DNA聚合酶θ:易错的多功能DNA末端修复分子

DNA聚合酶θ(DNA polymerase theta,Polθ)是一种广泛存在于动植物中的DNA修复酶。它在选择性末端连接(alternative end-joining,Alt-EJ)途径中发挥着关键作用,常参与DNA双链断裂(DNA double-strand breaks,DSB)损伤修复。在正常生理状态下,Polθ主要调控基因组稳定性。然而,在恶性肿瘤发生时,Polθ表现出异常高表达水平,并参与调控肿瘤细胞的恶性转变过程。研究表明,抑制Polθ活性可导致同源重组(homologous recombination,HR)缺陷的肿瘤细胞发生合成致死(synthetic lethality,SL)。因此,已经开发出多种针对Polθ的小分子抑制剂,可与其他化疗药物联合使用以抑制恶性肿瘤的发展。此外,敲除或抑制Polθ活性还能增加HR修复效率,从而提高外源基因靶向整合效果。本文综述了Polθ及其介导的Alt-EJ修复机制在生物学功能方面的最新研究进展,为靶向Polθ在肿瘤治疗和基因编辑方面的应用提供理论基础。

DNA双链断裂修复缺陷在神经退行性疾病发生中的作用

DNA双链断裂修复(DNA Double-Strand Break Repair,DSBR)在保持神经元基因组稳定性和细胞存活方面发挥着重要作用。DSBR主要通过同源重组(Homologous Recombination,HR)及非同源末端连接(Non-Homologous End Joining,NHEJ)来完成,这两种修复途径对于维持神经元的正常生理功能至关重要。另外,DSBR异常在多种神经退行性疾病中扮演重要角色,因此,深入剖析DSBR机制对于理解神经退行性疾病的病理发生及研发有效治疗手段具有重要意义。本文综述了常见的DSBR途径,并概述了DSBR异常与几种常见神经退行性疾病发病机制的最新研究进展。

川芎嗪通过RAD52调控乳腺癌细胞DNA损伤修复

目的:探究TMP对乳腺癌BT474细胞增殖、细胞周期及其调控蛋白表达与DNA双链断裂修复通路的相关性。方法:CCK8法测定TMP对乳腺癌BT474细胞的增殖抑制情况;流式细胞术测定TMP对细胞周期的影响;单细胞凝胶电泳测定分析TMP对损伤后细胞DSBs累积情况的影响;Isce-I内切酶系统检测TMP对修复通路活性的影响;Western blotting检测DSBs修复通路相关染色体结合蛋白表达水平变化。结果:TMP通过使细胞阻滞在G_(1)期呈浓度依赖性抑制BT474细胞增殖,显著减少体内由Zeocin导致的细胞拖尾DNA含量(P<0.05);TMP显著增加BT474细胞对RAD52、ERCC1、XRCC4以及DNA LigⅣ蛋白募集,减少对KU80蛋白募集,促进了SSA以及NHEJ通路修复活性(P<0.05)。结论:TMP通过阻滞BT474细胞停留在G_(1)期使其发挥增殖抑制作用的机制之一;TMP通过增强损伤缺口对各个通路的关键染色体结合蛋白募集,促进SSA与NHEJ修复通路活性从而减少DNA损伤。

DNA双链断裂修复通路与遗传性乳腺癌的关系

遗传性乳腺癌具有家族聚集、早发、双侧等特点,多为易感基因发生胚系突变所致。DNA损伤修复是哺乳动物细胞保证遗传物质稳定性的重要机制。双链断裂是最严重的DNA损伤之一,修复过程涉及同源重组和非同源末端连接通路。DNA双链断裂修复或信号传导相关基因或蛋白功能缺陷可以诱导染色体不稳定而增加乳腺癌的易感性。与DNA修复功能相关的链交联剂和PARP-1抑制剂为BRCA相关遗传性乳腺癌的治疗提供了新的途径。本文就DNA双链断裂修复通路相关基因的突变与遗传性乳腺癌发病的关系作一综述。

老年宫颈鳞癌患者癌组织中细胞周期检测点激酶1、2和DNA双链断裂修复蛋白51的表达及意义

目的检测老年宫颈鳞癌患者癌组织中细胞周期检测点激酶(CHK)1、2和DNA双链断裂修复蛋白(RAD)51的表达特征,关注其在不同临床特征中的表达差别及相关性。方法 121例老年宫颈鳞癌患者作为观察组,以70例慢性宫颈炎组织作为对照组,采用免疫组织化学方法检测CHK1、2和RAD51表达及在不同临床病理特征中的表达差别及相关性。结果观察组CHK1、2和RAD51表达阳性率明显高于对照组,观察组CHK1、2和RAD51表达阳性率与肿瘤最大径、淋巴结转移、脉管浸润、累及宫颈管深度和Ki67表达密切相关。观察组CHK1和2、CHK1和RAD51、CHK2和RAD51的表达均呈正相关性。结论老年宫颈鳞癌患者癌组织中CHK1、2和RAD51高表达且具有协同作用,不仅可以加速肿瘤发生和进展,也可能对判断肿瘤生物学行为有重要意义。

胃腺癌中细胞周期检测点激酶1、2和DNA双链断裂修复蛋白51的表达及意义

目的检测胃腺癌中细胞周期检测点激酶(CHK)1、2和DNA双链断裂修复蛋白(RAD)51的表达,分析三者在不同临床特征中的表达意义及相关性。方法以97例胃腺癌术后组织为观察组,以切端经病理证实为正常胃黏膜组织80例为对照组,应用免疫组化方法检测两组CHK1、CHK2和RAD51表达,分析其表达的特征及相关性。结果观察组CHK1、CHK2和RAD51表达的阳性率明显高于对照组,观察组CHK1、CHK2和RAD51表达与肿瘤的分化程度、浸润深度和临床分期相关,而与淋巴结转移无关。CHK1和RAD51、CHK2和RAD51的表达具有正相关性。结论 CHK1、CHK2和RAD51高表达可以有效促进胃腺癌发生和进展,CHK1、CHK2和RAD51具有一定协同作用。

EGFR抑制剂调节DNA双链断裂修复对放射敏感度影响的研究进展

0引言 肿瘤放射治疗过程中DNA损伤具有多样性，包括碱基和核苷酸水平的损伤以及DNA链断裂等。其中DNA双链断裂（double-strand breaks，DSBs）是最常见的损伤，DSBs的修复是一个很复杂的过程，通过以下两条途径进行修复：非同源末端连接（nonhomologous end-joining，NHEJ）和同源重组修复（homologous recombination，HR）。

小鼠扁桃体免疫细胞受照射后DNA双链断裂损伤修复的忠实性

观察了受照射小鼠瓦尔代尔扁桃体环 (WRE)在体细胞出现DNA双链断裂修复的忠实性 ,用6 0 Coγ射线照射后观察WRE细胞凋亡的最高峰 ,在此时间点处死小鼠 ,取WRE细胞分别用脂质体和电穿孔方法介导的基因转染技术 ,将双标记基因质粒 pPMH16导入细胞。研究WRE细胞DNA双链修复的忠实性。结果表明 ,未照射WRE细胞的抗G4 18转化克隆有 6 9.75 %的 gpt基因表达 ,说明大部分断裂的 gpt基因被忠实性地修复 ;2Gy、4Gy射线照射的WRE细胞的转化克隆只有 36 .0 5 %和 2 1.5 0 %的克隆能正确表达 gpt基因功能 ,说明WRE细胞照射后DNA双链断裂的修复显著低于正常细胞 ,且剂量越大 ,修复的忠实性越低。脂质体和电穿孔方法介导的基因转染技术可用于原代细胞基因转染的研究 ,照射后的WRE细胞易发生DNA双链断裂错误重接。

RAD51调控REV1参与DNA双链断裂修复

REV1是跨损伤聚合酶Y家族的重要成员之一,它不仅作为支架蛋白介导Y家族聚合酶招募至损伤位点完成跨损伤DNA合成(translesion DNA synthesis, TLS),还可利用自身的dCMP转移酶活性在一些损伤位点对侧整合dCMP参与TLS。此外,REV1也被报导参与调控同源重组修复。为进一步探讨REV1互作蛋白RAD51和RAD51C在其参与的同源重组修复通路中的调控作用,本研究采用脉冲氮激光微辐射实验,发现RAD51可调控REV1到双链断裂位点的募集。同时,免疫荧光实验结果证明REV1也反过来影响RAD51应答CPT损伤。然而敲低RAD51C并不影响REV1到DNA双链断裂位点的招募。结果表明,REV1和RAD51在HR通路中存在彼此相互调控的关系。

DNA双链断裂修复基因遗传多态性与非小细胞肺癌预后的相关性

目的探讨DNA双链断裂修复(DSBR)基因遗传多态性与非小细胞肺癌(NSCLC)预后的关联。方法应用聚合酶链反应-限制性片段长度多态性(PCR-RFLP)和TaqMan探针技术检测679例NSCLC新发病例的DSBR 10个SNP(rs6869366、rs1056503、rs3734091、rs861539、rs861537、rs1799794、rs16942、rs144848、rs1805794、rs2735383)的基因分型,应用Kaplan-Meier、Log rank检验和Cox回归模型进行预后分析。结果患者总体5年生存率为29.8%(95%CI:26.1%~33.5%)。化疗患者携带XRCC3 rs861539 CT+TT基因型的死亡风险低于携带CC基因型患者(MST:32月vs.60月HR=0.629,95%CI:0.411~0.962,P=0.032;aHR=0.623,95%CI:0.399~0.973,P=0.038);鳞癌患者携带BRCA1 rs16942 AG+GG等位基因型比携带AA基因型的预后差(MST:24月vs.31月;aHR=1.622,95%CI:1.139~2.310,P=0.007);非吸烟女性腺癌患者携带NBS1 rs2735383GC+CC基因型较携带GG基因型的死亡风险低(MST:41月vs.32月;aHR=0.420,95%CI:0.247~0.714,P=0.0 0 1);携带X R C C 3r s 8 6 1 5 3 9 C T+T T基因型的临床早期病例较携带CC基因型的死亡风险降低(aHR=0.444,95%CI:0.192~1.025,P=0.057);男性吸烟的早期患者携带NBS1 rs1805794CG+GG基因型比CC基因型的死亡风险高(aHR=2.768,95%CI:1.273~6.017,P=0.010);携带XRCC3 rs861537 AA基因型的临床晚期病例较携带GG基因型的死亡风险增加(aHR=1.750,95%CI:1.021~3.001,P=0.042)。联合分析发现,患者携带4个或5个不利基因型比携带≤3个不利基因型的死亡风险增加(aHR=1.153,95%CI:1.005~1.322,Ptrend=0.042)。结论DSBR基因遗传多态性可作为NSCLC患者预后评价的参考。

植物DNA双链断裂修复的保守性和特异性

文章概述了植物DNA双链断裂(double-strandbreak,DSB)修复的研究进展。从酵母、脊椎动物、植物在此领域已取得的成果来看,真核生物DSB修复在过程和参与蛋白方面均有一定的进化保守性;另一方面,植物的DSB修复有其特异之处。

DNA双链断裂修复通路和卵巢癌的关系

卵巢癌发生发展与DNA损伤累积引起的基因不稳定性和细胞行为异常密切相关。DNA双链断裂修复通路中最为重要的是同源重组和非同源末端连接机制以及最近发现的微同源介导的末端修复形式,能够快速准确地修复DNA双链断裂,对维持基因组稳定性起着至关重要的作用,对卵巢癌的基因诊断、基因治疗以及卵巢癌分子水平研究均有重要意义。

泛素连接酶Brl2在DNA双链断裂修复中的作用分析

组蛋白H2B单泛素化在基因转录、DNA复制及损伤修复中发挥着重要的调控作用。在裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe)中,Brl2作为一个泛素化连接酶,调节H2B的119位赖氨酸的单泛素化。目前,有关Brl2在DNA损伤修复中的作用研究较少,本研究利用药物喜树碱(camptothecin,CPT)处理裂殖酵母产生高毒性的DNA双链断裂(DNA double-strand breaks,DSBs),探索Brl2在DSB修复过程中的作用。研究发现,brl2基因缺失的菌株对CPT高度敏感,并导致细胞内DNA自发重组频率下降。荧光分析表明Brl2和重组修复蛋白Rad52共定位到DSB处,且Brl2促进Rad52在DSB处的募集。在CPT产生的DSB条件下,Brl2会发生磷酸化。以上研究发现揭示了Brl2在DSB修复过程中起重要作用,为具体阐明Brl2在DNA同源重组及双链断裂修复的分子机制奠定了进一步研究的基础。

DNA修复基因与肺癌关系的研究进展

肺癌是对人类健康与生命危害最大的恶性肿瘤之一。肺癌发生是个体对环境危险因素的易感性与环境致癌因素互相作用的结果,越来越多的研究表明DNA修复基因与肺癌关系密切。本文从核苷酸切除修复、碱基切除修复、DNA双链断裂修复、错配修复等方面对DNA修复基因与肺癌关系的研究进展做一综述。

肿瘤精准治疗新策略——靶向调控DNA损伤修复功能的长链非编码RNA

在过去的10年中,随着高通量测序技术的快速发展,在肿瘤中数以万计的长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)转录子被转录组测序发现。然而,绝大多数lncRNA的全长序列和作用机制尚不清楚,明确这些lncRNA的功能是一项极具挑战性的工作。DNA损伤修复(DNA damage repair,DDR)在肿瘤耐药中的机制,以及利用DDR功能异常的“协同致死”治疗策略已成为目前的研究热点。近年的研究发现,lncRNA通过参与肿瘤相关信号通路的调控而影响肿瘤的发生发展、放化疗和靶向治疗效果。其中,DDR修复机制会直接影响放化疗效果。已有少数研究发现,lncRNA直接或间接参与DDR功能的调控,如何针对lncRNA异常表达导致肿瘤细胞DDR功能缺失发展新的治疗策略,将是极具应用前景的研究方向。

耐辐射异常球菌DNA损伤修复重要功能蛋白的研究进展

耐辐射异常球菌(DR)具有对致死剂量的电离辐射极端的抗性,但对其超强辐射抗性的分子机制仍缺乏深入了解。耐辐射异常球菌基因组分析显示其拥有许多与修复相关的基因或蛋白,转录组学和蛋白组学分析等研究表明该菌能通过复杂的代谢途径控制的网络系统有效地调整并修复DNA。近年来已分析和鉴定了许多与DNA损伤修复,特别是辐射诱导的DNA双链断裂修复相关的蛋白,这些功能蛋白的研究有助于我们加深对其极端抗性机理的认识。主要针对DR双链断裂修复系统中重要功能蛋白的研究进展进行了概述,以期为DNA修复机理的基础研究及应用研究奠定基础。

DNA末端保护盾Shieldin在DNA损伤修复中的研究进展

同源重组(homologous recombination,HR)与非同源末端连接(non-homologous end joining,NHEJ)的选择机制是DNA双链断裂损伤修复的前沿科学问题。末端切除是HR修复的标志性事件,53BP1通过竞争BRCA1介导的末端切除将修复途径从HR转向NHEJ进行。近年来,多个课题组同时发现并证实Shieldin复合物是53BP1介导的两种修复途径选择的下游效应因子。Shieldin是由Rev7、SHLD1(C20orf196)、SHLD2(FAM35A)与SHLD3(CTC-534A2.2)组成的复合体蛋白,能够限制末端切除并抑制HR修复,并以53BP1依赖的方式促进NHEJ修复。该文对Shieldin结构组装、工作与活性调节机制的研究进展进行综述,同时关注Shieldin对肿瘤治疗干预的临床价值,以期为肿瘤耐药机制与逆转耐药研究提供新的线索分子。

子宫内膜腺癌组织中RAD51、BRCA1蛋白的表达变化及其意义

目的观察子宫内膜腺癌组织中DNA双链修复蛋白(RAD51)、乳腺癌易感基因1(BRCA1)蛋白的表达变化,分析二者与子宫内膜腺癌发生发展的关系。方法收集子宫内膜腺癌组织52例、正常增生期子宫内膜组织45例,采用免疫组化法检测RAD51、BRCA1蛋白,分析RAD51、BRCA1蛋白表达与子宫内膜腺癌临床病理参数的关系。结果子宫内膜腺癌组织、增生期子宫内膜组织中BRCA1蛋白阳性分别为21(40.4%)、42(93.3%)例,RAD51蛋白阳性分别为42(80.8%)、7(15.6%)例,子宫内膜腺癌组织与增生期子宫内膜组织中BRCA1、RAD51蛋白阳性表达率相比,P均<0.05。子宫内膜腺癌组织BRCA1阳性的21例中,RAD51阳性9例;RAD51阳性的33例中,BRCA1阳性9例;BRCA1、RAD51蛋白表达呈负相关关系(r=-0.325,P<0.05)。BRCA1、RAD51蛋白表达与子宫内膜腺癌患者年龄、分化程度、FIGO分期、肌层浸润深度、淋巴结转移情况无关(P均>0.05)。结论子宫内膜腺癌组织中BRCA1蛋白阳性表达率降低,而RAD51阳性表达率升高;RAD51、BRCA1蛋白表达异常可能与子宫内膜腺癌的发病有关。

舌鳞癌组织中CHK1和RAD51的表达及其临床病理意义

目的:研究舌鳞状细胞癌和癌旁正常上皮组织中,细胞周期检测点激酶1(checkpoint kinase 1,CHK1)和DNA双链断裂修复蛋白(RAD51)的表达水平及其临床病理意义。方法 :45例舌鳞状细胞癌和10例癌旁正常上皮组织常规制作石蜡包埋切片,CHK1和RAD51染色方法为EnVisionTM免疫组织化学法;应用统计软件SPSS 13.0行χ2检验。结果:舌鳞状细胞癌中CHK1和RAD51表达阳性率明显高于癌旁正常上皮(χ2=3.67,P=0.05)。组织学分级I～II级、临床分期I～II期及无颈部淋巴结转移的病例,其CHK1和RAD51表达阳性率,明显低于组织学分级III～IV级、临床分期III～IV期及颈部淋巴结转移的病例(P<0.05)。结论:CHK1和RAD51的表达水平,对舌鳞状细胞癌的发生、进展、临床生物学行为等方面可能有重要影响,CHK1和(或)RAD51阳性表达者预后不良。

DNA双链损伤修复机制在高糖诱导的内皮细胞衰老中的作用研究

目的用高糖诱导人脐静脉内皮细胞衰老,检测衰老内皮细胞DNA双链损伤及修复机制相关蛋白的变化,从而探讨DNA双链损伤修复机制在高糖诱导的内皮细胞衰老中的作用。方法在不同糖浓度5.5mmol/L、11 mmol/L、22 mmol/L、33 mmol/L条件下培养人脐静脉内皮细胞72 h,进行老化β-半乳糖苷酶染色鉴定其衰老情况,流式细胞仪测细胞内活性氧水平,酶标仪测定细胞上清液NO含量,Western blot检测DNA损伤相关蛋白γ-H2AX及磷酸化P53蛋白表达水平,观察共济失调毛细血管扩张症突变基因(ataxia telangiectasia mutated,ATM)抑制剂KU55993干预后,DNA损伤修复机制相关蛋白的变化以及对细胞衰老的影响。结果与正常糖浓度(5.5 mmol/L)相比较,高糖培养组细胞老化β-半乳糖苷酶染色阳性率明显增加,伴有活性氧水平增加及NO浓度降低;且随糖浓度上升有明显变化。随着糖浓度升高,细胞内γ-H2AX水平和磷酸化P53水平有明显增加,高糖组与正常糖浓度组比较差异有统计学意义,不同高糖浓度组间差异有统计学意义。甘露醇组与正常糖浓度组比较差异无统计学意义。KU55993+22 mmol/L高糖组的细胞内γ-H2AX水平和磷酸化P53水平均降低,细胞老化β-半乳糖苷酶染色阳性率也降低,与22 mmol/L高糖组比较差异有统计学意义。结论高糖可能通过氧化应激和降低保护性因子NO而加剧DNA双链损伤,从而促进内皮细胞老化;DNA双链损伤修复机制相关蛋白ATM-P53通路可能是高糖诱导细胞衰老加速的重要环节。