BTF3在食管鳞癌中的转录调控网络构建及关键靶基因的功能验证

摘要

目的 探讨基本转录因子3(Basic transcription factor3,BTF3)在食管鳞癌细胞中的下游转录调控网络及其关键靶基因。方法 在食管鳞癌KYSE150细胞中，利用染色质免疫共沉淀测序(Chromatin immunoprecipitation sequencing, ChIP-seq)鉴定BTF3的全基因组结合位点；结合慢病毒转染稳定敲低BTF3后的KYSE150细胞RNA测序(RNA sequencing, RNA-seq)所得差异表达基因，筛选BTF3的直接调控靶点；通过染色质免疫共沉淀-聚合酶链式反应(Chromatin immunoprecipitation-quantitative polymerase chain reaction, ChIP-qPCR)对关键候选靶基因进行验证。结果 ChIP-seq分析揭示了BTF3在基因组上的特异性结合图谱。相较于对照组(Input组),免疫沉淀(Immunoprecipitation, IP)组以C/G富集、特别是包含CCCC或CCC核心的序列作为最显著的基序(Motif),BTF3在基因组中的结合高度富集于基因间区和内含子区域，基因本体论(Gene ontology, GO)-细胞组分(Cellular component, CC)显示靶基因显著富集于胞外区域、细胞外空间和含胶原蛋白的细胞外基质，生物过程(Biological process, GO-BP)显示靶基因主要富集在G蛋白偶联受体信号通路和信号转导生物学过程，分子功能(Molecular function, GO-MF)显示靶基因主要参与G蛋白偶联受体活性、蛋白质结合以及RNA结合。对BTF3敲低的RNA-seq数据中得到的441个差异表达基因与ChIP-seq实验中出现的富集峰(peak)所在的基因进行整合分析，共鉴定出54个重叠基因，即BTF3潜在的直接调控靶基因。这54个重叠基因在胞外区域和细胞外空间有显著富集(GO-CC),重叠基因主要参与正向调节基因表达的生物学过程(GO-BP)以及蛋白质结合(GO-MF)。ChIP-qPCR实验证实BTF3是关键靶基因2′-5′-寡腺苷酸合成酶样蛋白(OASL)、纤维蛋白原样蛋白2(FGL2)、CEBPB反义RNA 1(CEBPB-AS1)和组蛋白H2B簇成员11(H2BC11)的直接转录调控因子。结论 食管癌中BTF3是一个广泛结合在基因组非启动子区域的转录因子，可能通过增强子或内含子调控元件发挥转录调控功能，直接结合并转录调控包括OASL、FGL2、CEBPB-AS1和H2BC11在内的一组下游靶基因，在细胞信号转导和微环境调控中可能扮演重要角色。

关键词

食管鳞癌 / 基本转录因子3 / 转录调控 / 染色质免疫共沉淀测序 / RNA测序