端粒可以为癌细胞设定损伤阈值,超过阈值不能继续分裂-辉骏生物

端粒可以为癌细胞设定损伤阈值,超过阈值不能继续分裂

发布时间：2022-09-27 14:18:24作者：辉骏生物-fitgene

端粒代表构成染色体末端并受端粒结合蛋白保护的区域，这些蛋白质保护端粒免于被识别为 DNA 双链断裂。在体细胞分裂过程中，端粒末端不能通过复制叉的滞后链进行复制，导致每个细胞周期后端粒缩短。

如果细胞继续繁殖，端粒磨损会导致细胞衰老，这种现象可能是肿瘤发生的障碍。然而，为了实现复制永生，癌细胞克服了端粒缩短。这主要通过激活端粒酶或使用与端粒延长或维持相关的端粒酶非依赖性但基于同源重组的途径来实现。这种机制被称为端粒的替代延长（ALT）。

端粒（ALT）癌症的替代延长

ALT 癌症通过断裂诱导复制 (BIR) 途径重新延长细胞周期 G2 和 M 期的端粒，从而实现永生。以前的研究已经阐明了 ALT 机制的毒性。 ALT 端粒高度转录且富含 RNA：DNA 杂交体（telR 环）。

易位酶 FANCM 是范可尼贫血 (FA) 肿瘤抑制途径中高度保守的蛋白质，减少和内切核糖核酸酶 RNAseH1 的消耗导致 telR 环、端粒不稳定性和 ALT 活性增强。

最近的一项 PNAS 研究假设如果不适当限制 ALT 可能会损害端粒完整性。它证明了抑制端粒重复RNA（TERRA）转录可以减轻ALT活性。为此，科学家们部署了针对包含特定 CpG 丰富的 29 bp 重复 (T-TALE) 的 TERRA 启动子的转录激活因子样效应子，并将它们融合到转录抑制域。

主要发现

开发了与核定位信号 (NLS)、RNA 聚合酶 II 转录激活因子 VP64 和人流感血凝素 (HA) 表位融合的 T-TALE C 末端。科学家克隆了强力霉素（dox）诱导型启动子下游的转基因，用于开发两种独立的 ALT、U2OS 衍生的克隆细胞系，称为 vp6 和 vp30。

使用抗 HA 抗体辅助的蛋白质印迹来验证可诱导的转基因表达。用 dox 处理细胞 24 小时，并进行 TERRA qRT-PCR。来自含有 29 bp 的亚端粒的 TERRA 转录物比未经处理的细胞高 3 到 10 倍。然而，来自没有亚端粒的 29-bp 的 TERRA 保持不变。

与探针的Northern印迹杂交能够从由所有TERRA分子组成的10q亚端粒或（UUAGGG）n序列中鉴定TERRA，在dox处理后表现出TERRA种类的增加。这一发现表明该系统可以有效地改善 U2OS 细胞中的 TERRA 转录。

在端粒处监测在丝氨酸 33 (pSer33) 处磷酸化的复制应激标记 (RPA32) 和在丝氨酸 139 (γH2AX) 处磷酸化的 DNA 损伤标记物组蛋白 H2AX 的积累。通过量化 ALT 相关的 PML 小体来监测 ALT，并通过 EdU 掺入分析 G2 期端粒 DNA 从头合成的事件。

未发现 Dox 治疗对 TERRA 水平、端粒稳定性和 ALT 有效。 DNA 荧光原位杂交 (FISH) 实验表明，抑制 TERRA 转录增加了在细胞周期中期没有可检测到的端粒 DNA 信号的染色体末端的数量。本研究中记录的发现与之前的一项研究一致，该研究揭示了 TERRA 转录抑制可以改善 ALT 并促进进行性端粒缩短。

观察到用dox处理9天的vp6和vp30细胞中端粒游离末端（TFE）的积累对nls1细胞没有任何显着影响。这一发现表明，除了复制性缩短之外，端粒丢失机制可以在端粒转录升高时被激活。

目前的研究表明，dox 处理和与 ALT 端粒相关的结构特异性核酸内切酶 Mus81 增强了 vp6 和 vp30 细胞中端粒 Mus81 病灶的频率。 Mus81 的消耗导致 nls1 和 vp30 细胞中的 TFEs 增加，这些细胞没有经过 dox 处理。

Mus81 的减少阻止了 dox 处理的 vp30 细胞中 TFE 的积累，而不会避免 TERRA 转录诱导或 pSer33 和γH2AX 在端粒的积累。这一发现表明，Mus81 可能在与增强的 TERRA 转录相关的端粒丢失事件中发挥重要作用。