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在肿瘤发生发展以及组织稳态维持过程中,组蛋白修饰和染色体重构起着重要的作用。HP1作为异染色质相关蛋白,首次在果蝇中被发现。HP1家族有三个成员,分别是HP1α,HP1β和HP1 γ。他们参与到细胞衰老,DNA修复,细胞周期,细胞分化以及肿瘤形成等一系列细胞生理过程。通过小范围肿瘤组织的筛选发现HP1γ可能在多种肿瘤中表达量升高,如:肺癌,乳腺癌,直肠癌,食道癌。最近的一个组织微矩阵研究证明,在前列腺癌中HP1γ的核和浆的表达量都比增生组织中高。并且它的表达量跟增殖标志物Ki-67正相关。这提示我们HP1 γ可能在前列腺癌发展过程中起着重要的作用。然而,目前的研究并没有解释HP1γ在前列腺癌发展中表达量为何升高,以及如何起作用的。最新数据显示,2016年美国预计有近26,120的男性会死于前列腺癌。恶性前列腺癌表现为激素抵抗和转移的症状,是前列腺癌病人死亡的主要原因。而在前列腺癌激素抵抗、上皮-间质细胞转化以及多西他赛耐药的过程中,c-Myc起着显著的作用。因此,c-Myc可作为治疗前列腺癌的靶点。尽管,c-Myc基因的扩增在一些恶性前列腺癌中存在,但在非基因扩增的前列腺癌中,随着癌症的进展,细胞核中c-Myc蛋白的表达出现上调现象。然而,这其中的机制还需要进一步解析。本论文中,我们通过对公共的数据库和自己收集的前列腺癌样品分析发现HP1γ在前列腺癌中表达量升高。并且HP1 γ的表达水平与前列腺癌病人的生存呈现负相关的关系。为了探究HP1γ在前列腺癌中的作用,我们首先利用两条靶向 HP1 γ mRNA(shHP1γ-1 and shHP1γ-2)不同区段的 shRNA,分别在 PC3 和DU145两株前列腺癌细胞系中,构建了稳定敲降HP1γ的细胞株。我们将敲降成功的细胞株用于体外细胞生长和凋亡的分析,发现敲降HP1 γ会引起肿瘤细胞在G2/M期发生阻滞并且诱导肿瘤细胞发生细胞凋亡,进而阻碍前列腺癌细胞的体外生长以及克隆形成的能力。为了进一步研究HP1γ的在体内的作用,我们将PC3 shHP1γ细胞,进行裸鼠皮下注射。我们发现两个不同的PC3 shHP1γ细胞移植瘤的体积明显小于对照组,并且Ki-67阳性的细胞减少;而Caspase-3剪切体在PC3 shHP1γ细胞是增加的。因此,我们证明了 HP1γ对于前列腺癌细胞增殖和生存以及体内成瘤能力是必不可少的。接下来,我们试图寻找HP1γ的下游靶基因。本文我们着眼于微小RNA(miRNA)。我们在两种细胞DU145shCTL和DU145shHP1 γ-1中,通过荧光实时定量PCR(qRT-PCR)的方法,从32个肿瘤相关的miRNA中筛选,发现HP1γ能明显抑制微小RNA miR-451a的表达。通过染色质免疫共沉淀(ChIP)分析发现,HP1γ会结合到miR-451a启动子区,并且HP1γ缺失会显著减少miR-451a启动子区H3K9me2/3的富集,这也是miR-451a表达增加的原因。因此,我们发现了HP1 丫可以通过调控H3K9me2/3在miR-451a启动子区的富集,直接抑制miR-451a的表达。此外,我们还发现miR-451a在前列腺癌中起到抑癌基因的作用,并且部分介导敲降HP1γ所引起的细胞生长抑制。为了检测miR-451a在前列腺癌中是如何起到肿瘤抑制的作用的,我们通过生物信息学分析发现c-Myc是miR-451a的潜在靶点。因此,我们过表达miR-451a,发现c-Myc的蛋白是下调的。并且,miR-451a会靶向到c-Myc的野生型3’ UTR的psiCheck2报告质粒,从而降低荧光蛋白的活性,而突变型的3’ UTR却能抑制这种效应。因此,在前列腺癌中c-Myc是miR-451a直接靶点。我们已经证明HP1 γ直接负调控miR-451a,而miR-451a又能直接靶向c-Myc,因此我们猜想HP1 γ能否调控c-Myc。我们发现敲降HP1 γ会减少c-Myc的表达水平。而且,在HP1 γ敲降的PC3细胞中抑制miR-451a会逆转c-Myc的蛋白水平的减少,并可以补救HP1γ缺失所引起的细胞生长阻滞。这说明HP1γ可以通过直接抑制miR-451a来促进c-Myc的表达。有趣的是,我们发现在c-Myc可以通过HP1γ启动子区存在的E-box位点直接上调HP1 γ,并且HP1 γ可以部分承担c-Myc在前列腺癌中的原癌作用。既然我们发现HP1γ能抑制miR-451a,我们还发现c-Myc可以通过HP1γ抑制miR-451a。这说明在前列腺癌中存在HP1γ/miR-451a/c-Myc的正反馈环。而且这个正反馈环在人的前列腺癌组织中得到了印证。综上,我们发现HP1γ在前列腺癌中表达量升高。HP1γ对于前列腺癌的进程是必需的,并且可以部份介导c-Myc的原癌活性。在机制上,c-Myc可直接上调HP1γ的表达,同时HP1 γ可通过直接抑制miR-451a来诱导c-Myc的过表达。因而形成一个HP1 γ/miR-451a/c-Myc的正反馈。并且这个正反馈调节轴在人的前列腺癌样品中得到了验证。这个发现揭示了前列腺癌中c-Myc维持高表达的另一种通路。