异常增强的 DNA 损伤修复导致多种癌症的治疗耐药 。最近，长链非编码 RNA (lncRNA) 已被证明是 DNA 损伤修复不可或缺的参与者，并为克服癌症耐药性提供了新的靶点。然而，大多数 lncRNA 在 DNA 损伤修复中的确切作用仍然未知。 近日，海军军医大学杨彦勇,高福及蔡建明共同通讯在《Molecular Cancer》上在线发表了一篇题为“Long non-coding RNA ANRIL promotes homologous recombination-mediated DNA repair by maintaining ATR protein stability to enhance cancer resistance”的研究论文，该研究发现 lncRNA ANRIL 通过介导 DNA 损伤的同源重组 (HR) 修复可促进癌症抗性。
具有高 ANRIL 表达的肺癌是全世界死亡的主要原因，并被选为模型来研究 ANRIL 在 DNA 损伤修复和治疗抵抗中的作用。首先，与来自 80 对临床标本的邻近正常组织相比，在肺癌组织中发现 ANRIL 显著升高。与正常 BEAS-2B 细胞相比，肺癌细胞中也证实了 ANRIL 的高表达。此外，电离辐射 (IR) 和其他 DNA 损伤试剂，ANRIL 表达大大增加。实验数据表明，增加的 ANRIL 表达赋予肺癌细胞对电离辐射的抵抗力。 在辐照后的 ANRIL-KD 细胞中，在 8h 时观察到的 DNA 损伤比在 NC 细胞中更多。相比之下，辐照后在 ANRIL-OE H460 细胞中观察到较少的 DNA 损伤。这些结果表明 ANRIL 的缺失导致 IR 后未修复的 DNA 损伤。进一步研究 ANRIL 在 DNA 损伤反应 (DDR) 中的确切功能实验中，结果表明 ANRIL 是 DDR 和增加肺癌细胞抗癌性所必需的。 ANRIL 缺陷细胞中 ATR 和 HR 修复的失活促使研究这些影响的潜在机制。通过 RNA FISH 测定发现 ANRIL 位于细胞核中，这表明它可能在直接调节 DNA 损伤修复中发挥作用。为了确定 ANRIL 在 HR 修复过程中是否与其直接靶标相互作用，通过使用 ATR-、RAD51- 和 RPA2 特异性抗体进行了 RIP 实验。令人惊讶的是，ANRIL 富含 ATR 特异性抗体而不是 RPA2 或 RAD51 抗体免疫沉淀的蛋白质-RNA 复合物，表明 ANRIL 可能在调节 ATR 功能中发挥作用。进一步的研究表明，ATR 与 ANRIL 的结合不依赖于其磷酸化水平。 通过 RNA pulldown 测定，5'-区域被鉴定为与 ATR 蛋白结合所必需的，结果表明 ANRIL 在 N 端直接与 ATR 结合。 作为 DDR 中的关键激酶，ATR 可能解释了 ANRIL 在 DNA 损伤修复中发挥的关键作用。该研究通过在 ANRIL-KD 细胞中过表达 ATR 进行拯救实验，并在 ANRIL-OE 细胞中进行 ATR 敲低来改变 ATR 的表达。数据显示，ANRIL-KD 细胞中的 ATR 过表达显著提高了 DNA 修复和细胞存活的功效。然而，ANRIL-OE 细胞中的 ATR 敲低抑制了 DNA 修复和细胞存活。实验结果表明 ANRIL 直接结合并保护 ATR 免受泛素化介导的降解，ANRIL 促进 HR 修复和抗癌。 综上，靶向 ANRIL 会导致 ATR 降解，这将进一步导致 HR 修复缺陷。因此，这些发现可为实现新机制和获得潜在的治疗应用提供线索，不仅适用于放疗，也适用于与 ATR 相关 HR 修复相关的化疗。参考资料：[1] Lei Liu., et al. Long non-coding RNA ANRIL promotes homologous recombination-mediated DNA repair by maintaining ATR protein stability to enhance cancer resistance. Molecular Cancer. 2021. DOI : 10.1186/s12943-021-01382-y.
Molecular Cancer | 重大进展！同源重组介导的 DNA 修复可增强抗癌性
发布时间：2021-07-08 16:09 文章来源：未知 作者：百替生物
异常增强的 DNA 损伤修复导致多种癌症的治疗耐药 。最近，长链非编码 RNA (lncRNA) 已被证明是 DNA 损伤修复不可或缺的参与者，并为克服癌症耐药性提供了新的靶点。然而，大多数 lncRNA 在 DNA 损伤修复中的确切作用仍然未知。
近日，海军军医大学杨彦勇,高福及蔡建明共同通讯在《Molecular Cancer》上在线发表了一篇题为“Long non-coding RNA ANRIL promotes homologous recombination-mediated DNA repair by maintaining ATR protein stability to enhance cancer resistance”的研究论文，该研究发现 lncRNA ANRIL 通过介导 DNA 损伤的同源重组 (HR) 修复可促进癌症抗性。
在辐照后的 ANRIL-KD 细胞中，在 8h 时观察到的 DNA 损伤比在 NC 细胞中更多。相比之下，辐照后在 ANRIL-OE H460 细胞中观察到较少的 DNA 损伤。这些结果表明 ANRIL 的缺失导致 IR 后未修复的 DNA 损伤。进一步研究 ANRIL 在 DNA 损伤反应 (DDR) 中的确切功能实验中，结果表明 ANRIL 是 DDR 和增加肺癌细胞抗癌性所必需的。
ANRIL 缺陷细胞中 ATR 和 HR 修复的失活促使研究这些影响的潜在机制。通过 RNA FISH 测定发现 ANRIL 位于细胞核中，这表明它可能在直接调节 DNA 损伤修复中发挥作用。为了确定 ANRIL 在 HR 修复过程中是否与其直接靶标相互作用，通过使用 ATR-、RAD51- 和 RPA2 特异性抗体进行了 RIP 实验。令人惊讶的是，ANRIL 富含 ATR 特异性抗体而不是 RPA2 或 RAD51 抗体免疫沉淀的蛋白质-RNA 复合物，表明 ANRIL 可能在调节 ATR 功能中发挥作用。进一步的研究表明，ATR 与 ANRIL 的结合不依赖于其磷酸化水平。 通过 RNA pulldown 测定，5'-区域被鉴定为与 ATR 蛋白结合所必需的，结果表明 ANRIL 在 N 端直接与 ATR 结合。
作为 DDR 中的关键激酶，ATR 可能解释了 ANRIL 在 DNA 损伤修复中发挥的关键作用。该研究通过在 ANRIL-KD 细胞中过表达 ATR 进行拯救实验，并在 ANRIL-OE 细胞中进行 ATR 敲低来改变 ATR 的表达。数据显示，ANRIL-KD 细胞中的 ATR 过表达显著提高了 DNA 修复和细胞存活的功效。然而，ANRIL-OE 细胞中的 ATR 敲低抑制了 DNA 修复和细胞存活。实验结果表明 ANRIL 直接结合并保护 ATR 免受泛素化介导的降解，ANRIL 促进 HR 修复和抗癌。
综上，靶向 ANRIL 会导致 ATR 降解，这将进一步导致 HR 修复缺陷。因此，这些发现可为实现新机制和获得潜在的治疗应用提供线索，不仅适用于放疗，也适用于与 ATR 相关 HR 修复相关的化疗。