（文章篇）S3E15: 组蛋白甲基化修饰在lncRNA水平调控中的作用

昨天我们介绍了lncRNA与甲基化修饰的关系，加之之前有不少朋友留言想了解组蛋白的甲基化修饰作用与基因表达之间的关系，我们今天以一篇文章为例来说明。

在这之前，我们稍微了解一下组蛋白不同的修饰位点与基因表达的关系。“组蛋白甲基化是一类主要的染色质修饰作用，它负责基因表达的表观调控。修饰作用常发生在组蛋白N末端的赖氨酸(K)残基。不同的修饰作用跟基因表达的激活或抑制有关。”组蛋白甲基化发生于组蛋白H3和H4上, 这两种组蛋白上共有6个赖氨酸残基位点可以发生甲基化。这些赖氨酸的氨基侧链可以发生单甲基化、二甲基化和三甲基化作用。一般来说：

H3K9 转录抑制，H3K36me3转录激活， H3K79 基因修复

H3K27me3抑制基因表达， H3K4me3能促进基因表达， H4K20与 DNA损伤相关                                                                                      

相关延伸阅读可参看：

inferring causal relationships among different histone modifications and gene expression

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今天分享的文献:

Long non-coding RNA CCAL regulates colorectal cancer progression by activating Wnt/β-catenin signalling pathway via suppression of activator protein 2α

这是一篇来自于GUT（IF 14，4/24/2015）的文章。

这篇文献主要是一个工作量的体现。前期的筛选工作基础很多，并且有10年左右的随访记录，这是本文的亮点。另外加上组蛋白修饰调控lncRNA的表达，以及傍了个大款Wnt/β-catenin信号通路。其他都是一些常规化的实验套路。

作者发现了一个lncRNA受到组蛋白甲基化下调。对照上述组蛋白修饰作用，可以看到可能跟H3的9、27号赖氨酸甲基化有关，这块实验作者未做。

概括：作者发现了一个结直肠癌相关的lncRNA（CCAL）。在结直肠癌中（CRC），组蛋白H3的甲基化及去乙酰化作用能下调CCAL水平。而且CCAL能通过结合抑制AP-2α，激活Wnt/β-catenin信号通路，促使CRC进程，并且上调MDR1/P-gp表达，诱导多药耐药。

本文主要内容如下：

1、发现并验证CCAL

2、CCAL功能验证

3、功能的机制研究

1、发现并验证CCAL

作者在正常结直肠样本、结直肠腺瘤、CRC中发现了一些具有差异表达的编码及长链非编码RNAs。确定了CCAL，并且通过共表达模块发现CCAL跟一个lncRNA、11个编码基因有关联，参与多种生物学进程。

表达：在肿瘤细胞中的表达水平最高，正常组织中的表达水平最低。

在结直肠上皮细胞（正常细胞和含癌细胞）中的表达，含癌的结直肠上皮细胞中的表达量高。

定位：CCAL主要定位于胞浆

CCAL跟预后相关，其表达量越高预后越差

CCAL的表达成为辅助化疗应答的独立预测因素

2、CCAL的功能验证

敲减CCAL能显著降低肿瘤细胞的增殖，而过表达后能提升增殖作用。

CCAL能抑制细胞凋亡，使得细胞停滞在G1期

敲减CCAL能减缓肿瘤细胞的迁移侵润

动物实验、细胞实验表明CCAL能促进CRC进程

3、机制研究

降低组蛋白H3甲基化、增加乙酰化作用能上调CCAL表达

RNA pull-down实验拉下并验证AP-2α蛋白

作者上调CCAL后发现AP-2α表达水平下降了（蛋白水平变化有几种原因，具体请看前期蛋白调控方式），而AP-2α的mRNA水平并没有变化。作者做了是否是CCAL影响了AP-2α的稳定性，然而试验不能说明问题。所以作者估计AP-2α被泛素化降解，而这部分试验作者并没有做。

又是拉关系：Wnt/β-catenin是一个明星通路，跟肿瘤的很多生物学进程相关。前期有报道，在CRC中，AP-2α能降低β-catenin/TCF-4的作用。作者就想能不能拉这么一个土豪做朋友呢。很庆幸，AP-2α、APC 、β-catenin能形成一个复合物。

而过表达CCAL的移植瘤中，β-catenin、c-myc、cyclin D1 、E-cadherin的表达水平提升，如敲减CCAL则表达水平降低。这表明CCAL通过抑制AP-2α，激活Wnt/β-catenin信号通路促进肿瘤增殖、转移等生物学进程。

耐药机制

作者敲除CCAL、AP-2α都发现细胞对5-FU敏感增强。

MDR（多药耐药基因），是一个明星分子，在很多肿瘤里都报道过，作者继续往这个明星分子上靠。过表达、敲减实验表明了它们之间的作用。另外沉默AP-2α，能通过激活Wnt/β-catenin通路逆转由于沉默了CCAL后降低MDR1/P-gp的表达。

一句话，CCAL能通过抑制AP-2α并导致上调MDR1/P-gp的表达，激活Wnt/β-catenin信号通路调控CRC进程及多药耐药。

好了，最后祝大家五一假期快乐！

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