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炎症小体传感器NLRP3通过同源重组维持基因组完整性的新机制:与REV7互作调控DNA损伤修复通路选择
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月05日 来源:Nucleic Acids Research 16.7
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本研究揭示了炎症小体传感器NLRP3在DNA双链断裂(DSB)修复中的非经典功能。研究人员发现NLRP3通过与屏蔽蛋白复合物组分REV7相互作用,抑制DNA末端切除阻碍因子REV7的招募,从而促进同源重组(HR)通路。该发现不仅阐明了NLRP3维持基因组稳定的新机制,还为BRCA1缺陷型肿瘤的PARP抑制剂(PARPi)治疗提供了新的理论基础。
DNA双链断裂(DSB)是基因组最危险的损伤类型,其错误修复会导致染色体不稳定、早衰和肿瘤发生。虽然同源重组(HR)和非同源末端连接(NHEJ)是两大主要修复途径,但细胞如何精确选择修复通路仍是悬而未决的关键科学问题。更令人担忧的是,BRCA1/2突变肿瘤患者对PARP抑制剂(PARPi)产生的获得性耐药,往往与屏蔽蛋白(shieldin)复合物的功能异常相关。这些临床困境促使科学家们深入探索DSB修复通路选择的调控机制。
法国里昂癌症研究中心等机构的研究团队在《Nucleic Acids Research》发表重要成果,发现炎症小体传感器NLRP3能以不依赖炎症体的方式,通过与REV7相互作用调控DNA修复通路选择。这项研究不仅揭示了NLRP3在维持基因组稳定性中的新功能,还为克服PARPi耐药提供了潜在靶点。
研究团队运用了多种关键技术:基于质谱的蛋白质互作分析鉴定NLRP3结合蛋白;邻近连接实验(PLA)检测蛋白共定位;DR-GFP报告系统定量HR效率;qPCR末端切除分析评估DNA损伤处理;免疫荧光观察修复蛋白焦点形成;克隆形成实验评估PARPi敏感性。
NLRP3促进HR
通过彗星实验发现NLRP3缺失显著增加IR诱导的DNA损伤。PLA实验证实NLRP3与γH2AX在DSB位点邻近。关键的是,NLRP3沉默导致RAD51焦点减少和HR报告系统效率降低,而外源表达NLRP3可挽救这些缺陷。临床相关性分析显示,NLRP3表达与乳腺癌HR缺陷(HRD)评分呈负相关。
NLRP3是DNA末端切除所需
NLRP3缺陷显著降低IR诱导的RPA2焦点形成和RPA2 Ser4/8磷酸化。qPCR末端切除分析证实NLRP3促进DSB末端切除。值得注意的是,NLRP3对切除的促进作用不依赖其炎症体功能,因为炎症体抑制剂MCC950不影响RPA2招募。
NLRP3与TRIP13和REV7结合
质谱分析鉴定出TRIP13是NLRP3互作蛋白。免疫共沉淀验证了NLRP3-TRIP13-REV7三元复合物的形成。结构分析发现NLRP3通过不同于TRIP13的方式结合REV7,且不依赖REV7的"安全带"结构域。
NLRP3抑制REV7的DSB招募
NLRP3缺失显著增加IR诱导的REV7焦点,而NLRP3过表达则降低REV7招募。功能拯救实验表明,REV7共沉默可完全恢复NLRP3缺陷细胞的HR效率和PARPi敏感性。
这项研究确立了NLRP3在DSB修复通路选择中的关键作用:通过与REV7相互作用,NLRP3拮抗屏蔽蛋白复合物的功能,促进DNA末端切除和HR通路。这一发现具有多重意义:首先,拓展了对炎症体蛋白非免疫功能的认知,揭示其在基因组稳定性维护中的直接作用;其次,阐明了HR调控的新机制,为理解BRCAness表型提供了新视角;最重要的是,研究提示NLRP3-REV7轴可能是克服PARPi耐药的潜在靶点,为肿瘤治疗策略优化提供了理论依据。该研究将炎症反应与DNA修复两大领域巧妙连接,为后续转化研究开辟了新方向。
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