DNA拓扑异构酶IIβ抑制阻断DNA末端切除并与PARPi协同作用：针对BRCA1缺陷型肿瘤的治疗新策略

本研究针对BRCA1缺陷型肿瘤对PARP抑制剂（PARPi）耐药机制，揭示了DNA拓扑异构酶IIβ（TOPOIIβ）在DNA末端切除中的关键作用。通过药物筛选发现抑制剂merbarone可阻断该过程，并与PARPi olaparib协同抑制携带BRCA1外显子11突变的耐药肿瘤。该成果为克服临床耐药提供了新靶点组合策略。

　　

研究背景
基因组稳定性维持是细胞生存的核心命题，其中DNA双链断裂（DSB）是最致命的损伤类型。同源重组（HR）作为高保真修复途径，其关键步骤——DNA末端切除（end resection）受BRCA1等因子精密调控。临床中，PARP抑制剂（PARPi）通过"合成致死"效应已成功用于BRCA1/2突变肿瘤治疗，但外显子11缺失等BRCA1低效等位基因突变常导致耐药性，成为亟待解决的临床难题。

研究方法
西班牙研究团队采用高通量显微镜筛选技术，以RPA焦点形成为指标，在U2OS细胞中评估3种药物库对DNA末端切除的影响。通过CRISPR构建的TOPOIIβ敲除MEF细胞、BRCA1外显子11突变型MDA-MB-436乳腺癌细胞模型，结合患者来源异种移植（PDX）模型，系统验证merbarone的作用机制及与olaparib的协同效应。

研究结果
1. 药物筛选发现TOPOIIβ调控新功能
从456种化合物中鉴定出merbarone等12种影响DNA末端切除的小分子。TOPOIIβ特异性敲除实验证实该亚型（而非TOPOIIα）是切除过程必需因子，其抑制导致RPA^Ser4/8磷酸化水平下降。

2. G4四链体介导的调控机制
merbarone处理显著增加基因组G4四链体结构形成，荧光偏振实验显示其与TOPOIIβ的ATPase结构域结合，提示该结构可能通过稳定G4构象阻碍切除酶复合体募集。

3. BRCA1突变特异性敏感
在BRCA1^ex11Δ细胞中，merbarone使γH2AX焦点滞留时间延长至72小时（野生型仅24小时），联合olaparib可使克隆形成率下降83%。值得注意的是，该组合对PARPi耐药的BRCA1^ex11Δ PDX模型肿瘤生长抑制率达68%，显著优于单药组。

结论与意义
该研究首次阐明TOPOIIβ通过G4四链体调控DNA末端切除的分子机制，突破性地发现merbarone可靶向该通路。针对BRCA1外显子11突变型肿瘤，提出"TOPOIIβ抑制剂+PARPi"的联合治疗方案，为临床耐药患者提供了潜在治疗选择。论文由Pablo Huertas和Sonia Jimeno团队发表于《DNA Repair》，其创新性体现在：①揭示TOPOIIβ在HR中的非经典功能；②建立G4结构与修复效率的因果关系；③开发出克服特定BRCA1突变耐药性的精准策略。研究获得西班牙科学与创新部及西班牙抗癌协会多项基金支持，相关发现已申请专利保护。