DNA损伤信号通路及同源重组修复机制在幽门螺杆菌致病中的作用

The DNA double-strand break is the most severe form of DNA damage.DNA damage responses and Homologous recombination repair can guarantee accurate repair after the DNA double-strand break,which play an important role in maintaining the stability of genome. Our preliminary study revealed the abnormal expression of a key protein for homologous recombination when Hp infected gastric mucosa cells. Recent foreign studies also have shown that Hp infection can cause DNA double-strand break(DSBs) in gastric mucosal cells.We suspect that Hp may disturbs the DNA damage signal pathway and Homologous recombination mechanism during the course of Hp infection,impair the genomic instability,thus interfere the biology function.According to this hypothesis,this project will set up Hp infected mongolian gerbils and cell model,investigate thoroughly and systematically on changes of the DNA damage response signal pathway and the homologous recombination repair mechanism during the course of Hp infection,in order to characterize the molecule pathogenesis of Hp infection and provide new rationale on in prevention and management of Hp infection.

DNA双链断裂是DNA损伤的最严重形式，而DNA损伤反应信号通路及同源重组修复机制的正常运行能为DNA双链断裂后的精确修复提供保障，在维护机体基因组稳定性中发挥重要作用。国外新近研究报道Hp感染可引起胃黏膜细胞发生DNA双链断裂，我们在前期研究中观察到Hp在感染胃黏膜细胞时同源重组修复关键蛋白异常表达的现象。因此，我们推测Hp感染在引起胃黏膜发生DNA双链断裂的同时亦能影响DNA损伤反应信号通路及同源重组修复机制的正常运行，从而影响基因组稳定性，引起细胞生物学异常。针对这一假说，本课题拟在前期研究的基础上，从发现的问题入手，通过建立Hp感染蒙古沙鼠动物模型和细胞模型，从整体、细胞和分子水平系统深入地研究DNA损伤反应信号通路及同源重组修复机制在Hp感染过程中的变化及其在Hp致病中的作用，从而进一步了解Hp感染引起细胞生物行为异常、导致疾病发生的分子机制，为Hp感染的防治提供新思路。

胃癌是全球常见的恶性肿瘤之一，明确其发生机制，制定有效的胃癌一级预防策略迫在眉睫。 DNA双链断裂DNA损伤修复机制的缺陷易引起基因组的不稳定，而这种基因组的不稳定性对肿瘤的发生发展起着十分重要的促进作用。本研究围绕Hp感染胃黏膜上皮细胞DNA双链断裂及DNA修复能力进行探讨。发现Hp体内外感染均可诱导胃黏膜上皮细胞发生DSBs。并进一步检测了不同胃黏膜病变阶段中DNA损伤修复通路、细胞自噬相关蛋白的表达，发现DNA损伤修复通路及细胞自噬参与胃黏膜的癌变过程，且与胃癌临床病理参数密切相关，其中Beclin-1、p62和BRCA2表达与胃癌预后呈正相关，而p-ATM（S1981）、Rad51表达与胃癌预后呈负相关。提示DNA损伤修复信号通路在胃黏膜癌变早期发挥重要的抗癌屏障作用；在细胞实验中，我们发现Hp活菌作用GES-1细胞6h后即可激活DNA损伤反应信号通路以及细胞自噬，诱导细胞发生S期阻滞；但随着作用时间延长，12h后Rad51蛋白表达和自噬水平均呈下降趋势；转染Rad51质粒对Hp诱导的GES-1细胞DSBs起保护作用，敲除Rad51则作用相反。动物实验进一步证实，Hp感染12月亚组蒙古沙鼠胃黏膜组织p62表达水平高于对照组；Hp感染18月亚组蒙古沙鼠胃黏膜组织Rad51表达水平低于对照组。以上结果提示，Hp感染可激活胃黏膜上皮细胞DNA损伤信号通路及细胞自噬，但随着感染时间延长，Hp感染可下调自噬水平并导致DNA同源重组修复能力下降。本研究发现可为阐明Hp的致癌机制提供新的理论依据。