吉林大学用CRISPR解析致癌miRNA

　　正常印迹的胰岛素样生长因子-II（IGF2）基因，在多种人类恶性肿瘤中是异常表达的，但这种异常调节背后的机制仍然不清楚。最近，来自吉林大学附属第一医院和斯坦福大学医学院的研究人员，在国际著名学术期刊《Oncotarget》发表一项研究，利用CRISPR Cas9介导的染色质免疫沉淀法，确定了miR483在IGF基因表达调控中起的一个新作用。

　　

生物通报道：正常印迹的胰岛素样生长因子-II（IGF2）基因，在多种人类恶性肿瘤中是异常表达的，但这种异常调节背后的机制仍然不清楚。最近，来自吉林大学附属第一医院和斯坦福大学医学院的研究人员，在国际著名学术期刊《Oncotarget》发表题为“CRISPR Cas9-guided chromatin immunoprecipitation identifies miR483 as an epigenetic modulator of IGF2 imprinting in tumors”的学术成果。这项研究利用CRISPR Cas9介导的染色质免疫沉淀法，确定了miR483在IGF基因表达调控中起的一个新作用。吉林大学附属第一医院肿瘤中心的胡继繁教授和李薇教授、以及斯坦福大学医学院的Andrew R. Hoffman，是本文共同通讯作者。

胰岛素样生长因子II（IGF-II），是一种可促进生长和代谢作用的胎儿分裂素，在多种人类恶性肿瘤中是异常调节的。通过结合1型胰岛素样生长因子受体（IGF1R），IGF-II可通过自分泌、旁分泌和内分泌的途径，促进肿瘤生长。通过刺激MAPK和/或PI3-K/Akt信号通路，IGF-II可引起细胞凋亡减少，增加细胞增殖和耐药性。因此，IGF1R已经被研究作发展为肿瘤特异性基因治疗的一个靶标。

IGF-II的编码基因IGF2是一个母系印迹基因，位于染色体11p15。在出生后，四个启动子调节着IGF2基因的表达；启动子P1指导着双等位基因的表达，而启动子P2-P4在大多数组织中（除了脑）刺激IGF2的单等位基因表达。位于染色体11p15.5上的IGF2和H19之间的印记控制区（ICR）中的等位基因特异性表观遗传修饰，调控着单等位基因的表达。IGF2印迹缺失（LOI）与IGF2的双等位基因表达，是人类多种肿瘤与肿瘤干细胞的标志，尤其是儿童肿瘤。LOI已知可引起细胞增殖加快，并增加IGF1R信号通路的敏感性。

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但是，关于“在具有IGF2 LOI的肿瘤中，正常抑制的母系IGF2等位基因激活的根本分子机制”，我们仍然知之甚少。关于“在ICR中的表观遗传修饰”的报道也是不一致的，IGF2启动子区中的表观遗传学调节因子，一直都没有得以广泛的研究。

因此，该研究小组决定找出调节IGF2基因表达的IGF2启动子中的分子组件。CRISPR-Cas9系统已被用于特定基因的基因组编辑。当与转录抑制因子或增强子融合时，gRNA引导的酶可以用于调节基因启动子的活性。研究人员利用最近其实验室开发的CRISPR Cas9引导染色质免疫共沉淀（CasIP）（未发表），来钓取IGF2启动子复合物，并将miR483确定为一个分子，可与IGF2启动子相互作用，并参与IGF2印迹的调控。

在去年10月份，该研究小组还取得了一项重要突破，他们利用一种工程设计的CRISPR Csy4 RNA内切核糖核酸酶，来抑制HIV-1病毒感染。相关研究结果发表在国际学术期刊《PLOS ONE》。 相关阅读：吉林大学用CRISPR抑制HIV感染。另外，在最近，吉林大学还发表了两项重要科研成果，详情点击：吉林大学Nature子刊发布癌症免疫研究新成果；吉林大学PNAS发表癌症新成果。

（生物通：王英）

注：胡继繁，教授，博士研究生导师，肿瘤中心基础研究室学术带头人。1992 美国康奈尔大学营养生物化学博士，在肿瘤和干细胞表观遗传学研究领域取得了诸多原创性成果，并发表在Science, Journal of Cell Biology, JCI, EMBO J, Hepatology, Oncogene等高水平杂志上。迄今，发表SCI源刊论著40余篇，其中第一或通讯作者论著20余篇，IF大于5共16篇，总被引频次大于500次；获得美国授权专利3项；研究方向为干细胞和表观遗传学，包括IGF2/H19基因印记机理以及表观遗传性状的修饰与癌症治疗；诱导多能干细胞（ips）重编程的表观遗传学机制等。

李薇，吉林大学二级教授、主任医师，博士生导师，吉林大学第一医院肿瘤中心主任，吉林大学白求恩医学部肿瘤学系主任，吉林大学第一医院肿瘤教研室主任、内科教研室主任，曾赴美国Louisville 大学、美国Mount Sinai Medical Center深造两年。1982年白求恩医科大学医疗系毕业后，一直工作在医疗、科研、教学第一线，现为吉林省血液病学学术带头人，肿瘤多学科协作诊疗模式的践行者。

生物通推荐原文摘要：
CRISPR Cas9-guided chromatin immunoprecipitation identifies miR483 as an epigenetic modulator of IGF2 imprinting in tumors
ABSTRACT：The normally imprinted insulin-like growth factor II (IGF2) gene is aberrantly upregulated in a variety of human malignancies, yet the mechanisms underlying this dysregulation are still poorly defined. In this report, we used a novel CRISPR Cas9-guided chromatin immunoprecipitation assay to characterize the molecular components that participate in the control of IGF2 gene expression in human tumor cells. We found that miR483, an oncogenic intronic miRNA, binds to the most upstream imprinted IGF2 promoter, P2. Ectopic expression of miR483 induced upregulation of IGF2 expression, in parallel with an increase in tumor cell proliferation, migration, invasion, and tumor colony formation. miR483 induced loss of IGF2 imprinting by altering the epigenotype at P2, with reduction in histone H3K27 methylation and a decrease in chromatin binding of two imprinting regulatory factors, CTCF and SUZ12. This study identifies a new role for miR483 in the regulation of IGF2 gene expression through the alteration of the promoter epigenotype.