SIRT1調(diào)節(jié)EZH2的表達并且影響PcG對靶基因SATB1的轉(zhuǎn)錄調(diào)控.pdf

1、Polycomb group(PcG)家族是在進化上從果蠅到人都十分保守的蛋白家族,因其在發(fā)育等過程中的重要作用而被廣泛研究。PcG家族對于發(fā)育過程中體軸的形成,神經(jīng)生成和造血生成都至關(guān)重要,而在哺乳動物的干細胞中研究證實PcG家族參與維持干細胞的多能性狀態(tài)。在哺乳動物小鼠和人的胚胎來源的細胞中進行的大規(guī)模芯片篩查發(fā)現(xiàn)了上千個PcG家族蛋白的下游基因,包括發(fā)育過程中上游的轉(zhuǎn)錄因子和一些重要的細胞信號通路分子。已有的研究表明,PcG對下游

2、基因的作用是基于其對組蛋白進行的修飾導(dǎo)致的染色質(zhì)高級結(jié)構(gòu)的改變,從而維持基因的沉默狀態(tài)。PcG家族中唯一具有組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶活性的分子是EZH2,它與EED、Suz12共同組成PRC2復(fù)合物,特異性修飾H3K27。
　　 SIRT1(Sirtuin1)是人類的Ⅲ類組蛋白去乙?；?催化作用為NAD+依賴。研究表明,哺乳動物中,SIRT1在能量限制和其它的刺激作用下,可以增加基因組的穩(wěn)定性,協(xié)調(diào)細胞對刺激的反應(yīng),增加能量產(chǎn)生和利用

3、,促進細胞的修復(fù)和防御,延長細胞的生存時間。SIRT1可以與多種重要的轉(zhuǎn)錄因子和轉(zhuǎn)錄輔助因子相互作用實現(xiàn)其功能的,這些轉(zhuǎn)錄因子包括MyoD、p300、PGC-1α、PPARγ、NF-κB、Ku70、p53及FOXO等。SIRT1還被報道和HIC1相互作用而結(jié)合在基因的啟動子區(qū),而形成對SIRT1自身轉(zhuǎn)錄的負調(diào)控。此外,在果蠅和人類的癌細胞中都發(fā)現(xiàn)了SIRT1和EZH2之間的間接結(jié)合,而這種結(jié)合可能會影響PcG對組蛋白底物的偏好性。那么S

4、IRT1是否可以通過其他的途徑影響PcG的功能呢?
　　 我們利用RNA干擾技術(shù),在細胞中敲低SIRT1的表達水平,進而檢測EZH2及其下游靶基因的表達水平。SATB1是在文獻芯片數(shù)據(jù)報道的PcG的下游基因,我們在實驗中進一步驗證了SATB1是EZH2的直接下游。因此我們選擇了經(jīng)典的EZH2靶基因HoxA9和本研究中通過實驗確證的靶基因SATB1作為檢測對象。除檢測轉(zhuǎn)錄水平外,我們還通過染色質(zhì)免疫沉淀檢測了SATB1和HoxA9

5、上特異的組蛋白修飾以及修飾酶的結(jié)合狀態(tài)。結(jié)果顯示,SIRT1干擾的細胞中,EZH2蛋白水平升高,而SATB1和HoxA9轉(zhuǎn)錄水平降低,同時伴隨著H3K27me3和EZH2在啟動子區(qū)富集的增加。同時,我們也檢測了SATB1和HoxA9啟動子區(qū)SIRT1特異的組蛋白底物H4K16Ac的修飾狀態(tài)以及SIRT1蛋白的結(jié)合,結(jié)果顯示,H4K16Ac基本沒有變化,同時我們也沒有檢測到SIRT1在這兩個啟動子的結(jié)合。表明Sirt1對SATB1和Hox

6、A9的調(diào)控作用不是直接的,而是與其對EZH2表達的影響密切相關(guān)。進一步對機制的探討顯示,SIRT1干擾的細胞中,EZH2并沒有發(fā)生轉(zhuǎn)錄水平的改變,而是增加了EZH2蛋白的穩(wěn)定性。
　　 綜上所述,我們首先用實驗確證了SATB1在HeLa細胞中是EZH2的直接下游基因,然后我們發(fā)現(xiàn)在SIRT1干擾的細胞中,EZH2蛋白穩(wěn)定性上升,以及PcG對下游底物SATB1和HoxA9抑制作用增強,而這種作用的增強不受到SIRT1組蛋白去乙?；?/p>