Ku蛋白在肿瘤发生中的作用及其靶向抑制策略

Ku蛋白参与辐射诱导的DNA损伤修复,严重影响着肿瘤细胞的辐射敏感性。细胞内Ku蛋白异常表达与肿瘤发生和发展存在密切关系。目前,研究者试图抑制Ku蛋白表达来增强肿瘤细胞的辐射敏感性,为进一步靶向治疗奠定基础。     

DNA链间交联的修复与辐射敏感性

实体肿瘤中存在大量的乏氧细胞。辐射可以导致这些乏氧细胞产生DNA链间交联(DNA interstrand cross-links,ICL)。ICL对细胞具有潜在的致死性毒性作用。细胞通过核酸切除修复、同源重组等方式修复ICL。但这种修复需要数小时才能完成。抑制ICL修复,有可能成为提高辐射敏感性的一种策略。     

DNA损伤修复与肿瘤烷化剂化疗

DNA损伤修复能够使肿瘤细胞耐受化疗药物造成的DNA损伤而存活,因此,调节某种特殊的DNA修复路径可以增强化疗药物的疗效。另外,有些DNA修复路径在一些肿瘤细胞中是失活的。目前,以DNA修复蛋白O^6甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶（MGMT）和错配修复蛋白作为调节靶标,提高化疗效果的联合用药策略正在进行各期临床实验。靶向DNA修复机制增强抗肿瘤化疗药物的疗效、克服肿瘤耐药正成为肿瘤个体化化疗研究的一个重要领域。     

电离辐射损伤与DNA修复基因

DNA辐射损伤直接影响复制、转录和蛋白质合成，进而影响细胞遗传、发育、生长和代谢等生命活动。DNA损伤还是突变的重要原因，而严重的突变可造成细胞癌变，导致肿瘤的发生。然而，生物体内存在着DNA损伤修复系统，其中DNA修复基因起着重要的作用。     

DNA双链断裂修复途径中重要的修复蛋白

DNA双链断裂修复是DNA损伤最主要的修复途径之一,修复基因可以修复DNA损伤,保持遗传信息的完整性,从而抑制肿瘤的发生。目前已知参与DNA双链断裂损伤修复的机制有两种——非同源性末端连接和同源重组修复机制。该文介绍了参与非同源末端连接和同源重组修复机制的几种重要的修复蛋白。     

低剂量辐射对细胞 DNA 修复兴奋效应

目的研究低剂量电离辐射对细胞ＤＮＡ双链断裂修复及基因突变适应性的兴奋效应，并探测辐射诱导ＤＮＡ结合蛋白。方法实验用小鼠ＳＲ－１细胞，６０Ｃｏγ射线照射；用６－巯基鸟嘌呤筛选ｈｐｒｔ基因突变克隆；脉冲电场凝胶电泳检测ＤＮＡ双链断裂；Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔｅｒｎ印迹杂交探测ＤＮＡ结合蛋白。结果细胞受１ｃＧｙ预照射后１８小时、２４小时显著降低３Ｇｙ照射诱发的ｈｐｒｔ基因突变频率。预先受单次１ｃＧｙ照射刺激，或每天照射一次，连续１０天，显著增加３Ｇｙ照射细胞的ＤＮＡ双链断裂修复效率。１ｃＧｙ照射细胞后１６小时提取的核蛋白中，探测到损伤ＤＮＡ结合蛋白的诱导合成。结论低剂量辐射通过调节某些细胞辐射反应调控基因表达，诱导合成ＤＮＡ修复反应蛋白，增强细胞ＤＮＡ修复能力，减少基因突变的发生，提高细胞维持遗传稳定性机能。     

Ku70对同源重组修复蛋白Rad51的调节作用

目的 研究非同源末端连接(NHEJ)蛋白Ku70对同源重组(HR)修复蛋白Rad51的调节作用,初步探讨HR与NHEJ间协同作用的机制。 方法 采用Western blot法观察特异性增高和降低Ku70蛋白水平后Rad51蛋白表达水平的变化情况。 结果 靶向Ku70基因小干扰RNA(siRNA)单纯转染组Rad51蛋白的表达水平较空白对照组明显下降;Ku70高表达载体PGCsi3.0-hKu70转染肿瘤细胞后,随着Ku70表达水平的升高,Rad51水平也随之升高。 结论 Ku70可能对Rad51有正调控作用,NHEJ可能通过Ku70对Rad51的调节来实现其与HR的协同作用。     

错配修复系统缺陷对肿瘤放化疗的影响

在肿瘤干细胞和增殖性肿瘤细胞中,广泛存在错配修复(MMR)系统的功能缺失。对于接受化疗的肿瘤,若MMR缺失,可导致细胞绕过细胞周期的G2/S期循环阻滞,产生对化疗药物的抗性。在I临床上,即使是06-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶阴性的胶质瘤细胞也会因MMR的缺失,对替莫唑胺产生抗性。对于接受放射治疗的肿瘤,MMR缺失的作用表现为相互矛盾的两个方面:首先,MMR缺失可导致肿瘤细胞对辐射挠陛的提高,细胞不出现凋亡和自吞噬;另一方面,预先给予放射增敏剂5-碘-2'-脱氧尿苷(IUdR)等药物后,MMR的缺失会导致DNA中掺杂大量未被修复的IUdR等基团,从而提高肿瘤细胞的辐射敏感性。     

电离辐射损伤与DNA修复基因

DNA辐射损伤直接影响复制、转录和蛋白质合成,进而影响细胞遗传、发育、生长和代谢等生命活动。DNA损伤还是突变的重要原因,而严重的突变可造成细胞癌变,导致肿瘤的发生。然而,生物体内存在着DNA损伤修复系统,其中DNA修复基因起着重要的作用。     

Formation and repair of clustered damaged DNA sites in high LET irradiated cells

Purpose: Radiation with high linear energy transfer (LET) produces clustering of DNA double-strand breaks (DSB) as well as non-DSB lesions. Heat-labile sites (HLS) are non-DSB lesions in irradiated cells that may convert into DSB at elevated temperature during preparation of naked DNA for electrophoretic assays and here we studied the initial formation and repair of these clustered damaged sites after irradiation with high LET ions.

Materials and methods: Induction and repair of DSB were studied in normal human skin fibroblast (GM5758) after irradiation with accelerated carbon and nitrogen ions at an LET of 125 eV/nm. DNA fragmentation was analyzed by pulsed-field gel electrophoresis (PFGE) and by varying the lysis condition we could differentiate between prompt DSB and heat-released DSB.

Results: Before repair (t = 0 h), the 125 eV/nm ions produced a significant fraction of heat-released DSB, which appeared clustered on DNA fragments with sizes of 1 Mbp or less. These heat-released DSB increased the total number of DSB by 30–40%. This increase is similar to what has been found in low-LET irradiated cells, suggesting that the relative biological effectiveness (RBE) for DSB induction will not be largely affected by the lysis temperature. After 1–2 hours repair, a large fraction of DSB was still unrejoined but there was essentially no heat-released DSB present.

Conclusions: These results suggest that high LET radiation, as low LET gamma radiation, induces a significant fraction of heat-labile sites which can be converted into DSB, and these heat-released DSB may affect both induction yields and estimates of repair.     

DNA损伤修复及细胞周期检控点激活的研究进展

新近的研究结果使人们对DNA损伤诱导的细胞和分子事件,特别是与DNA损伤反应和损伤修复相关蛋白的激活以及在DNA损伤部位的募集,有了更深入的认识;对细胞周期检控点的激活以及随后的细胞周期调控有了进一步的理解     

脑组织对DNA双链断裂的反应

DNA双链断裂是电离辐射引起的最严重DNA损伤形式,脑组织对DNA损伤的反应与其发展程度密切相关,脑组织中增殖细胞主要是通过同源重组进行修复,而分化细胞则通过非同源末端联接修复。DNA双链断裂信号通路相关因子的缺陷会导致一系列的有神经病理表现的人类遗传病。重点讨论电离辐射触发脑细胞DNA双链断裂后,信号转导相关因子和与相关因子导致的神经系统人类遗传疾病。     

应用脉冲电场凝胶电泳分析X射线诱发人骨肉瘤细胞DNA双链断裂与损伤修复效应

目的 研究电离辐射诱发人骨肉瘤肿瘤细胞DNA双链断裂与辐射损伤修复效应, 观察辐射损伤、损伤修复效应与肿瘤细胞辐射敏感性之间的关系。方法 选用强制均匀电场电泳, 分别测定经不同剂量X射线照射和相同剂量照射后培养不同时间, 人骨肉瘤Rho0和143.B肿瘤细胞株DNA双链断裂。结果 (1)X射线诱发人骨肉瘤肿瘤细胞的DNA双链断裂与辐射剂量呈线性正比关系; (2)培养后的人骨肉瘤肿瘤细胞对辐射诱发的DNA双链断裂具有一定修复能力; (3)Rho0比143.B细胞株具有更高的辐射敏感性; (4)脉冲电场凝胶电泳技术是分析人肿瘤细胞DNA双链断裂的敏感方法。结论 脉冲电场凝胶电泳是分析人肿瘤细胞DNA双链断裂的敏感方法; 电离辐射诱发人骨肉瘤细胞DNA双链断裂与损伤修复效应和肿瘤细胞的辐射敏感性有密切关系。     

Tip60基因沉默对细胞DNA双链断裂修复和辐射敏感性的影响

目的 探讨Tip60对细胞辐射敏感性的影响及相关机制。方法 采用siRNA和Tip60乙酰转移酶抑制剂漆树酸,抑制U2OS细胞中Tip60的表达或乙酰转移酶活性;用克隆形成率分析细胞对⁶⁰Co γ射线的敏感性;采用γ-H2AX原位免疫荧光集簇点法,检测DNA双链断裂损伤修复;用免疫共沉淀检测蛋白质的相互作用。结果 siRNA沉默Tip60表达明显提高了U2OS细胞对1、2 Gy中、低剂量γ射线的敏感性(t=3.364、3.979,P＜0.05),但对4 Gy大剂量照射的细胞存活率无明显影响。γ-H2AX集簇点检测结果表明,照射后1、4和8 h,Tip60失活导致细胞DNA双链断裂修复能力降低(t=3.875、3.183和3.175, P<0.05)。细胞在受到电离辐射损伤后,Tip60与DNA修复蛋白DNA-PKcs发生相互作用,漆树酸能抑制DNA-PKcs的T2609位点的磷酸化。结论 Tip60通过与DNA-PKcs相互作用,调控细胞DNA双链断裂修复机制,对细胞辐射敏感性产生影响。