Overexpression of IFITM1 has significant effects on aggressiveness of ovarian cancer and is regulated by an epigenetic mechanism

Abstract

Objectives: To discover epigenetic alterations involving metastasis and metastatic recurrence of ovarian cancer, we explored genomic expression profile and methylation profile between human ovarian cancer cell line (SK-OV3) and xenograft model with ovarian cancer metastasis. After then, we selected promising genes and finally its relevant methylation modifications may be validated through subsequent functional studies. Materials & Methods: We constructed tumor xenograft mouse model by injection of SK-OV3 ovarian cancer cell line into mouse abdominal cavity. Both metastatic implants of tumor xenograft mouse model and SK-OV3 cell lines were analyzed by integration analysis, we selected the intersection genes of differentially expressed genes(by mRNA microarray) and differentially methylated genes(by CpG methylayion microarray). Using several methods such as qRT-PCR, 5-aza-dC treatment study, bisulfite Sequencing PCR, transwell migration and invasion assay, we validated IFITM1 gene. Results: A total of 153 genes showing increased gene expression (appendix 2) and another 77 genes showing decreased gene expression (appendix 3) were selected. By integration analysis and literature searches, we chose IFITM1 as the potential candidate gene of metastasis marker for ovarian cancer. In quantitative methylation analysis, IFITM1 CpG site of all tumor xenograft mouse models was significantly hypomethylated than SK-OV3 cell line. Transcriptional expression of IFITM1 was dramatically increased as dose–dependent patterns after DNA demethylation by 5-aza-dC treatment. In transwell assay, we confirmed that IFITM1 enhances the ability of migration and invasion of SK-OV3 cells. Conclusion: Taken together, IFITM1 can enhance the aggressiveness of the ovarian cancer and this gene is modulated by epigenetic mechanism. ;난소암의 전이와 재발에 관련된 후생유전학적 변이를 발견하고자 SK-OV3 난소암 세포주와 종양 동물 전이 모델의 전이조직의 유전자 발현 개요와 메틸화 개요를 밝혀내었다. 결론적으로 우리는 몇 개의 후보 유전자를 골라내고 그들이 적절한 메틸화 변이를 하였는지 기능 연구로 검증하고자 하였다. 이번 연구에서 우리는 SK-OV3 난소암 세포주를 마우스 모델의 복강 내에 주입하여 생착 하도록 유도하여 종양 동물 전이 모델을 만들었다. 이 동물모델들의 복강 내에서 수집한 전이 병변들과 SK-OV3 난소암 세포주 세포들을 통합적 분석방법을 이용하여 분석하였는데, 이는 mRNA microarray를 통해 선정된 differentially expressed genes과 CpG methylation microarray를 통해 선정된 differentially methylated genes에 동시에 해당하는 유전자들을 골라내는 작업이다. 이를 통해 153개의 발현 증가 유전자(저메틸화 유전자)와 77개의 발현 감소 유전자(과메틸화 유전자)를 선정하게 되었고, 이후 선정된 유전자들 중 문헌 연구를 이용하여 난소암과의 관련성이 아직 연구되지 않았으나 다른 종양과의 연관성에 관한 연구가 최근 많이 이루어지고 있는 IFITM1 유전자를 후보 유전자로 선정하였고 qRT-PCR, 5-aza-dC treatment study, bisulfite sequencing PCR, transwell migration and invasion assay 등을 통해 검증코자 하였다.양적 메틸화 분석을 보면, 모든 동물 모델에서 SK-OV3 난소암 세포주에서 보다 IFITM1 CpG 부위의 유의한 저메틸화가 발견되었다. 또한 DNA 탈메틸화를 일으키는 5-aza-dC 처리 후 IFITM1의 발현이 눈에 띄게 증가하였으며 양적 비례양상을 보였다. Transwell assay에서는 IFITM1 유전자가 SK-OV3 세포들의 이동 능력과 침습 능력을 향상시킴을 알 수 있었다. 결론적으로 IFITM1은 난소암의 공격성을 증대시키는 역할을 하고 이는 후생유전학적인 변이와 관련이 있다.