BRIT1调节断裂诱导修复途径维持基因组稳定性及ATR抑制剂靶向治疗的研究

The chemical treatment is one of the most important adjuvant therapy of patients with breast cancer, but the prognosis is poor if patients are not sensitive to chemotherapy. Therefore, it is very important to select reasonable and effective chemotherapeutic agents and study on breast cancer chemotherapy sensitivity. It has been proved that DNA damage and the integrity of repair mechanism is an important factor that affects the effect of Chemotherapeutic drugs targeting DNA. One of the special repair manner, BIR(break induced repair), is the main way to repair breast cancer cells with chemotherapy drugs. In our previous work, we found that BRIT1 is a tumor suppressor gene associated with breast cancer, closely related to DNA damage repair mechanism. Moreover, BRIT1 can regulate the expression of Mus81 to control the BIR repair pathway, thus affecting the stability of genome. Deletion of the BRIT1 gene leads to a reduction in BIR repair, other pathways of DNA damage repair may be blocked by using of ATR inhibitors, thus tumor cells will die without DNA repair. Therefore, BRIT1 deficient breast cancer cells are more sensitive to ATR inhibitors. This project will further clarify the mechanism of BRIT1 in the regulation of Mus81 and the clinical significance of ATR inhibitors in the treatment of BRIT1 deficient breast cancer.

化学治疗使乳腺癌患者最重要的辅助治疗之一，但由于部分患者对乳腺癌化疗不敏感而预后较差，因此对乳腺癌化疗敏感性的研究，选用合理有效的化疗药物至关重要。已有研究证实DNA损伤和修复机制的完整是影响以DNA为作用靶点的化疗药物疗效的重要因素，而其中一种特殊的修复方式——断裂诱导复制（BIR）是对乳腺癌细胞进行化疗药物干预时的主要修复方式。我们在前期工作中发现BRIT1是乳腺癌相关的肿瘤抑制基因，与DNA损伤修复机制密切相关，而且可调节Mus81的表达来调控BIR修复通路，从而影响基因组稳定性。BRIT1基因的缺失导致BIR修复的减少，使用ATR抑制剂，可阻断DNA损伤修复的其他途径，从而使肿瘤细胞染色体得不到修复而死亡。因此，BRIT1缺失的乳腺癌细胞，对ATR抑制剂更加敏感。本项目将进一步阐明BRIT1调节Mus81的作用机制和效应靶点以及鉴定ATR抑制剂治疗BRIT1缺陷乳腺癌的临床意义。

乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤，在全世界范围内，乳腺癌的发病率处于恶性肿瘤的前首位。甲基甲磺酸盐（MMS）与紫外线（UV）敏感基因81（MUS81）的编码蛋白是着色性干皮病F组补体蛋白（XPF）家族中的一种结构特异性核酸内切酶，在DNA损伤识别、修复和维持染色体稳定性中发挥重要作用。已有学者通过小鼠模型研究证实MUS81基因具有强大的抑癌功能，但尚无研究报道MUS81在乳腺癌中是否发挥类似的作用。本研究发现MUS81在乳腺癌组织及乳腺癌细胞系中低表达，且其低表达与乳腺癌预后不良相关。体外细胞实验表明MUS81可抑制乳腺癌细胞的增殖、侵袭及迁移；体内裸鼠皮下瘤实验显示MUS81过表达可抑制乳腺癌的增殖。在机制上，MUS81与NPM1结合以促进其与CDKN2A的相互作用，而NPM1通过抑制蛋白酶体介导的降解来稳定CDKN2A，从而增加CDKN2A蛋白的表达水平。敲低或过表达NPM1可挽救MUS81表达改变对乳腺癌细胞增殖、侵袭及迁移能力的影响。NPM1在乳腺癌细胞中低表达，且其低表达与乳腺癌预后不良相关，且实验表明NPM1可抑制乳腺癌细胞的增殖、侵袭及迁移。本研究明确了 MUS81基因及其编码产物在乳腺癌组织和乳腺癌细胞中的表达模式，探索MUS81在乳腺癌中的生物学功能，研究了该基因在乳腺癌增殖、侵袭与迁移过程中的作用及潜在的分子机制，从而为乳腺癌的靶向治疗提供理论依据。