XRCC1在B细胞淋巴瘤IgH基因DNA损伤修复中作用的研究

XRCC1 is an important factor of base excision repair pathway, but its role in DNA-damage repair of IgH gene in B cell lymphoma is not elucidated. Our previous study found that XRCC1 deficient B cells had higher efficiency of class switch recombination (CSR), which suggested that XRCC1 plays a role in DNA-damage repair of IgH gene. In this study, we attempt to investigate the role of XRCC1 in CSR and DNA-damage repair of IgH gene. The aims include 1) the role of XRCC1 in repair of DNA-nick in S region of IgH gene, 2) the participation of LigaseI in repair of DNA double strands breaks of IgH gene, 3) the role of germline transcripts in the generation of DNA-nick. The abnormal repair of DNA damage in IgH gene will induce the chromosomal translocation in IgH gene, which is the molecular genetic mechanism of malignant lymphoma. Consequently, these studies will help to understand the pathogenesis of malignant lymphoma and provide the strategies of early diagnosis of lymphoma. In addition, the abnormal DNA-damage repair of IgH was associated with some auto-immune diseases. Lupus have abnormal IgG and IgA class switch. Allergic eczema and allergic asthma have abnormal IgE class switch. Therefore, study of DNA-damage repair in IgH gene will contribute to our understanding of pathogensis of auto-immune diseases.

XRCC1是碱基切除修复途径的重要因子，在B细胞淋巴瘤IgH基因DNA损伤修复中的作用未知。我们前期研究发现B细胞敲除XRCC1后抗体类别转换频率增加，显示XRCC1参与IgH基因DNA损伤修复。本课题拟尝试探索XRCC1在IgH基因DNA损伤修复中的作用，包括1）XRCC1在IgH基因S区域单链缺刻中的修复作用，2）LigaseI参与IgH基因DNA双链断裂修复的可能，3）胚系转录本在产生DNA缺刻中的作用。IgH基因无法正常修复的DNA损伤会导致位于IgH基因的染色体易位，这是多种恶性淋巴瘤发病的分子遗传机制。以上研究有助于了解B细胞淋巴瘤的发病机制，提供早期诊断的理论基础。此外，IgH基因DNA损伤修复异常和多种自免疫疾病的发生存在联系。系统性红斑狼疮，过敏性湿疹和过敏性哮喘中分别存在IgA、IgG和IgE的异常转换。所以研究IgH基因DNA损伤修复能增强对自免疫疾病发病机理的认识。

项目背景： .细胞中DNA损伤包括碱基损伤、 DNA单链断裂和DNA双链断裂等，在多种类型的DNA损伤中，DNA双链断裂对细胞的危害最大，未经修复的双链断裂DNA会导致非同源染色体间相互交换染色体片段的相互易位，从而导致癌变的发生。因此，细胞有修复DNA损伤，维持细胞基因组稳定性的机制。.XRCC1是碱基切除修复途径（BER）的重要因子。XRCC1作为一个脚手架蛋白与DNA单链修复中的多个蛋白结合形成复合物，促使DNA聚合酶和连接酶修复单链断裂的DNA。XRCC1的N-端区域是和DNA聚合酶结合的位点，也是磷酸化和连接断裂缺刻的位置。XRCC1有两个BRCT区域可以和连接酶III结合。 XRCC1的N-端和BRCT之间的区域结合APE、PCNA等蛋白。大量的研究显示XRCC1突变与肿瘤发生相关。.PTEN是位于人10号染色体上的抑癌基因，PTEN基因突变和肿瘤发生密切相关。PTEN编码的蛋白具有双特异磷酸酶活性，抑制PI3K/AKT通路，因此PTEN具有调节细胞增殖，凋亡的活性。最近的研究发现PTEN具有维护基因组稳定性的功能，并且这种功能不依赖于其磷酸酶活性，而是受到其细胞核内定位的影响，显示PTEN可能参与DNA损伤修复。..研究内容主要分为3部分：..1..XRCC1在B淋巴瘤细胞DNA损伤修复中作用的研究；.2..XRCC1突变淋巴瘤细胞对DNA损伤类抗肿瘤药物敏感性的研究；.3..抑癌基因PTEN作用于DNA损伤修复通路的基础研究。..重要结果:..1. XRCC1截断突变（XRCC1-DC60）缺失C末端60个氨基酸，无法和DNA连接酶III结合。XRCC1-DC60仍然能够有效的修复单链DNA损伤，显示XRCC1参与DNA损伤修复，并不完全依赖于其BRCT区域和DNA连接酶III的结合。.2. 抑癌基因PTEN参与DNA双链断裂修复，增强同源重组修复并且抑制了非同源末端连接修复，并且不依赖于其磷酸酶活性。..科学意义：.本课题的研究结果显示XRCC1基因在B淋巴瘤细胞中和DNA连接酶III结合修复DNA损伤，XRCC1和DNA连接酶III可通过DNA结合。课题研究结果还显示PTEN限制Ku和DNA的结合，从而限制了非同源末端连接修复。本课题为肿瘤发生的分子机制和DNA损伤抗肿瘤药物作用靶点的基础研究，有较重要的科学意义。