中山大学甲基化研究揭示鼻咽癌治疗新靶点

　　

研究背景

在中国华南地区，鼻咽癌有较高的发病率。目前，鼻咽癌病人的治疗方案主要取决于病人的TNM分期。但是，约30%的鼻咽癌病人虽然处于相同的TNM分期，采用相同的治疗方案，其结果也不尽相同。表观层面的改变对于肿瘤起始和发展，发挥着重要的作用。目前，在鼻咽癌转移发生过程中表观的改变并不清楚，也没有预测模型精确的筛选出高转移风险的鼻咽癌病人。中山大学附属肿瘤医院的科学工作者，采用甲基化芯片在全基因组范围内鉴定了鼻咽癌病人特异的转录因子HOPX。该研究为鼻咽癌诊断提供了新的生物标记，为鼻咽癌的治疗提供了新的靶点。

研究思路

                      
研究结果

1. 鼻咽癌细胞中HOPX启动子区域高甲基化
研究者通过比较24例正常与24例鼻咽癌组织450K甲基化芯片（该服务由伯豪生物提供）结果，发现344个转录因子的1984个CpG位点甲基化有显著差异。分级聚类分析后，发现HOPX（cg21899596）在鼻咽癌中甲基化差异最为显著。随后，在8例正常与8例鼻咽癌患者中进行了焦磷酸测序验证。这一结果同样在鼻咽癌细胞系中得到了进一步证实。

 
2. 鼻咽癌中HOPX表达下调是由于启动子区高甲基化
在鼻咽癌组织和细胞系中，通过real-time PCR检测发现HOPX的表达显著低于正常组织和细胞。改变HOPX启动子区甲基化状态后，HOPX的表达显著升高。

 
3. HOPX在体外抑制鼻咽癌细胞系迁移和侵袭
在鼻咽癌细胞系中过表达HOPX后，鼻咽癌细胞的迁移和侵袭被显著的抑制，而细胞的生长并没有被影响。

 

4. HOPX抑制鼻咽癌细胞的EMT过程
在N2-Tert,，NP69 和SH cells敲低HOPX后，细胞形态发生显著变化。SUNE1细胞系中过表达HOPX后，检测发现ECADHERIN显著上调。

 
5. 鼻咽癌细胞中HOPX抑制SNAIL转录
由于EMT-TFs在EMT过程中起着重要的角色，研究者检测了HOPX表达改变后已知的EMT-TFs调节者（SNAIL,SLUG, ZEB1, ZEB2, TWIST1 和 FOXC2）的变化。HOPX表达量改变后，只有SNAIL有显著的变化。研究发现，HOPX可以与SNAIL的启动子区结合。

 
6. HOPX通过募集HDAC2抑制SNAIL的转录
免疫共沉淀研究发现，在生理状态下HDAC2与HOPX结合。HOPX与HDAC2结合后，更多的HDAC2募集在SNAIL的启动子区，抑制SNAIL的转录。

7. HOPX抑制SNAIL转录是SRF依赖的
通过检测SNAIL结合HOPX的启动子区序列，发现了一个血清效应因子应答元件SRF。在之前的研究中，发现SRF可以与HOPX结合。在鼻咽癌细胞系CNE2和SUNE1细胞系中，过表达SRF显著提高了SNAIL转录并降低了ECADHERIN的转录。CoIP实验验证了在生理状态下HOPX与SRF的结合。HOPX在SRE突变的体系中，并不能影响SNAIL的转录。HOPX与SRF共表达的情况下，能够显著抑制SNAIL的转录。因此，HOPX通过募集HDAC2抑制SRF依赖的SNAIL转录。

 
8. 恢复SNAIL的表达能够抵消HOPX对鼻咽癌细胞迁移和侵袭的抑制
在鼻咽癌细胞中过表达SNAIL后，显著的削弱了HOPX对鼻咽癌细胞的迁移和侵袭的抑制，而且ECADHERIN的表达降低，VIMENTIN的表达升高。

 
9. 在活体动物体内HOPX抑制鼻咽癌细胞的恶性进程
在小鼠腹股沟淋巴结转移模型内，过表达HOPX抑制鼻咽癌细胞的转移。免疫组化结果也证实在动物体内和临床组织内，HOPX抑制SNAIL的表达，进而抑制鼻咽癌的恶性进程。

 
10. HOPX增加鼻咽癌细胞对顺铂的敏感性
在小鼠移植瘤模型内，HOPX过表达显著提高了顺铂对肿瘤的抑制作用。

 
11. HOPX的甲基化程度与鼻咽癌病人的生存率密切相关
为了检测HOPX的甲基化是否与鼻咽癌病人的临床生存率相关，研究者采用焦磷酸测序检测了443例鼻咽癌病人的组织。在训练组中72.5%（185/255）HOPX高甲基化。在验证组中，59%的鼻咽癌病人HOPX高甲基化并伴随着较短的生存期。

 
研究结论

鼻咽癌病人中HOPX启动子区高甲基化导致的其表达量降低，促进了鼻咽癌细胞的迁移和侵袭。这一生物学进程是由于HOPX在生物体内与HDAC2结合，能够抑制SRF依赖的SNAIL的转录。HOPX的甲基化程度与临床鼻咽癌病人的生存率高度相关。这一研究结果为鼻咽癌病人的恶性诊断提供了重要依据，丰富了鼻咽癌的治疗靶点。

原文出处：
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.