ATM磷酸化Beclin 1调控DNA损伤类化疗药物诱导的自噬的分子机制及意义

多种DNA损伤类化疗药物可诱导自噬，自噬在维护细胞基因组稳定性方面起着重要作用。作为自噬调节的关键蛋白，Beclin1复合体的调控已成为研究的热点。我们前期研究报道Beclin1 参与了DNA损伤类化疗药物诱导的自噬。DNA损伤时，蛋白磷酸化是其主要的调控方式。在此过程中，Beclin 1会不会被磷酸化从而调控自噬尚不清楚。本项目前期研究发现，拓扑替康可以诱导肿瘤细胞发生自噬和DNA损伤，DNA损伤的感应因子ATM可直接磷酸化Beclin1，且磷酸化位点定位于Thr57。在此基础上，本项目拟采用免疫共沉淀、定点突变和激酶反应分析等方法，证实ATM与Beclin 1相互结合，Beclin 1是其直接底物，证实ATM磷酸化Beclin 1在调控自噬和稳定肿瘤细胞基因组中的作用。本项目有望揭示DNA损伤时自噬调控的新机制，为合理利用DNA损伤类化疗药物，开发以自噬为靶点的药物提供理论和实验依据。

多种DNA损伤类化疗药物可诱导自噬，自噬与肿瘤的发生、发展及治疗密切相关。作为自噬调节的关键蛋白，Beclin1复合体的调控已成为研究的热点。我们的研究发现化疗药物拓扑替康能诱导人肝癌Hep3B细胞发生自噬，同时激活DNA损伤感应因子ATM。激活的ATM与自噬相关蛋白Beclin 1直接结合，Beclin 1是其直接底物。激活的ATM激酶可磷酸化自噬相关蛋白Beclin 1，且磷酸化位点定位于Thr57。该位点的磷酸化导致Beclin 1与Bcl-2解离，从而上调自噬。Beclin 1Thr57位点的突变使拓扑替康诱导的细胞自噬和细胞死亡明显受到抑制。进一步的研究发现，在p53野生型的细胞株中，拓扑替康还可通过p53/AMPK/mTORC1途径诱导细胞保护性自噬。本研究揭示了DNA损伤类化疗药物诱导的自噬调控的新机制，为合理利用DNA损伤类化疗药物，开发以自噬为靶点的药物提供了理论和实验依据。