北京大學(xué)第一醫院泌尿外科周利群教授課題組與中科院北京基因組研究所慈維敏教授課題組、劉江教授課題組合作，在單堿基水平探究了5-甲基胞嘧啶（5-mC）和5-羥甲基胞嘧啶（5-hmC）在透明腎細胞癌（ccRCC）中的重編程模式和規律，發(fā)現了5hmC作為腎癌潛在的預后標記物以及5hmC在腎癌發(fā)生中可能的驅動(dòng)作用及其分子機制，尋找到一種潛在的腎癌治療新策略。其研究結果2016年1月發(fā)表在CellResearch雜志上。該研究的發(fā)現不但清晰闡明了腎癌發(fā)生過(guò)程中5mC真實(shí)重編程規律，并闡明了5hmC重編程參與腎癌特異的DNA甲基化圖譜形成。通過(guò)探索腎癌中5mC和5hmC的重編程的動(dòng)態(tài)變化和規律，暗示5hmC可以作為腎癌預后監測的新的表觀(guān)遺傳標記物和靶向治療的靶點(diǎn)。

　　北京大北京大學(xué)第一醫院周利群教授博士生郭中強，北京基因組研究所陳科、張靖為該論文的共同第一作者。該項研究得到重大基礎研究項目和國家自然科學(xué)基金的支持。

　　周利群介紹，ccRCC是腎癌中最常見(jiàn)的亞型，90%以上的ccRCC患者中VHL抑癌基因是失活的，但在小鼠實(shí)驗中發(fā)現該基因的缺失并未能引起透明細胞癌形成，這意味著(zhù)還存在其它的致瘤機制。以往的研究發(fā)現，與腎癌發(fā)生發(fā)展、患者總體生存率以及預后相關(guān)的基因突變主要集中在表觀(guān)調控因子上，意味著(zhù)表觀(guān)遺傳變異對腎癌的發(fā)生發(fā)展起到了重要的作用。長(cháng)期以來(lái)由于技術(shù)的限制，以前研究觀(guān)察到的全基因組甲基化修飾包含了5mC和5hmC兩部分修飾的總和，并不知道它們各自真實(shí)的修飾水平、相互調控關(guān)系及其生物學(xué)意義。

　　研究團隊通過(guò)質(zhì)譜方法發(fā)現與以往研究結果的不同——同癌旁組織相比，腎癌樣品中5mC的總體水平并沒(méi)有顯著(zhù)變化，而5hmC在全基因組上的修飾則在幾乎所有的腫瘤患者中呈現一致的顯著(zhù)下調。進(jìn)一步研究發(fā)現，幾乎所有ccRCC樣本中5hmC的水平都降低了，5hmC水平還可以作為獨立因子預測患者的總體生存期：5hmC水平越低，患者的生存期越短。研究團隊通過(guò)整合BS-Seq和Tet氧化輔助的重亞硫酸鹽測序結果，克服了以往大多數研究只關(guān)注啟動(dòng)子區域的甲基化狀態(tài)，以及廣泛使用的重亞硫酸鹽測序BS-Seq方法不能區分5mC和5hmC等局限，獲得了單堿基分辨率的5mC真實(shí)的修飾水平以及5hmC全基因組圖譜。該研究清晰闡明了基因體區（genebody）存在著(zhù)廣泛的超甲基化；并且證實(shí)了腎癌發(fā)生過(guò)程中5hmC重編程被抑制，導致腎癌細胞中存在廣泛的基因體區超甲基化。研究還發(fā)現，基因體區的甲基化修飾同一些基因的沉默有顯著(zhù)關(guān)聯(lián)。推測，5mC或者5hmC在基因體區的改變可能是通過(guò)類(lèi)似mRNA剪切的方式來(lái)調控基因表達的，但其功能還需深入研究。研究人員通過(guò)在裸鼠模型中回調5hmC水平，發(fā)現可以減慢腫瘤細胞的侵襲性，抑制腫瘤生長(cháng)。結合臨床數據發(fā)現，5hmC水平降低而非5mC水平降低是腎癌更敏感的預后表觀(guān)標記物，而裸鼠實(shí)驗中5hmC的回調抑制了腫瘤的生長(cháng)也說(shuō)明了5hmC在腎癌中的重編程不是一種伴隨現象，更有可能是一種驅動(dòng)力。通過(guò)探索腎癌中5mC和5hmC的重編程的動(dòng)態(tài)變化和規律，表明，5hmC可以作為腎癌預后監測的新的表觀(guān)遺傳標記物和靶向治療的靶點(diǎn)。