Science: 靶向核苷酸“挽救”因子DNPH1可能进步癌细胞对PARP克制剂的敏理性

2020年4月12日讯/100医药网BIOON/---BRCA1或BRCA2肿瘤克制基因的渐变使个别进步患乳腺癌和卵巢癌的危险。 在临床中，上述癌症患者往往会承受靶向聚（ADP-核糖）聚合酶（PARP）的克制剂医治。 依据比来颁发在《Science》杂志上的一项研讨，来自英国弗朗西斯-克里克研讨所的Stephen C. West团队标明：克制DNPH1（一种打消细胞毒性核苷酸5-羟甲基-脱氧尿苷（hmdU）单磷酸的卵白质），可加强BRCA缺点细胞对PARP克制剂（PARPi）的敏理性。 进一步研讨提醒，该药物的杀伤力是基于SMUG1糖基化酶对基因组hmdU的作用而实现的，并招致PARP捕捉，复制叉塌陷，DNA断裂造成和细胞凋亡。 通过使用hmdU和DNPH1克制处置，可以使对PARPi具备抗性的BRCA1缺点细胞从新变得敏感。 因为基因组hmdU是PARPi敏理性的症结决议因素，是以靶向DNPH1为BRCA缺点型癌症对PARPi医治耐受性的成绩提供了一种有出路的解决方案。

（图片起源：www.sciencemag.org）

在该研讨中，作者起首应用CRISPR技术对PAPRi敏理性的调理元件进行了挑选。通过基于慢病毒办法，向MUS81-/-细胞（一种同源重组缺点的细胞系）中导入了CRISPR全基因组文库，然后用olaparib处置10天，该挑选伎俩帮忙鉴定有缺失（致敏）和富集（惹起耐药性）的sgRNA（gRNA）。使用MAGeCK（基于模子的全基因组CRISPR-Cas9基因敲除阐发）算法对gRNA读数进行生物信息学阐发，确定了调理细胞对PARPi敏感水平的几个决议因素。

(图1，DNPH1缺失招致HR缺点型癌细胞对PAPR克制剂加倍敏感)

挑选成果中排名最高的是DNPH1（2公众-脱氧核苷5公众-单磷酸N-糖苷酶，也称为RCL），它是在多种肿瘤中过表白的c-Myc卵白的靶标。是以迷信家们以为DNPH1能够参加核苷酸的“抢救”路径，并起着进攻的作用：从核苷酸库中除去修饰的或异常的核苷酸，以避免其掺入DNA中。第二种核苷酸“拯救”分子——ITPA（肌苷三磷酸酶）的毁坏也使MUS81-/-细胞对olaparib敏感：通过使三磷酸脱氧肌苷去磷酸化以限定其掺入DNA中。 DNPH1和ITPA也已在先前的PARPi挑选中鉴定获得，为了验证其功效，作者使用独自的CRISPR敲除细胞系进行了二次测验。成果显示：eHAP细胞中任何一个基因的毁坏都不会影响细胞的成长或生活才能，但任一基因的缺点会使缺乏HR的MUS81-/-细胞对olaparib的医治敏感（。这些成果标明，DNPH1和ITPA的靶核苷酸是PARPi细胞毒性潜在的内源性DNA毁伤的起源。

（图2，DNPH1的基因组修饰才能影响癌细胞对PAPR克制剂的相应） 此前研讨标明，DNPH1在体外具备水摆脱氧核糖核苷单磷酸（dNMP）的才能，但其体内的靶点以及生物学功效仍旧未知。为了确定DNPH1的靶标，作者对WT，DNPH1-/-和ITPA-/-细胞中基因组DNA的核苷构成进行了代谢组学阐发。成果显示，在ITPA-/-细胞中发现了数目更多的基因组脱氧肌苷（dI），然而在DNPH1-/-细胞中，基因组DNA中5-羟甲基-脱氧尿苷（hmdU）产生特同性添加。 hmdU是一种细胞毒性核苷，由表观遗传调控进程中的胸腺嘧啶核苷氧化毁伤或5-羟甲基-脱氧胞苷（hmdC）脱氨基惹起。除此之外，作者没有察看到其他基因组核苷的显著变动。基因组hmdU的定量显示，家养型中的脱氧核糖核苷（dNs）约为5个/每一百万碱基，DNPH1-/-细胞中的脱氧核糖核苷（dNs）约为15个/每百万碱基。由于DNPH1水解dNMP，以是这些成果标明DNPH1作用于核苷酸池中的hmdU单磷酸（hmdUMP），从而限定其向基因组DNA的掺入。通过对核苷酸库的阐发，作者发现，用hmdU处置的DNPH1-/-细胞中的hmdUMP与WT细胞相比添加了10倍，而基因组中的hmdU修饰则仅仅添加了年夜约三倍。这些成果标明，DNPH1作用于hmdUMP，以限定其掺入DNA。

末了，作者发现hmdU的基因组修饰可能使得HR缺点型细胞对PAPRi更为敏感，从而证实了靶向DNPH1是进步PAPRi耐受性癌细胞的医治后果的新办法。（100医药网 100yiyao.com）

原始出处：Kasper Fugger, Ilirjana Bajrami, Mariana Silva Dos Santos et al., Science. (2021)

Vol. 372, Issue 6538, pp. 156-165 DOI: 10.1126/science.abb4542