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我室王文涛副教授(陈月琴团队)揭示染色质结合的circRNA维持疾病低突变负荷的新机制
DNA损伤应答(DNA damage response, DDR)是一个响应DNA损伤以防止其积累的复杂网络,其功能缺陷是疾病发生的典型特征之一。虽然靶向DDR通路已被视为一种治疗策略,但研究表明DDR抑制剂对某些低突变负荷疾病,例如混合谱系白血病(MLL-r白血病)——一种临床致命且难治的恶性肿瘤疗效有限。那么,低突变频率疾病是如何维持细胞内低突变负荷?探索低突变负荷疾病中突变维持机制,是否有助于开发新型治疗策略?
为了回答这个问题,我们以混合谱系白血病为研究模型,鉴定了一组调控非同源末端连接(NHEJ)通路的染色质相关环状RNA(cacircRNAs)。有趣的是,与近期研究发现位于同源基因座、可形成circR-loops并引发DNA损伤的circRNAs不同,这群circRNA具有典型的内含子序列片段。cacircRNAs介导的NHEJ调控对满足MLL-r白血病进展期间的高DNA修复、低突变负荷需求至关重要。我们进一步选择ciCRLF3(2)进行功能研究。发现ciCRLF3(2)是NHEJ复合体中一个未被认知的新组分,它能将NHEJ调控因子招募至DNA损伤位点,支持白血病细胞的大量DNA修复。ciCRLF3(2)在MLL-r白血病中异常高表达且提示不良预后,靶向抑制ciCRLF3(2)可阻断NHEJ介导的DNA修复,从而引发DNA损伤并产生广泛的体内外抗癌效应。PDX模型进一步证实,清除ciCRLF3(2)能减轻白血病负荷。这些发现揭示了circRNA 在维持细胞内低突变负荷的功能机制,展现了cacircRNAs在DNA损伤修复和染色质生物学中的功能,为开发治疗MLL-r白血病等低突变负荷癌症的策略开辟了新途径。
工作模型图:cacircRNA调控NHEJ通路介导DNA修复的功能机制。cacircRNA是新发现的NHEJ复合体组分,它们将NHEJ调控因子招募至受损DNA处并激活修复过程。沉默cacircRNA能显著破坏DNA修复、分化阻滞和增殖进程。
近日,该成果以 “Chromatin-associated circRNA ciCRLF3(2) regulates cell differentiation blockage via activating non-homologous end joining–based DNA repair”为题发表在《Cell Death & Differentiation》学术期刊上。研究生浦可嘉,陈晓彤和朱顺鑫为本论文的共同第一作者,王文涛副教授和陈月琴教授为共同通讯作者。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金和广东省基金等项目的资助。