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EMBO | 抑制DNA修復機制提高化療效果

2021-06-26知識

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收錄於話題 前沿分子生物學機制


化療的作用是阻止或減緩癌細胞的生長,癌細胞生長和分裂的很快。與針對特定區域的放療或手術不同,化療可以在全身發揮作用。然而,也有一些腫瘤細胞以某種方式逃避化療的影響。現在,西班牙國家癌癥研究中心(CNIO)的研究人員報告說,他們已經發現了腫瘤細胞如何設法修復化療的損傷並使其存活,並計劃利用這些知識來促進癌癥治療。

他們的研究「PrimPol-mediated repriming facilitates replication traverse of DNA interstrand crosslinks」發表在【The EMBO Journal】上,由Juan Méndez博士和CNIO的DNA復制小組領導。


研究人員發現,名為PrimPol的蛋白質是幫助這些腫瘤細胞逃避化療的關鍵。


研究人員寫道:「內源性醛類或化療藥物誘導的DNA鏈間交聯(ICLs)會幹擾復制和轉錄等重要過程。Fanconi貧血途徑對ICL的辨識和修復需要形成X形DNA結構,這可能是由於兩個復制叉在交聯處的會聚或單個復制叉穿過病變所致。在這裏,我們報告說,ICL遍歷嚴格要求損傷下遊的DNA重組事件,這些事件是由PrimPol執行的,PrimPol是繼Polα/Primase之後在哺乳動物細胞中發現的第二種引發酶-聚合酶。」


ICL 病變可能是某些毒素的結果,例如化療藥物。ICL是一種毒性很強的DNA損傷,透過抑制DNA鏈的分離來阻止轉錄和復制。研究人員關註的是當錯誤是ICL病變時PrimPol的功能。


正如Méndez解釋的那樣,「ICL是兩條鏈之間的化學鍵,是一種防止它們分離的訂書釘。如果細胞試圖分裂,染色體就會最終斷裂。」


PrimPol屬於一個叫做「primases」的蛋白質家族。2013年,來自Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CSIC)的Méndez和Luis Blanco發現了PrimPol的重要性,它允許細胞機器使用寫在DNA中的指令,即使它包含錯誤。

當 DNA 復制蛋白檢測到雙螺旋中的缺陷時,它們通常會被阻斷。但是,PrimPol允許在出現錯誤後繼續讀取DNA。Méndez 解釋道:「PrimPol提供了一種‘即時解決方案’來繞過堵塞,讓細胞有機會在以後修復DNA中的錯誤。」

他們的研究結果表明,如果沒有PrimPol,腫瘤細胞可能對化療更敏感。研究人員寫道:「這些結果為靶向PrimPol活性以提高基於DNA交聯劑的化療療效提供了可能性。」

「如果我們能夠抑制這些細胞中的PrimPol功能,我們就可以提高化療的效率。」研究人員指出。

研究人員還指出,他們的發現可以為一種名為Fanconi貧血的罕見疾病提供新的見解。研究人員觀察到,PrimPol透過一個叫做FANC的蛋白質家族促進ICL損傷的修復。降低FANC活性的基因缺陷會導致Fanconi貧血。

「Fanconi貧血患者的治療選擇很少,但基因治療開始取得非常有希望的結果。」研究人員說,「任何有助於更好地了解ICL修復途徑的進展都可能在不久的將來被證明是有用的。」