化疗通过阻止或减缓快速生长和分裂的癌细胞的生长而起作用。化疗不同于放疗和手术,它们只针对特定的区域,化疗可以作用于全身。然而,有一些肿瘤细胞以某种方式逃避了化疗的影响。现在,西班牙国家癌症研究中心(CNIO)的研究人员报告说,他们已经发现了肿瘤细胞如何修复并在化疗的损伤中存活下来,并计划利用这一知识来促进癌症治疗。

他们的研究“primpol-mediated repriming facilitates replication traverse of DNA interstrand crosslinks”发表在EMBO杂志上,由CNIO的DNA复制小组Juan Méndez博士领导。

研究人员发现,一种名为primpol的蛋白质是帮助这些肿瘤细胞逃避化疗的关键。

研究人员写道:“由内源性醛类或化疗药物诱导的DNA链间交联(icl)会干扰复制和转录等基本过程。”范可尼贫血途径对ICL的识别和修复需要形成x形DNA结构,这种结构可能来自于两个复制叉在交联处的聚合或通过单个复制叉穿越病变。在这里,我们报道ICL横过严格要求病变下游的DNA重复事件,这是由primpol进行的。primpol是在哺乳动物细胞中识别的第2种引物聚合酶,仅次于polα/primase。”

研究的负责人Juan Méndez在中间,还有研究人员Elena Blanco-Romero(左边)和patricia ubeto - capella(右边)。(CNIO)

ICL病变可能是某些毒素的结果,如化疗药物。icl是高毒性的DNA损伤,通过抑制DNA链分离来阻止转录和复制。研究人员集中研究了当错误是ICL病变时primpol的功能。

正如Méndez解释的那样,“ICL是两条链之间的化学键,一种防止它们分离的主要物质。如果细胞试图分裂,染色体最终会断裂。”

primpol属于一个叫做“引物”的蛋白质家族。2013年,Méndez和路易斯·布兰科,来自Biología分子塞韦罗·奥乔亚中心(CSIC),发现了primpol的重要性——它允许细胞机器使用写在DNA中的指令,即使它包含错误。

当dna复制蛋白检测到双螺旋结构的缺陷时,它们通常会被阻止。然而,primpol可以在错误发生后继续读取DNA。“primpol,”Méndez解释道,“提供了一个绕过堵塞的‘即时解决方案’,让细胞有机会在稍后的时间修复DNA中的错误。”

primpol与DNA ICL病变的结合。primpol蛋白(红色)分布于骨肉瘤细胞(左侧)的细胞核(蓝色)和细胞质(左侧)之间。在ICL病变存在的情况下,primpol快速与受损DNA结合,促进其修复(右)。(CNIO)

他们的发现表明,如果primpol缺失,肿瘤细胞可能对化疗更敏感。研究人员写道:“这些结果开启了靶向primpol活性的可能性,从而提高基于DNA交联剂的化疗的疗效。”

“如果我们能抑制primpol在这些细胞中的功能,我们就能提高化疗的效率,”Méndez指出。

研究人员还指出,他们的发现可以为一种叫做范可尼贫血的罕见疾病提供新的见解。研究人员观察到primpol通过一种名为FANC的蛋白质家族促进ICL病变的修复。降低FANC活性的基因缺陷导致Fanconi贫血。

“范可尼贫血患者的治疗选择非常少,但非常有希望的结果开始获得基因治疗,”Méndez说。“任何有助于更好地理解ICL修复途径的进展,都可能在不久的将来被证明是有用的。”