POLQ介导的末端连接通路促进神经母细胞瘤DNA损伤耐受机制研究及其治疗意义

神经母细胞瘤(NB)作为儿童最常见的颅外恶性肿瘤，其高复发率与11q缺失/17q获得等染色体异常密切相关。研究团队针对DNA双链断裂(DSB)修复缺陷的临床难题，聚焦聚合酶θ介导的末端连接(TMEJ)通路核心酶POLQ，通过CRISPR-Cas9基因编辑、体内外功能实验及转录组分析，首次证实POLQ通过激活BMP-Smad1/5/9信号促进肿瘤DNA损伤耐受，为高风险神经母细胞瘤提供了新的治疗靶点。该成果发表于《Translational Oncology》。

　　

在儿童恶性肿瘤中，神经母细胞瘤(Neuroblastoma, NB)因其高侵袭性和治疗抵抗性备受关注。约50%的高风险患者会出现复发，这与11q缺失和17q获得等染色体异常密切相关。这些基因组不稳定性事件背后，隐藏着DNA双链断裂(Double-Strand Break, DSB)修复机制的异常。传统认知中，细胞依赖同源重组(Homologous Recombination, HR)和非同源末端连接(Non-Homologous End Joining, NHEJ)两大通路修复DSB，但近年研究发现，在HR缺陷的肿瘤中，聚合酶θ介导的末端连接(Polymerase Theta-Mediated End Joining, TMEJ)成为"救命稻草"。然而，这一机制在神经母细胞瘤中的作用仍是未解之谜。

美国密歇根大学的研究团队在《Translational Oncology》发表的重要研究，首次系统揭示了TMEJ核心酶POLQ在神经母细胞瘤中的关键作用。通过分析649例患者数据，发现POLQ高表达与MYCN扩增、晚期分期和不良预后显著相关。研究采用CRISPR-Cas9构建POLQ敲除模型，结合RNA测序、EJ2-GFP报告系统、超声引导原位移植等技术，证实POLQ缺失会导致γH2AX foci（DNA损伤标志物）持续积累，使肿瘤对依托泊苷和放疗的敏感性提升10倍以上。

POLQ在神经母细胞瘤中过表达并预测不良生存结局
对GSE45547数据集分析显示，POLQ在MYCN扩增肿瘤中表达量翻倍，其高表达患者5年生存率仅29%（低表达组81%）。蛋白检测证实，高风险的SK-N-BE(2)和LA1-55n细胞POLQ水平显著高于非致瘤性SH-EP1细胞。

CRISPR-Cas9敲除POLQ损害TMEJ修复并抑制增殖
通过设计特异性gRNA（正向链：GATTCGTTCTCGGGAAGCGG）构建的KO-Q6/Q63克隆，显示TMEJ效率下降60%。MTS检测发现敲除细胞增殖速率降低70%，克隆形成能力几乎丧失。

POLQ缺陷增强DNA损伤剂敏感性
4Gy辐照后24小时，POLQ敲除细胞的γH2AX foci数量较对照组高3倍。依托泊苷IC₅₀
从262.8 nM骤降至19.1 nM，证实POLQ是基因毒性治疗的"耐药屏障"。

体内实验证实POLQ敲除抑制肿瘤生长和转移
NSG小鼠原位移植模型中，POLQ敲除使肿瘤体积缩小68%（653.5 vs 207.0 mm³
），肺转移率从86%降至0。Western blot显示敲除肿瘤中增殖标志物PCNA显著下调。

POLQ缺失激活BMP-Smad1/5/9分化通路
RNA-seq发现BMP2表达上调5倍，伴随磷酸化Smad1/5/9增加。干性标志物SOX2和Oct-4显著下调，提示POLQ缺失诱导肿瘤细胞分化。

POLQ过表达赋予治疗抵抗性
在SH-EP1细胞中强制表达POLQ（使用Addgene#73132质粒），使依托泊苷耐药性提升45%，辐照后γH2AX foci清除速率加快2倍。

这项研究开创性地证实，POLQ通过双重机制驱动神经母细胞瘤恶性进展：一方面作为TMEJ核心组分维持基因组稳定性，另一方面通过抑制BMP-Smad通路维持肿瘤干细胞特性。特别值得注意的是，POLQ表达与MYCN扩增的正相关性，为解释MYCN驱动肿瘤的化疗抵抗提供了新视角。研究者提出的"POLQ-BMP2-Smad"调控轴，不仅丰富了DNA修复与细胞分化交叉调控的理论体系，更为临床转化指明方向——目前已有POLQ抑制剂（如ART558）进入乳腺癌临床试验，该研究为其拓展至儿科肿瘤提供了强有力依据。

从治疗策略看，针对POLQ的靶向干预可能实现"一石三鸟"：直接削弱DNA修复能力、促进肿瘤分化、增强现有放疗/化疗敏感性。考虑到约40%的高风险神经母细胞瘤存在HR缺陷，POLQ抑制剂与PARP抑制剂的联用方案值得探索。未来研究需在更多PDX模型验证疗效，并解决血脑屏障穿透等递送难题。这项成果为改善儿童肿瘤预后带来了新希望，也为理解DNA修复与细胞命运决定的深层联系提供了重要线索。