常江
华中科技大学同济医学院
目的:食管鳞状细胞癌(简称食管癌)是我国特异性高发的恶性肿瘤之一,每年新发病例超过25万,占全球的一半以上。基于我国50万人群的前瞻性队列研究证实,长期饮酒是我国食管鳞癌重要的环境危险因素。遗传毒理学研究也发现,长期饮酒会通过代谢中间产物乙醛增加食管上皮细胞的突变,进而增加食管癌的发生风险。但目前对长期饮酒引发食管癌的表观遗传毒理学研究较少,这一致癌机制仍有待系统研究。方法:本研究采用8周龄雌性C57BL/6J小鼠,采用5%、10%和20%的酒精替代饮水建立长期饮酒的小鼠模型,利用H&E染色及免疫组织化学分析长期饮酒对小鼠食管上皮细胞增殖的影响,采用转录组测序分析长期饮酒对小鼠食管上皮基因表达的影响。采用ATAC-seq分析长期饮酒对小鼠食管染色质开放程度的影响,最终鉴定出长期饮酒引发小鼠癌变的关键应答基因。利用多个人食管癌组织的ATAC-seq、H3K27ac ChIP-seq、RNA-seq数据,构建食管癌的ABC模型,分析这些小鼠模型中鉴定出的饮酒应答基因在人食管组织中的调控区域,再结合前期建立的食管癌GWAS数据,鉴定出以基因-饮酒交互作用方式影响食管癌变的关键基因和遗传变异。结果:研究发现,20%的酒精暴露16周是导致小鼠食管癌变的关键暴露剂量,在这一暴露剂量下,共鉴定出600多个关键的饮酒应答基因,主要涉及致癌物代谢和PI3K-AKT等多个促癌通路。结合我们建立的食管癌ABC模型和GWAS数据,我们发现在这些饮酒应答基因中,转录因子FOXP4起到关键作用。其增强子区域的遗传变异可以影响该转录因子的表达,并以基因-饮酒交互作用方式显著增加中国人群的食管癌的发生风险。而FOXP4作为关键的转录因子,下游通过调控致癌物代谢和PI3K-AKT信号通路,显著促进食管癌的恶性表型。结论:本研究通过系统建立小鼠的酒精暴露模型,结合多组学数据,阐明长期饮酒促进食管癌变的表观遗传学机制,为发现食管癌早期干预的靶点和分子标志物提供了更多线索和依据。