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研究目的胶质母细胞瘤是最常见、也是恶性程度最高的一种星型细胞瘤,平均生存期为15个月。转录调控异常在多形性胶质母细胞瘤中起着重要作用,基于表观遗传修饰的可逆性,寻找关键的表观遗传调控因子对进一步开发靶向治疗策略显得尤为重要。组蛋白赖氨酸甲基化和赖氨酸甲基转移酶的功能及作用机制已经有了深入了解,但是与之相比,蛋白精氨酸甲基转移酶PRMTs家族作为表观遗传因子在肿瘤中的作用还不清楚。本研究拟鉴定在胶质母细胞瘤中起关键作用的PRMT,并系统研究其表观遗传调控机制。研究方法1、通过临床样本的大数据分析(TCGA,CGGA等),明确蛋白精氨酸甲基转移酶PRMTs与胶质瘤恶性程度、与病人生存期相关性,同时结合临床肿瘤样本染色结果和细胞增殖实验,进一步明确研究目的蛋白为PRMT2。2、利用细胞增殖实验和限度稀释实验,明确PRMT2对胶质母细胞瘤细胞增殖和维持肿瘤干细胞自我更新能力意义;同时构建颅内原位成瘤模型,利用Luciferase成像技术检测敲低PRMT2对肿瘤的生长和荷瘤小鼠生存期的影响。3、利用RNA-seq分析,明确PRMT2降低导致表达下降的基因富集情况,并通过Western Blot和实时定量PCR验证相关的靶基因表达。4、利用染色质免疫共沉淀ChIP-seq分析,表明H3R8me2a在染色质的分布情况;同时联合RNA-seq分析和ChIP-seq分析,明确H3R8me2a与基因转录关系。最后结合调控区域相关组蛋白修饰变化,阐明H3R8me2a调控基因表达的机制。结果我们首次报道PRMT2在胶质母细胞瘤中高表达,并且与病人预后差相关。敲低或者失活PRMT2能够在体外有效抑制胶质母细胞瘤细胞生长和胶质母细胞瘤肿瘤干细胞的自我更新,在体内可以抑制原位颅内肿瘤生长。敲低或者失活PRMT2主要下调细胞周期进程和肿瘤相关信号通路基因。PRMT2负责催化组蛋白H3R8me2a,该修饰广泛富集在基因启动子和增强子区域,并且对已知的转录激活相关的组蛋白修饰在相应区域的维持不可或缺,共同参与维持靶基因的转录水平。结论在胶质母细胞瘤发病机理中PRMT2充当转录共激活因子,通过介导组蛋白H3R8me2a激活原癌基因表达,为靶向恶性神经胶质细胞瘤中PRMT2提供了理论依据。