Hopx甲基化通過激活SNAIL轉(zhuǎn)錄而促進鼻咽癌細胞的遷移
《Nature Communications》甲基化研究揭示鼻咽癌治療新靶點
研究背景
在中國華南地區(qū)，鼻咽癌有較高的發(fā)病率。目前，鼻咽癌病人的治療方案主要取決于病人的TNM分期。但是，約30%的鼻咽癌病人雖然處于相同的TNM分期，采用相同的治療方案，其結(jié)果也不盡相同。表觀層面的改變對于腫瘤起始和發(fā)展，發(fā)揮著重要的作用。目前，在鼻咽癌轉(zhuǎn)移發(fā)生過程中表觀的改變并不清楚，也沒有預(yù)測模型精確的篩選出高轉(zhuǎn)移風(fēng)險的鼻咽癌病人。中山大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院的科學(xué)工作者，采用甲基化芯片在全基因組范圍內(nèi)鑒定了鼻咽癌病人特異的轉(zhuǎn)錄因子HOPX。該研究為鼻咽癌診斷提供了新的生物標記，為鼻咽癌的治療提供了新的靶點。
研究思路
研究結(jié)果
1、鼻咽癌細胞中HOPX啟動子區(qū)域高甲基化
研究者通過比較24例正常與24例鼻咽癌組織450K甲基化芯片（該服務(wù)由伯豪生物提供）結(jié)果，發(fā)現(xiàn)344個轉(zhuǎn)錄因子的1984個CpG位點甲基化有顯著差異。分級聚類分析后，發(fā)現(xiàn)HOPX（cg21899596）在鼻咽癌中甲基化差異最為顯著。隨后，在8例正常與8例鼻咽癌患者中進行了焦磷酸測序驗證。這一結(jié)果同樣在鼻咽癌細胞系中得到了進一步證實。
2、鼻咽癌中HOPX表達下調(diào)是由于啟動子區(qū)高甲基化
在鼻咽癌組織和細胞系中，通過real-time PCR檢測發(fā)現(xiàn)HOPX的表達顯著低于正常組織和細胞。改變HOPX啟動子區(qū)甲基化狀態(tài)后，HOPX的表達顯著升高。
3、HOPX在體外抑制鼻咽癌細胞系遷移和侵襲
在鼻咽癌細胞系中過表達HOPX后，鼻咽癌細胞的遷移和侵襲被顯著的抑制，而細胞的生長并沒有被影響。
4、HOPX抑制鼻咽癌細胞的EMT過程
在N2-Tert,，NP69 和SH cells敲低HOPX后，細胞形態(tài)發(fā)生顯著變化。SUNE1細胞系中過表達HOPX后，檢測發(fā)現(xiàn)ECADHERIN顯著上調(diào)。
5、鼻咽癌細胞中HOPX抑制SNAIL轉(zhuǎn)錄
由于EMT-TFs在EMT過程中起著重要的角色，研究者檢測了HOPX表達改變后已知的EMT-TFs調(diào)節(jié)者（SNAIL,SLUG, ZEB1, ZEB2, TWIST1 和 FOXC2）的變化。HOPX表達量改變后，只有SNAIL有顯著的變化。研究發(fā)現(xiàn)，HOPX可以與SNAIL的啟動子區(qū)結(jié)合。
6、HOPX通過募集HDAC2抑制SNAIL的轉(zhuǎn)錄
免疫共沉淀研究發(fā)現(xiàn)，在生理狀態(tài)下HDAC2與HOPX結(jié)合。HOPX與HDAC2結(jié)合后，更多的HDAC2募集在SNAIL的啟動子區(qū)，抑制SNAIL的轉(zhuǎn)錄。
7、HOPX抑制SNAIL轉(zhuǎn)錄是SRF依賴的
通過檢測SNAIL結(jié)合HOPX的啟動子區(qū)序列，發(fā)現(xiàn)了一個血清效應(yīng)因子應(yīng)答元件SRF。在之前的研究中，發(fā)現(xiàn)SRF可以與HOPX結(jié)合。在鼻咽癌細胞系CNE2和SUNE1細胞系中，過表達SRF顯著提高了SNAIL轉(zhuǎn)錄并降低了ECADHERIN的轉(zhuǎn)錄。CoIP實驗驗證了在生理狀態(tài)下HOPX與SRF的結(jié)合。HOPX在SRE突變的體系中，并不能影響SNAIL的轉(zhuǎn)錄。HOPX與SRF共表達的情況下，能夠顯著抑制SNAIL的轉(zhuǎn)錄。因此，HOPX通過募集HDAC2抑制SRF依賴的SNAIL轉(zhuǎn)錄。
8、恢復(fù)SNAIL的表達能夠抵消HOPX對鼻咽癌細胞遷移和侵襲的抑制
在鼻咽癌細胞中過表達SNAIL后，顯著的削弱了HOPX對鼻咽癌細胞的遷移和侵襲的抑制，而且ECADHERIN的表達降低，VIMENTIN的表達升高。
9、在活體動物體內(nèi)HOPX抑制鼻咽癌細胞的惡性進程
在小鼠腹股溝淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移模型內(nèi)，過表達HOPX抑制鼻咽癌細胞的轉(zhuǎn)移。免疫組化結(jié)果也證實在動物體內(nèi)和臨床組織內(nèi)，HOPX抑制SNAIL的表達，進而抑制鼻咽癌的惡性進程。
10、HOPX增加鼻咽癌細胞對順鉑的敏感性
在小鼠移植瘤模型內(nèi)，HOPX過表達顯著提高了順鉑對腫瘤的抑制作用。
11、HOPX的甲基化程度與鼻咽癌病人的生存率密切相關(guān)
為了檢測HOPX的甲基化是否與鼻咽癌病人的臨床生存率相關(guān)，研究者采用焦磷酸測序檢測了443例鼻咽癌病人的組織。在訓(xùn)練組中72.5%（185/255）HOPX高甲基化。在驗證組中，59%的鼻咽癌病人HOPX高甲基化并伴隨著較短的生存期。
研究結(jié)論
鼻咽癌病人中HOPX啟動子區(qū)高甲基化導(dǎo)致的其表達量降低，促進了鼻咽癌細胞的遷移和侵襲。這一生物學(xué)進程是由于HOPX在生物體內(nèi)與HDAC2結(jié)合，能夠抑制SRF依賴的SNAIL的轉(zhuǎn)錄。HOPX的甲基化程度與臨床鼻咽癌病人的生存率高度相關(guān)。這一研究結(jié)果為鼻咽癌病人的惡性診斷提供了重要依據(jù)，豐富了鼻咽癌的治療靶點。
原文出處：Ren X, Yang X, Cheng B, Chen X, Zhang T, He Q, Li B, Li Y, Tang X, Wen X, Zhong Q, Kang T, Zeng M, Liu N, Ma J. HOPX hypermethylation promotes metastasis via
activating SNAIL transcription in nasopharyngeal carcinoma. Nat Commun. 2017
