膀胱癌XPA低表达参与影响染色体畸变形成及其作用机制研究

Bladder cancer is the most common malignant tumor of urinary system, environmental factors such as chemical dyes, smoking, chemical drugs (all of them are DNA damage agents ) are definit pathogenic factors, so the DNA damage repair function is an important protective mechanism to prevent mutation and tumorigenesis. Our previous work found low XPA expression in bladder cancer, and this phenotype is closely related to chromosomal aberrations . According to our original findings and some clues reported, we suppose that low expression of XPA in bladder cancer engages in the disfunction of not only the nucleotide excision repair ( NER ), but also DNA double strand break ( DSB ) repair, leading to higher incidence of chromosome aberration. High mutation frequency is the basis of mutaions of oncogenes and anti-oncogenes, and may be the essence of bladder cancer susceptibility. This research has important theoretical significance and application value. For it may help us to better understand the mechanisms of generation and high heterogeneity of bladder cancer, then provide a new treatment target for carcinoma of urinary bladder.

膀胱癌为泌尿系统最常见的恶性肿瘤，环境因素如化工染料，吸烟，化学药物等（均为DNA损伤剂）是其明确的致病因素，因此正常的DNA损伤修复功能是预防突变和肿瘤发生的重要保护机制。我们前期的工作发现膀胱癌中存在XPA低表达的现象，并且这种表达差异与肿瘤染色体畸变关系密切。本研究基于文献报道和我们的原创性发现，提出膀胱癌中XPA低表达不仅直接影响核苷酸切除修复（NER）能力，而且可能在DNA双链断裂损伤（DSBs）修复途径中发挥潜在的信号功能，从而导致缺失或扩增等染色体畸变的发生率增加。高突变发生是原癌基因和抑癌基因易于突变的基础，也可能是膀胱肿瘤易感性的本质。本研究有助于我们更深入全面地理解膀胱肿瘤发生和高异质性的机制，同时为膀胱癌治疗提供新的靶标。

膀胱癌是泌尿系统最常见的恶性肿瘤，较为明确的两大致病危险因素是吸烟和长期接触工业化学产品，上述危险因素均为DNA损伤剂。因而正常的DNA损伤修复能力对于维持膀胱上皮细胞遗传稳定性具有重要作用。如果DNA损伤修复通路相关基因变异，可能导致损伤的DNA不能被修复或不能被正确修复，从而发生突变，突变的产生将最终导致许多遗传性疾病的发生和肿瘤的形成(Carcinogenesis)。我们前期的工作发现膀胱癌中存在XPA低表达的现象，并且这种表达差异与肿瘤染色体畸变关系密切。既往研究认为XPA是核苷酸切除修复（NER）通路中的关键蛋白，我们基于文献报道和前期工作，提出XPA可能在DNA双链断裂损伤（DSBs）修复途径中也发挥着潜在的信号功能，从而导致缺失或扩增等染色体畸变的发生率增加。基于此，我们在膀胱癌细胞系RT4中过表达和RNA干扰XPA，以DNA双链损伤剂（博来霉素和依托泊甙）处理细胞，发现XPA低表达可以增加膀胱癌细胞的活力；进而通过细胞质分裂阻滞微核实验（CBMNT）、彗星电泳实验（Comet assay）和γ-H2AX foci免疫荧光检测，证实在DNA双链损伤剂作用下，XPA低表达，可降低细胞对DSB损伤的修复能力和修复速率，使DSB不能被及时清除，最终导致高突变发生；最后我们发现XPA缺失时，CDK1、CDK2、Cyclin E、Cyclin B等周期蛋白均有不同程度的上调，CDK1/CyclinB是细胞由G2进入M期的启始分子，而CDK2/CyclinE促使细胞由G1期进入S期。中心体的复制依赖于CDK2的激活，CDK2/CyclinE的持续激活可以导致中心体的过度复制，中心体扩增又是遗传不稳定性的原因之一。综上，本研究提示XPA可能参与了DNA双链损伤修复通路，XPA低表达可以导致染色体畸变发生，这有助于我们更深入全面地理解膀胱肿瘤发生和高异质性的机制，同时为膀胱癌治疗提供新的靶标。