国际权威杂志发表上海交大合作研究成果

生物通报道：上海交通大学生物化学与分子细胞生物学系，斯坦福大学医学院等处的研究人员合作完成了一项最新研究：“Interruption of intrachromosomal looping by CCCTC binding factor decoy proteins abrogates genomic imprinting of human insulin-like growth factor I”，揭开了胰岛素样生长因子2（IGF2）基因印迹丢失的奥秘。

这项研究工作得到了国家科技部、国家自然科学基金委、上海市重点学科建设项目等的支持。文章的通讯作者是斯坦福大学医学院Andrew R. Hoffman和胡继繁教授，第一作者张赫是上海交通大学钱关祥教授博士研究生，受“国家建设高水平大学公派研究生出国留学项目”资助于2007年赴美国斯坦福大学进行博士联合培养，2009年授博士学位，此次发表的研究成果源自其博士论文第二部分内容，主要工作在斯坦福大学完成。参与该研究项目的人员中还包括第九人民医院葛盛芳教授研究组。

胰岛素样生长因子2（ IGF2）是一种重要的胚胎有丝分裂生长促进因子，在维持细胞正常生长过程中起关键作用，其基因表达以基因组印迹（Genomic imprinting）方式受表观遗传调控。当基因印迹丢失时，常导致IGF2过表达，并直接引起动物克隆形成与胚胎发育过程的异常以及促进肿瘤细胞的恶性生长。IGF2基因印迹丢失已经成为肿瘤发生的一个重要标志，在大肠癌中，IGF2印迹丢失甚至已经作为其早期预测的关键指标，然而，肿瘤中IGF2印迹丢失的分子机制仍不清楚。

目前认为，基因表达直接受到基因所在染色体三维空间折叠构象变化的调控。在这篇文章中，研究人员采用 “Decoy Protein”（陷阱蛋白）策略，发现Decoy CTCF通过靶向释放染色体三维空间构象，去除PRC2对IGF2启动子区H3-K27的甲基化，造成IGF2启动子区的激活，进而导致IGF2印迹丢失。这一结果阐释了IGF2染色体三维空间构象的变化直接决定了肿瘤细胞中IGF2印迹丢失，同时也给肿瘤基因治疗提供了新的靶标，具有应用价值。此外，作为一种新策略，“Decoy Protein”也将为其它重要疾病基因的调控研究提供有益借鉴。

原文摘要：

Interruption of intrachromosomal looping by CCCTC binding factor decoy proteins abrogates genomic imprinting of human insulin-like growth factor II

Monoallelic expression of IGF2 is regulated by CCCTC binding factor (CTCF) binding to the imprinting control region (ICR) on the maternal allele, with subsequent formation of an intrachromosomal loop to the promoter region. The N-terminal domain of CTCF interacts with SUZ12, part of the polycomb repressive complex-2 (PRC2), to silence the maternal allele. We synthesized decoy CTCF proteins, fusing the CTCF deoxyribonucleic acid–binding zinc finger domain to CpG methyltransferase Sss1 or to enhanced green fluorescent protein. In normal human fibroblasts and breast cancer MCF7 cell lines, the CTCF decoy proteins bound to the unmethylated ICR and to the IGF2 promoter region but did not interact with SUZ12. EZH2, another part of PRC2, was unable to methylate histone H3-K27 in the IGF2 promoter region, resulting in reactivation of the imprinted allele. The intrachromosomal loop between the maternal ICR and the IGF2 promoters was not observed when IGF2 imprinting was lost. CTCF epigenetically governs allelic gene expression of IGF2 by orchestrating chromatin loop structures involving PRC2.

作者简介：

钱关祥， 男，57岁，上海交通大学医学院副校长，博士生导师，教授。现任上海交通大学医学院副校长，博士生导师。中国生物化学与分子生物学会常务理事，上海生物化学与分子生物学学会副主任委员。担任核心学术期刊《二医学报》副主编中国生物化学与分子生物学会理事。1981年上海交通大学医学院生化专业研究生毕业，1981-1984年赴美国Mount Sinai医学员和俄克拉荷马医学研究基因会访问学者，1984年以来主要从事肿瘤的分子生物学基础和基因治疗的研究，得到多项国家科学基金资助，为国家“863”项目《建立基因工程瘤苗库和成纤维细胞库的研究》等课题的负责人，目前这些课题的研究成果，如“胃癌基因工程瘤苗”经国家药品监督管理局新药临床研究申请，已通过特殊临床实验，现已进入二期临床实验。近年来培养博士、硕士研究生数十名。

承担主要课题情况：
　1． 国家863项目（1991-1995年），《建立基因工程瘤苗库和成纤维细胞库的研究》（第一期），课题经费75万。
　2． 国家863项目（1996-1998年），《建立基因工程瘤苗库和成纤维细胞库的研究》（第二期），课题经费75万。
　3． 国家863项目（1999-2000年），《建立基因工程瘤苗库和成纤维细胞库的研究》（第三期），课题经费60万。
　4． 国家自然科学基金项目（2002-2004年），《MHC分子单体与四聚体与肿瘤抗原肽及CTL互相作用的研究》，项目编号30171048，课题经费20万。
　5． 市科委基金项目（2001-2003年），《基因治疗中若干问题的基础研究》，项目编号JC0114025，课题经费25万。
　6． 国家863项目（2001-2003），《细胞因子和基因修饰肿瘤细胞的研究和临床应用》，课题经费47万（总经费123万，与四军大和中国肿瘤研究所合作）。
　7、市科委基金项目（2004-2006年），《恶性肿瘤微小基因疫苗的研究》，项目编号03DZ19235，课题经费30万，
　8．钱关祥 市科委课题(04JC14041) 新型组织特异性、受缺氧调控的缺陷型腺病毒载体的构建和应用30万 04/10-07/12
　9、钱关祥 靶向性、选择性基因表达调控元件及载体的研究（缺氧诱导肿瘤特异性复制型腺病毒新载体的研究）973 项目（子课题60万 04 /7-09/7 (2004CB518804)