DNA损伤修复与肿瘤耐药.pdf

中国环境诱变荆学会第1 4 届学术交流会议论文集大小及纯度，凝胶用数字图像分析系统进行分析用巢式P C R 方法进行线粒体D N A 8 8 9 b p 、3 8 9 5 b p 和7 4 3 6 b p的缺失分析，并与未照射细胞进行比较；并将纯化的最后一轮P C R 产物进行D N A 测序和核苷酸同源性分析结果：用于分析线粒体D N A 3 8 9 5 b p 缺失的并引物对可特异性扩增出线粒体D N A 3 8 9 5 b p 缺失，该扩增产物经纯化、测序证实线粒体缺失发生粒体D N A 序列的n t 5 4 8 - 4 4 4 3 之间用于扩增线粒体D N A 8 8 9 b p 的引物对可扩增出目的D N A 片段，同时也可扩增出未发生缺失的D N A 片段，扩增产物经纯化、测序，证实线粒体缺失发生粒体D N A 序列的n t l1 6 8 8 ～1 2 5 7 6 之间所有未照射细胞无线粒体D N A S S 9 b p 和3 8 9 5 b p的缺失而照射前后m t D N A 7 4 3 6 b p 缺失并未增加结论：电离辐射可诱发淋巴细胞线粒体D N A 8 8 9 b p 和3 8 9 5 b p 的缺失，而对7 4 3 6 b p 缺失影响不大。

D N A 损伤修复与肿瘤耐药杜利滑樊E 跃中国医学科学院放射医学研究所天津市南开区白堤路2 3 8 号天津3 0 0 1 9 2O 引言烷化剂、铂类复合物和拓扑异构酶抑制剂类等肿瘤化疗药物均以D N A 作为其作用靶点，在临床上应用广泛，但其自发性和获得性耐药也是临床急需解决的问题而D N A 修复能力的改变是引起该类药物耐药的重要因素不同类型的D N A 损伤用不同的修复机制理解D N A 修复通路可使我们对该通路中参与抗癌药物抵抗的相关因素有所了解，从而可通过调节D N A 修复能力来改善耐药增强敏感性本文根据D N A修复方式的不同，分别从直接修复、N E R 、B E R 、M M R 和H R 等角度出发，就其同D N A 损伤类药物敏感性间关系作一综述l 直接修复0 6 - 烷基化鸟嘌呤和O 缸烷基化胸腺嘧啶修复是目前研究最多的直接修复烷基化药物，比如N N N G和M M S ，都能在鸟嘌呤的0 6 和胸腺嘧啶的0 4 上进行修饰最早发现的是甲基化修饰，相应的去除这个甲基化的酶就叫0 6 甲基鸟嘌呤甲基转移酶( M G M T ) M G M T 介导的修复过程不同于其它D N A 修复通路；它不是作为修复复合体的一部分而是以单独形式发挥作用的。

不切除受损的碱基而直接逆转D N A 的烷基化【l 】，特异性地移除由抗癌药M M S 、T M Z 造成的0 6 位鸟嘌呤的甲基化[ 2 】，从而在不造成D N A 链损伤的情况下即可恢复核苷酸的最初状态因此，M G M T 决定着烷化剂的药物敏感性M G M T 被认为是参与烷化剂抵抗的最主要因素据报道在对烷基化类抗肿瘤药物抵抗的细胞中发现有M G M T 表达的改变【3 】体内外实验均表明，肿瘤细胞M G M T 的活性和其对甲基化药物的敏感性间有相关性【4 】，去除M G M T 可使0 6 烷化药物的抵抗被去除[ 5 1 B u e c o l i e r o 等用免疫组化法检测了1 2 例复发的退行性神经胶质瘤组织中M G M T 的表达及其启动子的甲基化结果提示M G M T 可作为神经胶质瘤对烷化剂的化疗敏感性的生物指标，但M G M T 单独还不足以预测烷化剂的疗效【6 】另外肿瘤对三氮烯类和亚硝腮类药物抵抗的主要因素也是M G M T ，它的缺失可逆转对上述药物的耐药【7 1 而且M G M T 已经被认为是决定喜树碱敏感性的重要因素，并且可能在t o p oI 所介导的D N A 损伤中发挥重要作用【l 】当M G M T 将甲基化基团转移至自身的半胱氨酸后，该酶被不可逆灭活，因此需要新合成蛋白来保持酶的活性，但这是有饱合性的。

当0 6 位甲基化过多时可使M G M T 减少，这些留下未修复的鸟嘌呤在D N A2 0 9中国环境诱变荆学会第1 4 届学术交流会议论文集复制时优先和胸腺嘧啶配对，从而激活M M R 通路2M M R错配修复( M i s m a t c hr e p a i r ，M M R ) 是一种复制后的D N A 修复过程，可修复单个碱基的错配和D N A错误复制或药物处理后所形成的环形错配【9 】和后面提到的N E R 、B E R 不同的是，M I V l R 需要区别复制后的子链和母链因为M l V l R 只靶向修复新合成的姐妹链，而对模板链上0 6 位的甲基化不修复假如M M R试图去修复这种错配，经过反覆的再合成循环( 无效循环) 最终会导致D N A 双链断裂，激活凋亡通路，导致细胞死亡1 1 0 ，n J M M R 通路在引起烷化剂抵抗中发挥着重要的作用【1 2 】实验中发现，M M R 缺陷细胞对甲基化药物链唑霉素和替莫唑胺高度敏感【1 3 】M G M T 和M M R 同时缺陷的细胞其对甲基化剂的敏感性增加1 0 0 倍【1 4 1 ．因此，M G M T 在烷化剂抵抗中具有核心作用，是调控药物抵抗的理想靶点。

抑制M M R 可通过抵亿H l或h M S H 2 的基因突变，或通过h M L H I 启动子的甲基化的方式获得最近研究发现替莫唑胺治疗恶性胶质瘤时可通过抑制M M R 相关蛋白M S H 6 来靶向抑制M M a [ 1 5 1 因此在低表达M G M T 而l V I M R 系统正常的肿瘤治疗中，烷化剂可发挥最佳的治疗效果进一步研究表明，I V l M R 也参与顺铂抵抗体外实验发现顺铂抵抗的细胞系常有错配修复基因的h M L H l的突变【1 6 1 L i n 和H o n e c k e r 的研究也证实M M R 在铂类化合物的敏感性中发挥重要作用【1 7 ，1 引然而临床配对实验却未发现h M S H 2 和h M L H l 的表达同卵巢癌对顺铂的敏感性及存活率间具有相关性【1 9 1 在做M M R和铂类化合物敏感性分析时也显示出不同的药物不同的结果【2 0 】因此对M M R 在铂类药物耐药中的作用还需进一步探讨3B E R自然界采用的最为普遍的修复机制是切除受损的碱基然后用正常的碱基代替这一类修复机制称为碱基切除修复( B a s ee x c i s i o nr e p a i r ，B E R ) 。

B E R 通路在修复由烷化剂引起的D N A 损伤中发挥重要作用如人A P 核酸内切酶( A P E l ／R e n ) 的活性参与了人胶质瘤细胞对烷化剂的耐药该通路的重要性使得其组成蛋白成为药物治疗的有效靶点田】M M s 是一种单功能的烷化剂，在N 7 ．鸟嘌呤、N 3 ．胸腺嘧啶亲核酸中心使D N A 发生甲基化，产生N 7 ．烷化鸟嘌呤、N 3 ．烷化胸腺嘧啶和N 3 ．烷化鸟嘌呤，这些损伤D N A 均由M P G 来修复M N N G 和T M Z 也可产生不同比例的M P G 底物4 N E R核苷切除修复( n u c l e o t i d ee x c i s i o nr e p a r i ，N E R ) 是一个由多酶组成的D N A 修复通路，在人类肿瘤的药物耐受中发挥重要作用【2 3 】几种N E R 基因包括X P B 、X P A 和E R C C l 均已显示其同肿瘤细胞对抗癌药物抵抗间有关1 2 4 1 E R C C l 是N E R 的一个重要组成蛋白，大量生化和临床实验证据表明E R C C l 水平对于修复顺铂D N A加合物及对顺铂化疗的敏感性很重要1 2 5 】。

S h i m i z u 随机检测了4 4 0 位肺癌患者组织E R C C lm R N A 表达水平，初步数据表明E R C C lm R N A 水平较低组对顺铂的敏感性明显高于对照组【2 5 】免疫组化检测了7 6 1 个部分已接受辅助化疗的非小细胞肺癌的术后标本，结果显示顺铂治疗效果较好的病例同其E R C C l 的缺失有关提示行全切后的非小细胞肺癌及E R C C I 阴性肿瘤行顺铂为主的辅助化疗其疗效要好于E R C C l 阳性的肿瘤然而，值得注意的是，在那些没有接受辅助化疗但E R C C l 阳性的肿瘤患者其生存时间要明显长于那些E R C C l 阴性的患者而S h i m i z u 等【2 6 】选用了2 0 个肺癌细胞系利用实时定量P C R 检测R R M I 和E R C C l 的m R N A 表达水平，结果却显示R R M l 和E R C C I m R N A 的表达水平同顺铂、’g - 铂或吉西他滨的化疗敏感性2 1 0中国环境诱变刺学会第1 4 届学术交流会议论文集无关由些可以相象，E R C C I 可能不是顺铂治疗效果判断的生物标志，但它可能是对一些预后较差患者行联合化疗时判断预后情况的一个指标。

另外，顺铂和吉西他滨问的协同作用也有N E R 通路的参与在M M R缺陷而N E R 正常的直肠癌细胞中，使用反义R N A 抑制E R C C I 可使对顺铂和吉西他滨的协同作用减弱口刀由烷化剂作用形成的D N A 加合物可以在面临复制装置之前即剪切和修复这一过程是依靠碱基切除修复切除单个受损的D N A 碱基或包含受损碱基的短链D N A 来完成的【捌最近发现，在众多不同的N E R 蛋白中，只有X P D 蛋白表达水平同烷化剂抵抗相关，因此提示，X P D 可能在促进这种抵抗中发挥重要作用【2 9 】在体内利用稳定沉默P A R P - 1 的表达来评价P A R P - I 在黑色素瘤进展和化疗敏感性中的作用，结果发现P A R P ．1 沉默的黑色素瘤对T M Z 非常敏感‘3 们5H R同源重组修复( H o m o l o g o mr e c o m b i n m i o n ，H R ) 修复双链断裂的重要方式，也是另一种参与顺铂耐药的D N A 修复机制B e c k 和B r u b a k e r 首次发现H R 在顺铂处理细胞存活中的重要性【3 l 】他们指出r c c A , r e c Ba n dr e c C 表达细胞较野生型细胞对顺铂更敏感，共表达r e c B 和r c c C 较只携带一种突变的细胞对顺铂敏感性更强。

另外，H R 还可修复链内交联【3 2 】当然，修复链内交联可能还需要其它通路比如说N E R 和N H E J的参掣坻3 3 1 最近，C r u l 等发现H R 参与顺铂和吉西他滨问的协同作用．这种药物并用在多种恶性肿瘤细胞系如t i e d , 细胞肺癌、头颈部癌、泌尿上皮癌和子宫颈癌中均显示出较好的协同作用口4 】而在H R 缺陷的细胞系中则未显示出协同作用这个团队以前在低等和高等真核细胞中还发现顺铂和依立替康间的协同作用也依赖于D N A 修复机制尤其是H R t 3 5 1 B R C A l 是H R 的重要成员，一系列研究表明B R C A I 是一个较E R C C I 更为敏感的预测化疗敏感性的标志物【2 8 】对B R C A ．1 低表达和高表达细胞系的研究发现，B R C A ．1 缺失的细胞易发染色体的缺失，对伊洛福芬化疗敏感性增强【3 6 】低水平的B R C A I 增强顺铂的敏感性，但导致紫杉醇和长春瑞滨抵抗，而高表达或正常表达B R C A I 则表现出相反的现象‘3 ·3 7 1 在活体研究中显示，联合表达R A D 51 和E R C C l 这二种蛋白同铂类药物抵抗相关D l l 。

在这个研究中，三个细胞系经阿霉素处理后分析在R A D S I 的情况M D AM B2 3 1 和M C 。