  • 營養與健康所闡述血液中細胞特異性的DNA甲基化改變
    近期,中國科學院上海營養與健康研究所(中國科學院-馬克斯·普朗克科學促進學會計算生物學夥伴研究所)研究員Andrew Teschendorff課題組與研究員汪思佳課題組合作,在Nature Communications上,在線發表題為A cell-type deconvolution meta-analysis of whole blood EWAS reveals
  • 進展期前列腺癌DNA甲基化的研究
    進展期前列腺癌DNA甲基化的研究 作者:小柯機器人 發布時間:2020/7/15 17:26:33 美國加州大學舊金山分校Felix Y. Feng研究小組的最新研究揭示了進展期前列腺癌DNA甲基化的情況。
  • 首次證實:染色體外DNA促進了多種侵襲性腫瘤的生長,有望成為癌症...
    近日,聖地牙哥加州大學(UC)的研究人員首次證實,染色體外DNA促進了多種侵襲性腫瘤的生長,有望成為癌症治療的新靶點。人類細胞有23對染色體,但在癌症中,基因可以在染色體或環狀染色體外DNA (ecDNA)中擴增,其頻率和功能意義尚不清楚。
  • 生命學院楊雪瑞課題組通過多組學大數據分析全面闡述DNA甲基化組...
    文章使用公開資料庫癌症基因組圖譜(The Cancer Genome Atlas,TCGA)的腫瘤多組學數據,採用基於資訊理論的數據挖掘策略,首次以CpG位點解析度系統闡述了21種主要癌症中啟動子區DNA甲基化組在腫瘤基因轉錄調控網絡中的深度參與。
  • ...性癌症染色質可接近性圖譜揭示DNA-蛋白結合與癌症發生存在著關聯
    通過轉錄因子(transcription factor, TF)作用於分散在非編碼基因組中的發揮著長程影響的DNA調節元件,基因在適當的細胞類型和細胞狀態中打開和關閉。癌症基因組圖譜(The Cancer Genome Atlas, TCGA)是一個全球聯盟,旨在加速對癌症分子基礎的理解。TCGA系統性地收集了來自原發性人類癌症組織的DNA突變、甲基化、RNA表達和其他的綜合數據集。
  • Plant Cell | 首次繪製擬南芥mRNA和ncRNA的m5C甲基化圖譜
    RNA進行全轉錄組的甲基化測序,並繪製了首張擬南芥RNA的m5C甲基化圖譜。 RNA作為一種最古老而又非常重要的遺傳物質,目前已發現其存在100餘種不同的化學修飾形式,這些不同的化學修飾以甲基化為主。RNA的胞嘧啶(C)在轉錄後進行甲基化修飾形成 5-甲基胞嘧啶(m5C),植物中RNA的m5C作為一種重要的修飾具有多種重要功能,例如調控植物對於脅迫的響應、參與幹細胞增殖以及RNA代謝等。
  • 中國科學家首次構建豬脂肪和肌肉DNA甲基化圖譜
    由四川農業大學和深圳華大基因研究院主導,中、美、英、加等四國共12個單位的50多位研究人員合作完成的研究成果《豬脂肪和肌肉組織的基因組甲基化圖譜》,22日在國際著名學術雜誌《自然-通訊》上發表。
  • 北大團隊首次單細胞水平上剖析早期胚胎甲基化動態
    DNA去甲基化和從頭加甲基化的動態變化、父母本基因組差異甲基化等關鍵特徵,研究成果「Single-cell DNA Methylome Sequencing of Human Preimplantation Embryos」2017年12月19日發表在國際知名學術期刊《自然遺傳學》上。
  • 人類原發性癌症染色質可接近性圖譜揭示DNA-蛋白...
    通過轉錄因子(transcription factor, TF)作用於分散在非編碼基因組中的發揮著長程影響的DNA調節元件,基因在適當的細胞類型和細胞狀態中打開和關閉。癌症基因組圖譜(The Cancer Genome Atlas, TCGA)是一個全球聯盟,旨在加速對癌症分子基礎的理解。TCGA系統性地收集了來自原發性人類癌症組織的DNA突變、甲基化、RNA表達和其他的綜合數據集。
  • 科學家成功繪製出人類癌細胞系的轉移圖譜!
    2020年12月11日 訊 /生物谷BIOON/ --近日,一篇發表在國際雜誌Nature上題為「A metastasis map of human cancer cell lines」的研究報告中,來自美國Broad研究所等機構的科學家們通過研究成功繪製出了人類癌細胞系的轉移圖譜,相關研究結果或有望幫助闡明癌症的轉移機制並開發出有效預防癌症轉移及癌症治療的新型療法
  • Genome Research:病毒基因甲基化圖譜研究
    來自西班牙國立癌症研究中心等處的科研工作者在冷泉港出版社的Genome Research上發表文章,解析病毒的表觀遺傳學變異對癌症發生的關係,為病毒致癌理論增添了新的內容。目前,科學家們發現有15%的癌症與病毒感染有直接的關聯,比如說,子宮癌就與HPV有直接的關係。
  • DNA甲基化破壞改變造血分化
    DNA甲基化破壞改變造血分化 作者:小柯機器人 發布時間:2020/3/29 23:37:40 美國紐約基因組中心Dan A. Landau研究組近日取得一項新成果,他們的最新工作表明,DNA甲基化的破壞改變了造血分化。
  • ...Nature重磅發布迄今最全面的癌症全基因組圖譜,涉及38種癌症類型
    該大型研究揭示了大規模結構突變在癌症中所發揮的廣泛作用,在基因調控區域發現了此前未知的癌症相關突變,並推斷了多種癌症類型的腫瘤進化,闡明了體細胞突變與轉錄組之間的相互作用,同時研究了生殖系遺傳變異在調節突變過程中的作用。從獲取樣本、保護患者隱私、獲取測序數據、分析測序數據等方面來看,該研究的工作量極為龐大。