PP2A介导的组蛋白去磷酸化对DNA损伤修复的调控

环境因素诱导的遗传损伤与肿瘤发生密切相关，DNA损伤修复受组蛋白修饰的调控。课题组前期研究发现蛋白磷酸酶2A(PP2A）与组蛋白γH2AX和p-H3(Ser10）特异结合，PP2A酶活性改变影响组蛋白去磷酸化过程。为了阐明PP2A介导的组蛋白去磷酸化在细胞DNA损伤修复中的作用，本课题首先观察化学、辐射诱导DNA损伤时PP2A对γH2AX和p-H3(Ser10）去磷酸化的调控作用，阐明二者的时相变化规律及与DNA损伤修复的关系；构建B亚基缺陷细胞株明确各B亚基的功能，用免疫共沉淀方法筛选和验证与组蛋白的特异结合；通过调控PP2A功能，研究组蛋白去磷酸化对细胞周期的调控以及对DNA损伤修复和细胞转归的影响；探索γH2AX和p-H3(Ser10）作为DNA损伤修复生物标志物应用于职业暴露人群监测的可行性。本研究把遗传损伤与表观遗传调控有机整合，对阐明DNA损伤修复的表观遗传机制具有重要意义。

本项目通过细胞体外恶性转化模型的分子机制探讨、肿瘤标本与正常组织的对比分析以及职业流行病学调查，阐述了表观遗传调控在DNA损伤修复中的作用。研究发现，单个DNA损伤修复基因（ERCC1、ERCC2、ATM、MSH2）缺陷细胞株虽然对B(a)P诱导DNA损伤比较敏感，但并不能缩短B(a)P等致癌物诱导的细胞转化周期，而癌基因高表达细胞株对B(a)P诱导的细胞转化更加敏感；以调控组蛋白去磷酸化的蛋白磷酸酶2A（PP2A）为切入点，发现在B(a)P诱导细胞体外恶性转化过程中，miR34b-α4-PP2A通路发挥了重要通路，进而在PP2A的下游，发现PP2A-miR27a-Fbxw7通路在SV40 ST抗原诱导的细胞体外恶性转化中发挥作用；此外，miR638是B(a)P诱导细胞转化的另一个重要靶点。鉴于组蛋白修饰、miRNA和DNA甲基化之间的相互调控作用，我们用甲基化芯片筛选并鉴定了B(a)P诱导细胞转化过程中差异甲基化的6个基因，为后续研究提供了线索；已知p16基因在多种肿瘤组织中呈现高甲基化，我们分析了p16基因甲基化与环境化学物暴露的关系，发现PAHs暴露引起p16基因启动子区特异位点的高甲基化，并且甲基化程度与内暴露水平和外周血DNA损伤水平正相关；此外meta分析显示吸烟也与p16基因高甲基化相关（OR=2.25, 95%CI=1.81-2.80），提示p16基因高甲基化可能是化学致癌早期的生物标志物。