DNA损伤修复过程中H2AX磷酸化的调控及其意义

组蛋白2A变异体（histone family 2A variant,H2AX）在DNA双链断裂（double-strand break,DSB）损伤时可以发生不同的翻译后修饰,包括磷酸化、乙酰化、甲基化和泛素化。通过这些修饰,H2AX标记损伤的DNA双链,促进局部DNA修复因子和染色体重塑因子的募集,维持基因组的稳定性。这对于DSB的有效修复及细胞周期从周期检查点的恢复都是十分必要的。另外,H2AX在DSB信号通路必不可少的作用及其在肿瘤发生早期被激活事件,使它成为肿瘤生物学研究中的热点基因蛋白。本文中重点阐述近几年H2AX在DSB损伤修复中的研究进展,同时提出将它作为一个表观遗传标记,在人类肿瘤的早期诊断和治疗中的潜在应用价值。     

组蛋白H2AX磷酸化与肿瘤放疗敏感性关系的研究进展

目的:总结国内外关于组蛋白H2AX磷酸化与肿瘤放疗敏感性关系的研究现状.方法:应用检索Medline及维普期刊全文数据库检索系统,以"组蛋白、H2AX、磷酸化、DNA修复、肿瘤、放疗和敏感性"等为关键词,检索2000-01～2007-08相关组蛋白H2AX与放疗敏感性方面的文献.资料选择:对资料进行初选,组蛋白H2AX的生物学功能与肿瘤放疗敏感性的关系等方面的文献.纳入标准: 1)关于组蛋白H2AX的生物学功能的研究.2)关于组蛋白H2AX磷酸化可以指示放疗敏感性的研究.3)关于组蛋白H2AX磷酸化与提高放疗敏感性的研究.资料提炼:粗选有百余篇关于组蛋白H2AX方面的文章,根据纳入标准,精选50篇文献,最后纳入分析24篇文献.结果:组蛋白H2AX在DNA发生双链断裂损伤时发生磷酸化,磷酸化的H2AX参与DNA损伤修复和维持基因组稳定性;由于γ-H2AX的数量与DNA损伤的数量存在一一对应的关系,因此,γ-H2AX可以作为低剂量电离辐射后衡量肿瘤放疗敏感性的指示器;通过抑制H2AX上游的激酶阻止H2AX被磷酸化,或直接抑制γ-H2AX在DNA修复进程中的功能,或应用潜在的电离辐射致敏荆,可以延长电离辐射后γ-H2AX的持续时间,增加未被修复的DNA损伤的数量.从而促进肿瘤放疗的有效性.结论:组蛋白H2AX可以作为肿瘤放疗敏感性潜在的靶分子,为提高肿瘤放射治疗疗效提供了新途径.     

组蛋白H2AX的磷酸化及其在肿瘤中的应用

组蛋白H2AX磷酸化与DNA损伤及修复密切相关,并在细胞周期检测点调控、基因组稳定的维持和肿瘤抑制中起着重要作用。文章对组蛋白H2AX磷酸化在检测肿瘤致癌物、探讨肿瘤发生机制及指导肿瘤放化疗等方面作一综述。     

组蛋白H2AX与DNA损伤的分子感应

DNA双链断裂是电离辐射对DNA的重要损伤类型,与细胞死亡、基因突变甚至细胞恶性转化有密切联系。DNA发生双链断裂后最早反应之一是位于断裂点附近的组蛋白H2AX的C末端丝氨酸残基发生磷酸化,形成γ-H2AX。磷酸化的γ-H2AX快速转导DNA损伤信号,导致下游分子磷酸化的激活,引发一系列的生物级联反应和和细胞学反应。γ-H2AX是迄今所研究的最重要的DNA损伤感应分子。     

X射线诱导γH2AX焦点形成的定量分析及其致DNA双链断裂的动态变化

目的 比较DNA依赖蛋白激酶催化亚基(DNA-PKcs^+/+)和DNA-PKcs^-/-小鼠胚胎成纤维细胞(MEF) X射线诱导γH2AX焦点形成的定量分析,并对鼻咽癌SUNE-1细胞进行X射线致DNA DSB动态变化。方法 采用蛋白印迹检测DNA-PKcs蛋白表达情况,细胞免疫荧光检测X射线5 Gy诱导的γH2AX焦点形成,通过ImageJ软件分析γH2AX焦点形成数量的差异。结果 DNA-PKcs在DNA-PKcs^-/-和DNA-PKcs^+/+ MEF细胞中分别表达缺失和正常。应用γH2AX焦点/细胞和γH2AX焦点/mm²分析方法动态分析X射线诱导的DNA-PKcs^+/+、DNA-PKcs^-/-MEF细胞和SUNE-1细胞DSB形成的总体趋势一致;照后 0.5~1.0 h大量γH2AX焦点形成,DNA-PKcs^+/+ MEF细胞于照后6.0 h完成修复,DNA-PKcs^-/-MEF和SUNE-1细胞X射线后于照后24.0 h完成修复。γH2AX焦点/细胞的峰值出现在照后1.0 h,γH2AX焦点/mm²的峰值则出现在照后0.5 h。对于DNA-PKcs^+/+和DNA-PKcs^-/-MEF细胞,γH2AX焦点/细胞在照后0.5、1.0、3.0、6.0、12.0 h的不同,而γH2AX焦点/mm²在照后3.0、6.0、12.0 h不同。结论 利用细胞免疫荧光动态检测照后致γH2AX焦点/细胞或γH2AX焦点/mm²的分析方法为动态定量研究DSB损伤及修复提供了新的思路。     

p53在调控DNA损伤所致MDA-MB-231细胞死亡中的作用及其机制

目的：研究p53在调控DNA损伤所致乳腺癌MDA-MB-231细胞死亡中发挥的作用及其相关机制。方法：采用5 J/m²短波紫外线UVC体外照射MDA-MB-231细胞建立DNA损伤模型,通过Western blot检测磷酸化H2AX以鉴定DNA损伤程度,并采用Westernblot检测细胞死亡相关蛋白p21、PARP、磷酸化p53和p53,以及核因子NF-90表达的变化。结果：与对照组比较,5 J/m² UVC处理细胞0.5 h后即检测到明显的H2AX磷酸化（P < 0.05）,表明成功建立了DNA损伤模型;同时,p21发生降解并持续保持低表达状态,p53开始发生磷酸化（p-p53增加,P < 0.05）,处理8 h后观察到PARP的剪切增加（P < 0.05）,而p53和NF-90蛋白表达未发现明显改变。结论：MDA-MB-231细胞通过p21-PARP途径发生死亡,而磷酸化p53的增加则可以促进细胞存活,从而抑制DNA损伤引起的细胞死亡。     

DNA依赖性蛋白激酶催化亚基在非同源末端连接修复中作用的研究进展

DNA的精确复制对维持基因组稳定性具有重要作用,而DNA双链断裂(DSB)损伤可能诱导细胞凋亡和染色质重排,在肿瘤的发生发展过程中发挥作用。DNA依赖性蛋白激酶催化亚基(DNA-PKcs)是磷脂酰肌醇3-激酶样蛋白激酶(PIKK)家族中相对分子质量最大及表达量最高的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶。与Ku70/80结合后,DNA-PKcs在离子辐射诱导DSB后的非同源末端连接(NHEJ)有效修复过程中,发挥非常重要的作用。DNA-PKcs或其他NHEJ修复因子的缺失会导致辐射敏感性和DSB的未修复,以及V(D)J重组缺陷和免疫缺陷。本文主要对DNA-PKcs的结构,在DSB位点的募集与激活,在NHEJ修复中的作用过程及其与疾病的关系进行总结与展望,希望能为DNA-PKcs的深入研究及临床应用提供理论基础。     

DNA修复蛋白RAD52在同源重组中的作用及其在肿瘤中的研究进展

DNA损伤修复在维持细胞基因组稳定性和机体存活中发挥重要作用。DNA双链断裂（Double strandbreaks,DSBs）是DNA损伤最严重的形式。同源重组修复（homologous recombination repair，HRR）是体内参与DSBs损伤修复的重要机制之一，其中DNA修复蛋白RAD52是体内参与同源重组DNA修复的关键因子。RAD52的表达水平异常与非小细胞肺癌、胃癌、鼻咽癌、乳腺癌等肿瘤的发生、发展相关。本文对DNA修复蛋白RAD52在肿瘤研究中的应用这一热点问题进行综述。     

叠氮胸苷对人胶质瘤细胞辐射后DNA双链损伤修复的影响

目的 观察逆转录酶抑制剂叠氮胸苷（AZT）对人脑胶质瘤U251放射性DNA损伤双链修复（DSB），探讨其放射增敏的机制。方法实验分为4个组：空白组：未行AZT与7一射线处理；放射组：细胞接受2Gyγ射线单次照射；加药组：细胞培养液中加入终浓度为0.8mm／L的AZT，作用24h；药放组：细胞经过0．8mm／L的AZT作用24h后，再行2Gyγ射线单次照射。用中性单细胞凝胶电泳方法检测辐射后DNA双链断裂（尾矩）。结果 空白组与加药组细胞无慧尾，表明AZT本身不会导致DNADSB。而放射组和药放组均出现明显的彗星图象，药放组的初始DSB与放射组相比无显著性差异（P〉0.05）。但前者的修复速度较慢，照射后2h放射组的DSB基本修复完全，而药放组仍有50％的残留。结论 AZT的放射增敏作用机制与其对DNADSB的修复有关。     

柠檬酸转运体SLC25A1对食管鳞癌细胞体外放射敏感性的影响及其分子机制

目的： 探讨线粒体柠檬酸转运体SLC25A1对食管癌细胞体外放射敏感性的影响及其分子机制。方法： 采用癌症基因组图谱（TCGA）数据库及UALCAN交互式网络工具比较分析184例食管癌组织与11例正常组织的SLC25A1 mRNA表达水平的差异；采用亚致死剂量X射线多次暴露法建立放射抵抗及对照组食管癌细胞系，放射克隆存活法线性二次靶模型分析两株食管癌细胞株放疗反应性的差异；多次X射线照射（总剂量6.0 Gy）上述两株食管癌细胞后，Hoechst33258染色荧光显微镜观察细胞凋亡形态学变化，流式细胞术检测细胞活性氧水平；免疫印迹法分析慢病毒小发夹RNA稳定转染敲低SLC25A1表达对DNA损伤修复关键信号分子H2AX和DNA-PKcs磷酸化水平的影响。结果： TCGA肿瘤组织数据库比较分析证实，与正常食管组织比较，食管癌组织SLC25A1 mRNA表达水平升高1.65倍（P=1.64×10^-4）；多轮亚致死剂量暴露法构建的放射抵抗食管鳞癌细胞株SLC25A1蛋白表达水平较对照组升高2.36倍（P < 0.05）；与对照组比较，稳定敲低SLC25A1表达的放射抵抗食管癌细胞株凋亡率增加1.58倍（P < 0.05）；活性氧水平下调（65.3±14.3）%（P=0.007）；并下调磷酸化H2AX（Ser139）和磷酸化DNA-PKcs（Ser2056）水平（P均 < 0.05）。结论： SLC25A1可能是一种参与食管鳞癌发病和放射抵抗的癌基因，通过下调活性氧水平，抑制DNA损伤修复，诱导细胞凋亡并可作为食管鳞癌放射增敏的潜在分子靶标。