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研究表明JmjC家族包含30多个成员,并且很多成员的jumonji C结构域具有组蛋白去甲基化酶活性能够催化一甲基化、二甲基化和三甲基化修饰的组蛋白去甲基化。该家族很多成员在人类肿瘤组织中存在异常表达,并且能够调控肿瘤细胞的增殖和侵袭,但是该家族在肝癌发生发展中的作用还不是很清楚。本研究首先通过分析公共数据库,在肝癌中评价了JmjC家族的表达谱,发现JMJD5的表达显著下降。并且JMJD5在肝癌中的低表达具有临床意义,低表达JMJD5的肝癌患者生存周期缩短。随后通过Western blotting、定量PCR、以及染色质免疫共沉淀(ChIP)等实验证实JMJD5的表达在肝癌样本中显著下降,并且JMJD5的低表达是由组蛋白修饰异常引起。在肝癌样本中H3K9和H3K27乙酰化以及H3K4甲基化(me2/me3)在JMJD5启动子区的富集降低,而H3K27和H3K9三甲基化的富集增加。生长曲线、平板克隆形成、软琼脂克隆形成和裸鼠皮下成瘤实验发现JMJD5被削减后能在体内和体外促进肝癌细胞的增殖而过表达JMJD5具有相反的效应。流式细胞仪检测发现削减JMJD5能加速细胞周期从G1期进入S期而过表达JMJD5则抑制S期的进入。通过分子机制研究,我们揭示了JMJD5主要通过调控CDKN1A转录来影响肝癌细胞增殖。削减JMJD5抑制CDKN1A转录而过表达JMJD5能拯救JMJD5削减对CDKN1A转录的抑制作用,并且CDKN1A削减能够消除JMJD5削减对肝癌细胞增殖的促进作用以及JMJD5过表达对肝癌细胞增殖的抑制作用。同时在TP53缺失的He3B细胞中,JMJD5削减也能够抑制CDKN1A转录,说明JMJD5对CDKN1A转录的调控不依赖于TP53。通过ChIP实验以及荧光素酶报告实验发现JMJD5可以结合到CDKN1A的启动子来调控其活性,并且CDKN1A启动子上的H3K36甲基化(me2)没有发生改变。同时Western blotting、平板克隆形成等实验也证明 JMJD5酶失活突变体不仅激活CDKN1A表达也能抑制肝癌细胞的增殖,这说明JMJD5对CDKN1A转录以及肝癌细胞增殖的调控不依赖于其酶活性。总之,本研究证明在肝癌中JMJD5发挥抑癌基因的功能,表观遗传修饰引起的JMJD5表达沉默通过直接下调CDKN1A转录促进肝癌细胞的增殖。