PARP1 在肿瘤发生发展不同阶段的作用以及其对腺瘤放疗敏感性的影响

肿瘤的发生是体细胞突变的结果，而肿瘤的发展又依赖于适宜其生长的微环境， 尤其是炎性微环境。作为一种蛋白质修饰蛋白，聚ADP核糖聚合酶1 (PARP1)参与DNA 碱基切除修复和炎症反应等多种代谢过程。我们前期工作显示， PARP1缺失后可导致报告基因位点杂合性丢失频率升高。有文献还显示PARP1是炎症反应和WNT/β-catenin通路上调的辅助因子，提示PARP1可能在肿瘤的起始和发展阶段起相反的作用。为此，本课题将在ApcMin小鼠模型的基础上，建立Parp1-/-ApcMin小鼠模型并研究PARP1缺陷是否会通过增加Apc位点的杂合性丢失促进微腺瘤的发生以及PARP1缺陷是否会通过下调WNT/β-catenin通路和炎症反应而限制由微腺瘤发展成大腺瘤的过程。由于PARP1功能下调会影响细胞对DNA损伤的修复能力，本课题也将进一步研究PARP1对腺瘤放疗敏感性的影响.

本课题旨在探讨Parp1在肿瘤发生发展过程中的作用及其在肿瘤放疗耐受中的作用。主要利用ApcMin小鼠模型和若干癌细胞株进行。ApcMin小鼠肠道腺瘤由Apc功能缺失和由其导致的Beta-catenin过度激活所致。肠道腺瘤的进程明显被炎症反应促进。先前有报道Parp1在肠道腺瘤中高度表达且是Beta-catenin的辅助激活因子，依据该报告可以推测Parp1缺陷会降低腺瘤的发生。另一方面，NFkappaB介导的炎症反应也被认为是腺瘤发展的促进因素。在某些急性炎症反应中， Parp1也是NFkappaB的辅助激活因子，也应该预期Parp1缺陷会延缓腺瘤发展的进程。因此我们培育及分析了Parp1-/-ApcMin小鼠的成瘤及生存情况。然而，我们的结果显示ApcMin小鼠肠道中的腺瘤数目和大小在Parp1缺失小鼠和Parp1野生型间无显著性差异。细胞凋亡与炎症水平也没有明显不同。这些结果表明Parp1对Beta-catenin和NFkappaB的促瘤功能均无明显影响。虽然Parp1-/-ApcMin小鼠的成瘤情况与Parp1+/+ApcMin （Parp1+/-ApcMin）小鼠相似，但这些小鼠的生存期明显缩短。两组小鼠生存期相差达5周以上，且具有统计学意义。这一结果提示Parp1缺陷可能影响了ApcMin小鼠的其他功能。另外我们在多种细胞中发现RAD51表达依赖PARP1。无论是用PARP1抑制剂处理还是用RNA干扰手段，PARP功能缺陷的细胞中RAD51表达水平显著低于对照细胞并伴随同源重组能力的下调。然而Parp1-/-ApcMin腺瘤中的RAD51水平并未受到Parp1缺陷的影响。提示Parp1对RAD51的表达调控有组织特异性。除肠道肿瘤外我们还发现PARP1在多种卵巢癌细胞系及卵巢癌组织中明显上调，且该上调对癌细胞的增殖及生存至关重要。我们探讨了PARP1在卵巢癌恶性特征和其化疗耐受性中的作用，并发现PARP1在癌细胞的活性氧（ROS）水平和RAD51表达调控中发挥重要作用。受本课题资助，我们还发现了青蒿素的衍生物青蒿琥酯能够显著下调卵巢癌细胞RAD51的表达从而发挥化疗增敏作用。这一生物学效应与我们先前报道的小檗碱有异曲同工之效。