CTCF调控小鼠AML12肝细胞系脂质代谢功能与基因表达

作     者：陈怀煌 左武 卞迁 CHEN Huaihuang;ZUO Wu;BIAN Qian

作者机构：上海交通大学医学院附属第九人民医院上海精准医学研究院上海200011 

出 版 物：《上海交通大学学报（医学版）》 (Journal of Shanghai Jiao tong University:Medical Science)

年 卷 期：2024年第44卷第9期

页      面：1069-1082页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 07[理学] 071007[理学-遗传学] 

基　　金：国家自然科学基金(32200432,32370607,32170544,31970585) 上海市自然科学基金(23ZR1435700) 上海高水平地方高校创新研究团队(SHSMUZLCX20211700) 上海交通大学医学院“双百人”项目(20171920) 

主　　题：CCCTC结合因子(CTCF) AML12细胞系 脂质代谢 转录调控 

摘      要：目的·明确CCCTC结合因子(CCCTC-binding factor,CTCF)对肝细胞脂质代谢的调控作用,并探究CTCF调控肝细胞基因表达的作用机制。方法·通过慢病毒将稳定表达Ctcf shRNA的DNA序列整合到小鼠永生化的AML12肝细胞系中,实现对Ctcf的稳定敲低。通过反转录实时荧光定量聚合酶链反应(RT-qPCR)及蛋白质印迹法(Western blotting)验证Ctcf的敲低效率。碘化丙啶(propidium iodide,PI)染色测定细胞周期,使用CCK-8法绘制细胞生长曲线,检测Ctcf敲低对细胞生长的影响。油红O染色标记细胞内脂质,检测CTCF对AML12细胞脂质代谢和脂滴累积的影响。使用CUT&Tag测序技术分析Ctcf敲低后CTCF在全基因组的结合变化。结合RNA测序(RNA-seq)的转录组数据分析CTCF结合变化后的转录组变化,使用基因本体论(GO)、京都基因和基因组数据库(KEGG)富集分析及基因集富集分析(GSEA)揭示Ctcf敲低对AML12肝细胞基因的表达影响,并探究差异基因与CTCF结合变化间的关联。结果·RT-qPCR结果表明Ctcf在mRNA水平敲低了63.4%,Western blotting验证了CTCF在蛋白表达层面降低了57.7%(均P0.05)。生长曲线及周期实验确定了Ctcf敲低后细胞增殖阻滞于G1/G0期。并且AML12细胞在Ctcf敲低后自发出现细胞内脂质蓄积(P0.05)。CTCF在全基因组的结合呈现出显著变化,大多数CTCF结合差异区域表现出CTCF结合减少,但仍有部分区域CTCF结合增加。转录组数据显示Ctcf敲低导致1344个基因出现显著的表达变化,在上调基因中富集出与脂滴堆积相关的脂质代谢通路。CTCF结合上调峰关联的差异基因富集在脂质转运与脂质定位相关通路,而CTCF结合下调峰关联的差异基因主要富集在DNA损伤修复、细胞凋亡、细胞周期等生物学过程,但CTCF在基因组的结合变化并不足以导致邻近基因的表达上调或下调。结论·CTCF通过调控脂质代谢相关基因的表达影响肝细胞的代谢功能,然而CTCF在基因组上的结合变化与邻近基因的表达缺乏显著的相关性,可能主要通过远端调控的方式对基因表达产生影响。