RNase H2上调通过缓解复制应激对抗癌基因和化疗药物诱导的基因组不稳定性

本研究揭示了RNase H2在应对癌基因(如HRASG12V)和化疗药物(如CPT/HU)诱导的复制应激中的关键作用。研究人员通过建立可诱导过表达RNASEH2B的细胞模型，结合DNA纤维分析、RNA-DNA杂交检测等技术，发现RNase H2蛋白水平上调可增强复合体活性，特异性缓解复制叉停滞，但对细胞存活影响有限。该研究为理解癌症中复制应激响应机制提供了新视角，对开发靶向RNase H2的癌症治疗策略具有重要启示意义。

　　

在癌症发生发展过程中，复制应激(replication stress)扮演着双重角色：既是驱动肿瘤发生的基因组不稳定源，又是化疗药物的重要作用靶点。癌基因激活和化疗药物都会导致DNA复制障碍，但细胞如何应对这些压力仍有许多未解之谜。其中，RNase H2作为能特异性降解RNA-DNA杂交体(R-loop)和基因组嵌入核糖核苷酸的关键酶，其调控机制和功能意义尤其值得关注。

英国爱丁堡大学医学研究委员会(MRC)人类遗传学单元的研究人员通过系统研究，揭示了RNase H2在应对不同来源复制应激中的核心作用。他们发现癌基因HRAS^G12V和化疗药物(如CPT、HU)都能上调RNase H2蛋白水平和活性。通过建立可诱导过表达RNASEH2B的细胞模型，结合DNA纤维分析、RNA-DNA杂交检测等技术，研究人员发现RNase H2上调能特异性缓解复制叉停滞，但对细胞存活影响有限。这些发现为理解癌症中复制应激响应机制提供了新视角，对开发靶向RNase H2的治疗策略具有重要启示意义。相关成果发表在《Oncogene》杂志。

关键技术方法包括：1)建立可诱导表达RNASEH2B的HCT116和BJ-hTERT细胞系；2)使用荧光共振能量转移(FRET)技术检测RNase H2酶活性；3)DNA纤维分析技术定量复制叉动态；4)RNA-DNA杂交(S9.6抗体)检测；5)RNA测序分析基因表达变化；6)微核形成和细胞周期分析等。

【RNase H2蛋白水平和活性在癌基因诱导的复制应激中增加】

研究发现HRAS^G12V诱导3-4天后(而非24小时)，RNASEH2B和RNASEH2C蛋白水平显著升高，同时伴随mRNA表达增加。酶活性检测证实HRAS^G12V能增强RNase H2对RNA-DNA杂交体和基因组嵌入核糖核苷酸的降解能力。类似现象也在过表达Cyclin E的U2OS细胞中观察到，表明这是癌基因诱导复制应激的普遍响应。

【RNase H2蛋白和活性在药物诱导的复制应激中增加】

在结肠癌细胞系中，短期(2小时)CPT、HU或GEM处理即可增加RNASEH2B和RNASEH2C蛋白水平，部分细胞系中RNase H2活性也相应增强。TCGA数据分析显示，约25%结直肠癌中至少一个RNase H2亚基mRNA表达上调，且与更高的非整倍性评分相关。

【可诱导过表达RNASEH2B增加活性RNase H2复合体水平】

建立的可诱导系统显示，RNASEH2B过表达能提升整个RNase H2复合体(包括RNASEH2A和RNASEH2C)的蛋白水平和酶活性。意外的是，这反而增加了全局RNA-DNA杂交水平，但能阻止CPT或HU诱导的进一步增加。RNA测序分析显示基因表达变化有限，主要涉及炎症反应和上皮-间质转化相关通路。

【RNASEH2B过表达抵消化疗药物诱导的复制叉停滞】

DNA纤维分析表明，RNASEH2B过表达能特异性缓解CPT和HU诱导的复制叉停滞(减少50%)，但不影响基础复制叉速度。这种保护作用依赖于转录活性，因为转录抑制剂DRB和triptolide能模拟RNASEH2B过表达的效应。然而，RNASEH2B过表达对CPT诱导的双链断裂(DSB)形成和细胞存活影响有限。

【RNASEH2B过表达对基因组稳定性和先天免疫信号的影响】

在HCT116细胞中，RNASEH2B过表达能减少HU诱导的微核形成，但对CPT或GEM的效果较弱。在BJ-hTERT细胞中，RNASEH2B过表达增加了TBK1磷酸化和IL6表达，提示可能激活了部分先天免疫信号通路。

【RNASEH2B抵消HRAS诱导的复制叉停滞和细胞死亡】

在HRAS^G12V诱导背景下，RNASEH2B敲除进一步增加了RNA-DNA杂交水平和复制叉停滞，并加速了HRAS^G12V诱导的生长停滞和细胞死亡，但不影响衰老进程。这表明RNase H2上调是细胞应对癌基因诱导复制应激的重要适应机制。

这项研究系统阐明了RNase H2在应对不同来源复制应激中的关键作用。癌基因激活和化疗药物通过上调RNase H2蛋白水平和活性，特异性缓解复制叉停滞，维持基因组稳定性。虽然对细胞存活影响有限，但RNase H2上调可能是癌细胞适应复制应激的重要策略。这些发现不仅深化了对复制应激响应机制的理解，也为开发靶向RNase H2的癌症治疗策略提供了理论依据。特别是RNase H2在调节复制叉动态和RNA-DNA杂交平衡中的精确作用，以及其与先天免疫信号的潜在关联，都值得进一步研究。