EHD2介导53BP1 DNA损伤修复及其在乳腺癌发生发展中的作用机制研究

p53-binding protein 1 (53BP1) plays crucial roles in DNA damage response (DDR). Studies have shown that many proteins participate in or control the dynamics of 53BP1 in the nuncleus, including ATM,γ-H2AX, MDC1. However, how 53BP1 translocate into the nucleus is not clear. EHD2 (C-Terminal EH domain-containing protein) is a novel type of endocytic protein controling receptor endocytosis and vesicular trafficking. Different from other EHDs, EHD2 can go to the nucleus. We have found that EHD2 interacts with 53BP1 and may affects its function. The aim of this proposal is to inspect the interaction and functional relationships of EHD2 and 53BP1, and investigate whether EHD2 can control the location and foci formation of 53BP1 in breast cancer cells, and the effects of this interaction in breast carcinogenesis.

53BP1是DNA损伤应答（DDR）中的重要蛋白。ATM、γ-H2AX、 MDC1等多种蛋白参与调控53BP1核内斑点形成。但是53BP1的入核机制尚不清楚。EHD2（C-Terminal EH Domain Containing Protein 2）蛋白是近年来发现的一类新型膜转运调控蛋白。EHD2除了在外界刺激的影响下，调控受体转运外，还可以向细胞核转位，并可能籍此介导其它相互作用核蛋白的核定位。我们研究发现，EHD2和53BP1之间不仅存在物理相互作用，而且这种相互作用可能决定了53BP1的核转位及其所参与的DNA损伤修复。在本申请项目中我们将在此基础上，进一步明确两者的相互作用机制，以及由此对细胞DNA损伤应答产生的影响和作用，有利于加深理解乳腺肿瘤发生发展的分子机制。

基因组维护是生命体保持正常生理功能及延续的基本要素，肿瘤是基因组维护出现障碍的直接和重要结果。基因组维护需要包括53BP1在内的多种DNA修复分子参与，当基因组因辐射或药物等造成损伤时，这些修复分子由胞浆入核参与对DNA的修复。然而，这类DNA损伤修复分子核转位的时空调控机制并不明了。本研究项目从新型膜转运调节蛋白EHD2入手，以乳腺肿瘤为模型，发现EHD2在肿瘤中，特别是在肿瘤细胞核中低表达；作为囊泡分子具有出入核结构可以在胞浆和胞核间穿梭且不同的细胞定位影响细胞功能；其核转位受射线激动并表现出放射抵抗性。蛋白质组学分析表明EHD2可以与多种肿瘤相关因子发生相互作用，并对其中一个关键分子53BP1的相互作用及其生物学意义展开研究，发现EHD2是介导53BP1转运入核的重要分子，并籍此调节细胞DNA损伤修复进程和放射敏感性。动物模型进一步证实了细胞水平的结果，即在EHD2基因敲除鼠中53BP1很难表达入核行使DNA损伤修复职能，造成DNA损伤程度更高，小鼠更易成瘤。总之，我们的研究表明EHD2作为囊泡分子可以调控53BP1和DNA损伤修复维持基因组稳定性，EHD2在乳腺癌中特别是癌细胞核中的缺失是基因组缺乏有效修复从而产生肿瘤的重要因素。