AbMole科研-DNA损伤反应蛋白协同影响癌症预后和耐药

AbMole精研抑制剂十年，最新的科研动态不断与您分享。本期与您分享的是: DNA损伤反应蛋白协同影响癌症预后和耐药。

氧化应激的扩增可作为一种通过诱导细胞凋亡来减缓癌症进展的策略。然而，这种疗法的阳性反应持续时间是有限的，因为癌细胞最终会产生耐药性。氧化应激下癌细胞逃避凋亡的分子机制尚不清楚。利用大数据及其与六种癌症类型的转录组、蛋白质组和网络分析的整合，揭示了DNA损伤反应(DDR)蛋白质之间的系统级相互作用，包括DNA损伤修复，细胞周期检查点和抗凋亡蛋白。癌症系统生物学被用来阐明癌症进展的机制，但网络定义机制引起的耐药性很少被探索。利用系统生物学，我们确定了G1-S和M期之间与不良预后相关的DDR枢纽。DDR网络表达的增加与高氧化应激下的抗性有关。我们通过在人类肺癌细胞中结合H2O2诱导的氧化应激和DDR抑制剂来验证我们的发现，从而得出针对“致病网络”的必要性。总的来说，我们的工作为在癌症研究中设计网络药理学对抗耐药性的策略提供了见解。

AZD2281（Abmole，M1664，纯度>99%）是一种选择性的PARP1/2抑制剂，IC50为5 nM/1 nM，比对Tankyrase-1的作用强300倍。RI-1（Abmole，M2978，纯度>99%）是一种RAD51抑制剂，IC50为5至30 µM。

Fig. 4. Decreased apoptosis despite of increased oxidative stress and DNA damage.

分析了抑制剂对ROS积累的影响。正如预期的那样，Olaparib(I1)诱导了高ROS积累(82.80%)。有趣的是，RI-1(I2)单独也可诱导高达63.89%的ROS积累(图4A和B)。当I1+I2组合时，ROS积累增加到78.11%(图4A和B)，显示出协同作用，因为众所周知R1-1可使细胞对奥拉帕尼敏感。然后我们检查了抑制剂对细胞活力的影响。这两种抑制剂对细胞活力都有负面影响，在I1和I2处理下，几乎90%的细胞是活的;然而，这种组合使细胞活力降低到近80%(图4C)。活性降低可能是由于细胞的突然死亡或凋亡，为此，进行了FITC Annexin V和PI染色。流式细胞仪分析显示，两种抑制剂均诱导细胞早期凋亡，其中I1和I2分别诱导了12.98%和15.09%的细胞凋亡。联合使用这些抑制剂对细胞凋亡有协同作用，约17.52%的细胞发生早期凋亡(图4D和E)。我们还证实，抑制剂治疗后的早期凋亡先于ROS诱导的DNA损伤。当单独或联合使用时，这两种抑制剂都会导致显著的DNA损伤(图4F)。总的来说，我们发现内源性ROS的增加和DDR机制的抑制可诱导DNA损伤，从而导致癌细胞死亡。

Fig. 5. Overexpression of DDR hubs upon exogenous H2O2 treatment in A549 cells pre-treated with DDR inhibitors Olaparib and RI-1.

由于我们的网络分析推断，针对多个枢纽(DDR蛋白)可能更好，因为其中一个的抑制可能由另一个补偿，然后我们分析了这些抑制剂在转录和蛋白质水平上对DDR机制表达的影响。在转录水平上，I1中RAD51、RAD51AP1、PRC1和FOXM1的表达增加，而BRCA2的表达略有下降，BRCA1、RAD54和XRCC2的表达几乎没有变化(图5A)。考虑到I1对ROS积累的影响，大多数DDR基因的上调表明修复受损DNA的反应迅速。相反，I2处理导致RAD51和BRCA2下调，仅PRC1和FOXM1上调(图5A)。所有其他基因保持不变，表明一个枢纽的蛋白水平抑制不能真正影响其他DDR枢纽的表达。有趣的是，I1和I2的结合导致大多数基因的上调，包括BRCA2、RAD51AP1、RAD54、XRCC2、PRC1和FOXM1，而RAD51的降低和BRCA1的无变化(图5A)。我们还分析了一些DDR枢纽的蛋白水平表达，其中只有FOXM1在I2和I1+I2处理后增加，而所有其他蛋白不受影响。I2对RAD51的抑制对FOXM1的转录本表达有积极影响，这在蛋白质水平上也是必不可少的(图5B和C)。

鸣谢：Meetal Sharma, et al. Free Radic Biol Med. 2022 Jan;178:174-188.