Частое дальнодействующее эпигенетическое замолкание кластеров генов протокадгеринов на хромосоме 5q31 при опухоли Вильмса

Опухоль Вильмса (WT) представляет собой детскую опухоль почки, возникающую вследствие нарушения программы внутриутробного развития. Отсутствие выявляемых мутаций в большинстве случаев WT указывает на частое участие эпигенетических нарушений в патогенезе WT. Поэтому мы провели полногеномный анализ гиперметилирования промоторов в образцах WT и выявили гиперметилирование в области хромосомы 5q31 протяжённостью 800 килобаз (кб), охватывающей более 50 генов. Все метилированные гены относятся к кластерам генов альфа-, бета- и гамма-протокадгеринов (PCDH; соответственно, номенклатура Human Genome Organization: PCDHA@, PCDHB@ и PCDHG@). Это демонстрирует, что дальнодействующее эпигенетическое замолкание (LRES) происходит не только в опухолях развития, но и во взрослых опухолях. Анализ с помощью бисульфитной полимеразной цепной реакции показал, что гиперметилирование PCDH является частым событием, выявляемым во всех подтипах опухоли Вильмса. Гиперметилирование согласуется со сниженной экспрессией PCDH в опухолях. В предшественниках WT гиперметилирование PCDH не выявлялось, что позволяет предположить, что гиперметилирование PCDH de novo происходит в ходе злокачественного прогрессирования. Чёткие границы домена PCDH определяются резкими изменениями модификаций гистонов; неметилированные гены, фланкирующие область LRES, связаны с разрешающими эпигенетическими метками, отсутствующими у метилированных генов внутри домена. Замолкшие гены несут нерепрессивную для транскрипции метку — диметилирование лизина 9 гистона H3. Анализ экспрессии в эмбриональной почке мыши и дифференцирующихся мезенхимных клетках метанефроса крысы показал, что экспрессия Pcdh регулируется в ходе развития, а гены Pcdhg@ экспрессируются в бластемных клетках. Важно, что мы показали: PCDH отрицательно регулируют канонический сигнальный путь Wnt, поскольку снижение содержания белков, кодируемых PCDHG@, индуцированное малыми интерферирующими РНК, приводит к повышению уровня белка бета-катенина, увеличению активности репортера бета-катенин/Т-клеточный фактор (TCF) и индукции генов-мишеней Wnt. Напротив, сверхэкспрессия PCDH подавляет активность репортера бета-катенин/TCF, а также ингибирует образование колоний...