脈絡(luò)膜黑色素瘤(Uveal Melanoma，UM)是成人最常見的眼內(nèi)惡性腫瘤，惡性程度高，致盲率、致死率高。約有50%的UM患者最終會發(fā)生轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移后平均生存時間僅半年。UM發(fā)病是多基因病，由多種致病因素共同參與，如GNAQ/GNA11突變、MAPK信號通路激活、miRNA異常表達(dá)等。經(jīng)典遺傳學(xué)認(rèn)為，基因的表達(dá)和調(diào)控元件在染色體呈線性排列，然而在實際生命過程中，染色體并不以線性結(jié)構(gòu)存在，而以復(fù)雜的三維空間結(jié)構(gòu)存在于細(xì)胞核中。在基因組距離很遠(yuǎn)的基因可以由染色體的折疊或包裝形成復(fù)雜區(qū)域，能從三維空間上對基因的表達(dá)進(jìn)行調(diào)控。然而，脈絡(luò)膜黑色素瘤細(xì)胞中是否存在腫瘤特異性染色體三維構(gòu)象？這些構(gòu)象又是通過何種機制促進(jìn)腫瘤發(fā)生發(fā)展的？這些問題尚不清楚。
圖一：染色體構(gòu)象調(diào)控基因表達(dá)模式圖
為了解答上述疑問，柴佩韋博士應(yīng)用轉(zhuǎn)錄組高通量測序技術(shù)（RNA-seq）聯(lián)合高通量染色體構(gòu)象分析（CTCF ChIP-seq、Hi-C）等技術(shù)手段，發(fā)現(xiàn)脈絡(luò)膜黑色素瘤標(biāo)本中神經(jīng)降壓素（NTS）顯著高表達(dá)并伴有啟動子區(qū)染色體構(gòu)象異常。首先，細(xì)胞實驗發(fā)現(xiàn)神經(jīng)降壓素促進(jìn)脈絡(luò)膜黑色素瘤細(xì)胞增殖、遷移。在眼內(nèi)原位荷瘤小鼠模型也得到的結(jié)果，更重要的是，在脈絡(luò)膜黑色素瘤臨床患者隊列中發(fā)現(xiàn)，NTS在臨床組織中高表達(dá)，并預(yù)示著患者的不良預(yù)后。既然NTS促進(jìn)脈絡(luò)膜黑色素瘤發(fā)生和發(fā)展，那么它的機制是怎樣的呢？柴佩韋博士進(jìn)一步研究NTS異常轉(zhuǎn)錄的上游機制。利用染色體構(gòu)象捕獲（3C）技術(shù)，發(fā)現(xiàn)該啟動子區(qū)域與上游800kb增強子形成癌性染色體環(huán)，劫持該序列并形成癌增強子（Onco-enhancer），促進(jìn)NTS基因表達(dá)。研究發(fā)現(xiàn)，該染色體構(gòu)象為腫瘤特有，而正常組織細(xì)胞中無此構(gòu)象。利用CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)靶向刪除特異結(jié)合的增強子區(qū)，染色體異常構(gòu)象消失，NTS基因被沉默，脈絡(luò)膜黑色素瘤增殖和遷移被顯著抑制。
圖二：染色質(zhì)三維構(gòu)象異常誘導(dǎo)癌增強子形成
該研究結(jié)果對染色體異常構(gòu)象在腫瘤發(fā)生中的功能及轉(zhuǎn)錄調(diào)控機理有了全新的認(rèn)識，為脈絡(luò)膜黑色素瘤診斷和治療提供潛在的新靶點。該研究近日發(fā)表于學(xué)術(shù)權(quán)威雜志《NucleicAcidsRes》.
范先群教授團(tuán)隊長期致力于眼惡性腫瘤的臨床與基礎(chǔ)研究。聚焦于脈絡(luò)膜黑色素瘤的臨床治療和基礎(chǔ)研究。建立了眼腫瘤生物樣本庫，揭示OCT4等干性基因表達(dá)的染色體構(gòu)象調(diào)控新機制（Cell Stem Cell 2013），發(fā)現(xiàn)視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤中12號染色體上異常開放的新致病區(qū)GAU1（Nucleic Acids Res 2018）；首次發(fā)現(xiàn)脈絡(luò)膜黑色素瘤中m6A甲基化通過促進(jìn)抑癌基因HINT2基因翻譯抑制腫瘤發(fā)生的m6A RNA甲基化調(diào)控新機制（Mol Cancer 2019），鑒定了新的lncRNA-ZNNT1，通過調(diào)控細(xì)胞自噬抑制腫瘤發(fā)生，揭示自噬調(diào)控新機制（Autophagy 2019）；首次發(fā)現(xiàn)染色體構(gòu)象變異導(dǎo)致的lncRNA ROR異常高表達(dá)，可“誘騙”組蛋白H3K9的甲基化酶G9A離開修飾位點失去活性，導(dǎo)致癌基因TESC高表達(dá)，促進(jìn)腫瘤生長和轉(zhuǎn)移，提出“陷阱修飾”學(xué)說（Genome Biol 2015，Molecular Therapy 2019），F(xiàn)1000評價“揭示腫瘤發(fā)生新機制，是腫瘤研究的范例”。發(fā)現(xiàn)并命名視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤治療新靶點RBAT1，創(chuàng)建多靶點治療新方法（Mol Cancer 2020）。首次利用納米碳點的熒光增強作用，實現(xiàn)腫瘤細(xì)胞可視化監(jiān)測，建立眼惡性腫瘤早期預(yù)警和臨床診斷新模式（Adv Mater 2020）。臨床治療方面，九院眼科也通過綜合運用鞏膜敷貼治療、玻璃體切除等方法治療脈絡(luò)膜黑色素瘤，力圖實現(xiàn)保生命、保眼球、保視力。
