成大研發快訊 - 文摘 成大研發快訊 第三十卷 第四期 - 2016年四月一日 [ http://research.ncku.edu.tw/re/articles/c/20160401/3.html ]
全基因體分析顯示PTEN及TNC為Oct4所調控肺癌惡化
及抗藥性的新穎下游基因
湯硯安
1,2,
陳其欣
2,
孫孝芳
3,
程俊培
4,
曾新穆
4,5,
許瀚水
6,
蘇五洲
7,
賴吾為
8,
王憶卿
1,2* 1國立成功大學醫學院基礎醫學所,2藥理學研究所, 3分子醫學研究所, 4資訊工程學系，5醫學資訊研究 所, 6國立陽明大學急重症醫學研究所及臺北榮民總醫院胸腔外科, 7國立成功大學附設醫院內科部, 8外科 部 ycw5798@mail.ncku.edu.twNucleic Acids Res. 2015;43(3):1593-1608
O
ct4是由POU5F1基因所轉錄的轉錄因子，目前已知在維持胚胎幹細胞的分化多 能性中扮演很重要的角色。雖然已有許多文獻探討了Oct4在胚胎幹細胞中的全基因 體結合圖譜 (genome-wide binding profile)，但對於Oct4在體癌症細胞或腫瘤起始細 胞 (tumor-initiating cells) 中的全基因體結合圖譜知之甚少。因此，為了探討Oct4在 驅使體癌症細胞轉化為腫瘤起始細胞過程中的機制，我們利用了染色體免疫沈澱定 序分析以建構Oct4在A549肺腺癌細胞中的全基因體結合圖譜。我們的結果顯示Oct4 結合在許多下游基因的啟動子及增強子區域，而分析結果也顯示Oct4所結合的許多 下游基因確實參與在癌症生成的路徑中，如細胞移動、細胞生長與增生、細胞死亡 與存活及發育調控等。除此之外，染色體免疫沈澱定序結果也在A549肺腺癌細胞中發現了新穎Oct4對DNA 的結合序列，其中新穎Oct4的DNA結合序列和Sp1轉錄因子的DNA結合序列有很高的相似性。透過染色體 免疫沈澱定序，我們也發現Oct4能夠抑制抗藥性抑癌基因PTEN的表達；並促進影響癌症侵襲和爬行的致癌 基因TNC表達。在機制部分，我們的實驗成果顯示Sp1在PTEN的啟動子區域扮演著Oct4結合平台的角色， 進一步Oct4會和組蛋白去乙醯酶1/2 (HDAC1/2) 形成複合體，而抑制了PTEN基因的轉錄；相反的，Oct4不 需透過Sp1便能活化TNC的表達（圖一）。在臨床研究中，我們確實觀察到肺癌病人表現較高Oct4者伴隨有 PTEN蛋白的低表達及TNC蛋白的高表達（圖二A）；值得注意的是，Oct4及TNC高表達同時PTEN低表達 的肺癌病人和其他肺癌病人相比有較差的無疾病存活時間（圖二B）。我們的研究成果提供了完整的肺癌 細胞、動物及臨床研究證實Oct4所調控的轉錄程序會分別透過抑制PTEN並增強TNC表達而促進肺腺癌的 抗藥性及轉移能力。 圖一、Oct4轉錄調控下游基因PTEN及TNC之機制示意圖。Oct4透過Sp1結合至PTEN啟動子區域並進一步與 組蛋白去乙醯酶1/2 (HDAC1/2) 形成複合體，而抑制了PTEN基因的表達；而Oct4不需依靠Sp1並能轉錄活 化TNC。 1 of 2成大研發快訊 - 文摘 圖二、Oct4高表達同時伴隨PTEN低表達及TNC高表達的肺癌病人有較差的無疾病存活時間。(A) 以組織免 疫染色法分析肺癌病人癌組織樣本其Oct4、PTEN與TNC蛋白的表現狀況，圖中為兩位臨床病人之組織免 疫染色代表圖，病人一為Oct4高表達，PTEN低表達及TNC高表達，病人二為Oct4低表達，PTEN高表達及 TNC低表達。原始放大倍率為200倍，方筐顯示為放大區域；(B) 無疾病存活時間分析顯示帶有Oct4及TNC 高表達同時PTEN低表達的肺癌病人(藍色線標示)和其他肺癌病人相比(黑色線標示)存活較差，生存曲線的 統計P值是以log-rank test進行分析。 2 of 2
