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为探究 DNA-PKcs 非经典功能，研究人员聚焦其在 RNA 代谢中的作用，发现其与多种疾病相关，为肿瘤治疗提供新方向。
在生命的微观世界里，基因的稳定表达就像精密仪器的正常运转，任何故障都可能引发严重后果。DNA 损伤在细胞生命历程中时有发生，而 DNA 依赖性蛋白激酶催化亚基（DNA-PKcs）作为 DNA 损伤修复过程中的关键激酶，一直以来备受关注。它通过非同源末端连接（NHEJ）修复断裂的 DNA，维持基因组的稳定与完整，这一经典功能已被广泛研究。然而，近年来人们发现，DNA-PKcs 的作用远不止于此，它在肿瘤发生发展过程中常常过度表达，与患者预后不良紧密相关，这一现象暗示其背后可能隐藏着尚未被揭示的复杂机制。同时，尽管对其在 DNA 损伤修复中的功能了解较多，但它在转录调控、RNA 代谢等方面的作用仍迷雾重重。为了揭开这些谜团，首都医科大学附属北京胸科医院、北京结核病胸部肿瘤研究所癌症研究中心以及北京放射医学研究所的研究人员展开了深入研究，相关成果发表在《Cellular & Molecular Biology Letters》杂志上。
研究人员运用了多种技术方法。在研究 DNA-PKcs 对基因转录的影响时，采用 RNA 测序（RNA-seq）技术分析细胞在 DNA-PKcs 抑制或缺失情况下的转录组变化；通过基因编辑技术，如 CRISPR/Cas9 筛选，识别与 DNA-PKcs 功能相关的基因；还利用 RNA 免疫沉淀测序（RIP-Seq）鉴定与 DNA-PKcs 结合的 RNA，从多个层面探究 DNA-PKcs 在 RNA 代谢中的功能。
研究结果主要体现在以下几个方面：
- DNA-PKcs 在转录调控中的作用：研究发现 DNA-PKcs 对全局基因转录有调控作用。在体外实验中，DNA-PK 缺陷的中国仓鼠卵巢（CHO）细胞提取物的转录水平相较于对照细胞大幅降低。同时，它还参与特定基因的转录调控，像层粘连蛋白 α4（Lama4）、NF-E2 相关因子 2（Nrf2）和人类黄嘌呤氧化还原酶基因（hXOR）等。此外，DNA-PKcs 在转录起始、激活 / 抑制和延伸过程中都发挥着重要作用，它可以作为转录复合物的组成部分，调节转录因子的活性和蛋白质稳定性，进而影响基因转录。比如，它能与热休克转录因子 1（HSF1）相互作用，维持其激活状态，延长转录活性；还能磷酸化孕酮受体（PR），影响 PR 的转录活性12。
- DNA-PKcs 与非编码 RNA 的相互作用：DNA-PKcs 可以与多种非编码 RNA 相互作用。长链非编码 RNA（lncRNAs）方面，如 lncSNHG12 能促进 DNA-PKcs 与 Ku70/Ku80 的结合，调节血管 DNA 损伤和细胞衰老；lnc00312 则阻碍 DNA-PK 复合物的形成，增强鼻咽癌细胞的放射敏感性。环状 RNA（circRNAs）中，circUGGT2 可促进 DNA 损伤修复，而 circRNA_001895 在肾癌耐药中可能发挥作用。微小 RNA（miRNAs）大多通过影响 DNA-PKcs 来影响化疗或放疗中的 DNA 损伤修复（DDR），如 miR-488-3p 可调节恶性黑色素瘤细胞对顺铂的敏感性34。
- DNA-PKcs 在可变剪接中的作用：可变剪接（AS）是产生转录组多样性的重要机制，DNA-PKcs 参与前体 mRNA 的可变剪接。在人肺腺癌细胞 A549 中，用拓扑异构酶 II 抑制剂甲氨蝶呤（MTX）处理后，发现包括 SRSF1、SRSF2 等在内的一组前体 mRNA 发生改变，这表明 DNA-PKcs 参与了对前体 mRNA 剪接的调控5。
研究结论与讨论部分指出，尽管目前对 DNA-PKcs 的非 DNA 损伤修复功能有了一定了解，但仍有许多分子机制有待探索。比如，其经典功能与非经典功能的交集，在 DNA 损伤修复和转录过程中的具体作用机制，以及 Ku70/Ku80 与 DNA-PKcs 在 DNA 损伤修复和 RNA 代谢中的协同作用等。不过，这些研究成果已经为肿瘤治疗提供了新的思路。鉴于 DNA-PKcs 在肿瘤发生发展中的重要作用，靶向 DNA-PKcs 成为一种有前景的治疗策略。通过抑制 DNA-PKcs 的活性，可以提高肿瘤细胞对放疗或化疗的敏感性。同时，DNA-PKcs 在免疫细胞中的功能研究也为免疫治疗提供了潜在的靶点，未来有望通过调节 DNA-PKcs 的功能，增强 T 细胞免疫疗法的效果。总之，深入了解 DNA-PKcs 的功能，尤其是其在转录调控和 RNA 代谢中的作用，将为开发更有效的肿瘤治疗方法提供关键的理论支持，推动肿瘤治疗领域的进一步发展。
