家族性遗传性乳腺癌CHK2突变体的功能鉴定

Our genomic DNA is constantly attacked and thus damaged by varieties of endogenous and exogenous agents, however, our cells have evolved to own a highly efficient DNA damage response (DDR) system. This DDR system monitors and detects damaged DNA, activating cell cycle checkpoints to halt the cell cycle progression to allow time for repair, or inducing apoptosis when damage is too severe to be repaired. Defects in DDR result in genome instability and ultimately cancer. The cell cycle checkpoint kinase CHK2 is an essential player in DDR. Germline heterozygous mutations of CHK2 have been demonstrated in familiar hereditary breast cancer patients without mutation in the breast cancer susceptibility genes BRCA1/2. We have identified 6 novel germline heterozygous mutations of CHK2 unique to familiar hereditary breast cancer patients in Han population or Caucasians, and the Han-specific mutant CHK2*1111C>T(H371Y) compromised its kinase activity, its carriers, in comparison with controls, had a nearly six folds of relative risk to developing breast cancer. In this proposal, we will determine functional alterations in DDR and tumorigenesis utilizing biochemical, cellular, and xenograft nude mice models. Accomplishment of this project will provide new biomarkers for breast cancer diagnosis, therapy, and prognosis prediction.

细胞基因组DNA不断地受到各种内外因子的攻击而被损伤，而细胞有一套高效的DNA损伤应答（DDR）机制。该机制监测损伤的DNA，激活检验点系统将细胞周期暂时阻滞并进行修复或诱导细胞凋亡。DDR缺陷会产生基因组的不稳定而导致肿瘤。细胞周期检验点激酶CHK2是DDR中一个核心因子，该基因的杂合突变发生在没有乳腺癌易感基因BRCA1/2突变的家族性遗传性乳腺癌病人中。我们从中国汉族和美国白种家族性乳腺癌病人中分别发现了没有交叉的、未被报道的6种CHK2杂合种系突变体，其中汉族人特有的CHK2*1111C>T (H371Y)突变体的激酶功能部分缺失，其携带者患癌机率是正常对照组的6倍。在本课题中，我们将使用生化、细胞及裸鼠荷瘤等手段探讨这些CHK2突变体，尤其是CHK2*1111C>T，引起的DDR功能及荷瘤能力的改变。该项目的完成将为乳腺癌临床诊断和治疗预后提供新的生物标志物。

细胞基因组DNA不断地受到各种内外因子的攻击而被损伤，而细胞有一套高效的DNA损伤应答（DDR）机制。该机制监测损伤的DNA，激活检验点系统将细胞周期暂时阻滞并进行修复或诱导细胞凋亡。DDR 缺陷会产生基因组的不稳定而最终导致肿瘤。细胞周期检验点激酶CHK2是DDR中一个核心因子，该基因的杂合突变发生在没有乳腺癌易感基因BRCA1/2突变的家族性遗传性乳腺癌病人中。我们从中国汉族和美国白种家族性乳腺癌病人中分别发现了没有交叉的、未被报道的6种CHK2杂合种系突变体。在本课题中，我们使用生化、细胞等手段探讨这些CHK2突变体引起的DDR功能的改变。我们发现突变体CHK2(F475I)的体外激酶活性与野生型CHK2的活性相当，CHK2(R346C)和CHK2(D438Y)的激酶活性都比野生型的明显低，而CHK2(1263delT)和CHK2(920insG)没有激酶活性；这些突变体自身能形成同源二聚体，也能与野生型CHK2形成异源二聚体。但是，我们未能观察到这些突变体对野生型CHK2有显性负效应作用及与PARP抑制剂Olaparib有合成致死效应。虽然我们暂时未能揭示这些CHK2突变体的作用机制，我们将继续采用新方法和新手段来探索。同时，我们发现掌控着哺乳动物细胞的多潜能状态的转录因子Pou5f1/Oct4的启动子和远端加强子足够可以控制基因在多潜能细胞中的表达；揭示了脊髓小脑性共济失调症10型致病基因编码的ATXN10蛋白参与胞质分裂调控的分子基础；还发现了细胞有丝分裂的核心调控复合物，后期促进复合物的共激活因子之一Cdh1的一种新修饰及其功能。我们在JBC等主流杂志发表了六篇学术论文，培养了4名硕士研究生和3名博士研究生。