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韩家淮,李勤喜Cell Rep揭示致癌代谢物的致癌新机理

2017.6.08

  来自厦门大学生科院的研究人员发表了题为“2-HG Inhibits Necroptosis by Stimulating DNMT1-Dependent Hypermethylation of the RIP3 Promoter”的文章,揭示了IDH1 R132突变体产生的致癌代谢物2-HG会促进DNMT1与RIP3启动子区域的结合,导致RIP3启动子上DNA甲基化水平的提升及RIP3表达量的下调,最终抑制细胞坏死的发生的分子机制。

  这一研究成果公布在Cell Reports杂志上,有厦门大学韩家淮,李勤喜两位教授课题组完成,杨镇滔、江彬、王燕为该论文的共同第一作者。

  异柠檬酸脱氢酶(Isocitrate Dehydrogenase,IDH)在三羧酸循环中负责将异柠檬酸氧化脱羧生成α-酮戊二酸。然而有研究证明,在一些临床肿瘤样品中会发生IDH的突变,这种突变型的IDH会产生一种新的小分子代谢产物:羟戊二酸(R(2)-2-hydroxyglutarate,2-HG)。2-HG被证明具有影响细胞分化、促进肿瘤生成、生长和侵袭的能力。

  程序性细胞坏死是细胞内一种受严格调控的细胞死亡方式,它参与到机体的多种病理过程中,比如细菌和病毒感染,或者动脉粥样硬化等无菌损伤导致的炎性病变,因而受到学术界的广泛关注。此外,细胞坏死还被认为可能是抵御肿瘤形成的屏障。

  韩家淮教授和李勤喜教授研究团队的成员发现,两株不同基因型的小鼠成纤维细胞(IDH野生型和突变型的MEF)对细胞坏死的敏感程度不同。经过一系列的分子机制的探究,该研究团队证明了,IDH突变型细胞中细胞坏死的抑制是由于关键蛋白RIP3的表达量下调引起。而这种表达量的下调作用是通过表观遗传调控的方式实现的,即在IDH1突变细胞中会积累大量的2-HG,2-HG会增强DNMT1与RIP3启动子区域的结合能力,提升RIP3启动子上DNA的甲基化水平,导致RIP3表达量的下调,最终抑制细胞坏死的发生。此外,裸鼠移植成瘤实验也证明,在IDH1突变细胞中发生的RIP3表达下调的现象是该种细胞抵御细胞坏死、促进自身成瘤的一种机制,进一步表明了RIP3的抑癌作用。

  这一研究工作提出了一种新的由2-HG介导的生理机制方面的调控作用,这种由IDH1突变所引起的对细胞坏死的抵御会提升初期癌细胞的存活概率,最终会导致肿瘤的形成。

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