PIPKIγ通过增强LIG4介导的非同源末端连接通路促进三阴性乳腺癌放疗抵抗的分子机制

本研究针对三阴性乳腺癌(TNBC)放疗抵抗的临床难题，揭示了PIPKIγ-LIG4信号轴调控非同源末端连接(NHEJ)修复的新机制。研究人员通过多组学实验证实，PIPKIγ通过增强LIG4-XRCC4相互作用促进DNA双链断裂(DSBs)修复，显著提高TNBC细胞和移植瘤的放疗抵抗性。该发现为克服TNBC放疗抵抗提供了新的靶向治疗策略，具有重要转化医学价值。

　　

三阴性乳腺癌(TNBC)作为乳腺癌中最具侵袭性的亚型，因其雌激素受体(ER)、孕激素受体(PR)和人表皮生长因子受体2(HER2)的缺失，导致治疗选择有限。放疗作为TNBC的重要治疗手段，其疗效常因肿瘤细胞获得性抵抗而大打折扣。这种放疗抵抗现象与肿瘤细胞异常激活的DNA损伤修复机制密切相关，特别是修复DNA双链断裂(DSBs)的非同源末端连接(NHEJ)通路。然而，调控NHEJ通路的关键分子开关及其作用机制尚未完全阐明，这成为提高TNBC放疗敏感性的关键科学问题。

同济大学的研究团队在《Cell Death and Disease》发表的重要研究中，首次揭示了I型γ磷脂酰肌醇磷酸激酶(PIPKIγ)通过调控DNA连接酶IV(LIG4)的核转位促进NHEJ修复，进而驱动TNBC放疗抵抗的分子机制。这项研究不仅发现了PIPKIγ在DNA修复中的非经典功能，更为克服TNBC临床治疗瓶颈提供了新的干预靶点。

研究人员运用了多种关键技术方法：基于METABRIC数据库的临床预后分析、NHEJ/HR报告基因系统评估DNA修复效率、免疫共沉淀验证蛋白互作网络、亚细胞分离技术追踪LIG4核质分布、彗星实验检测基因组稳定性、克隆形成实验评估细胞放射敏感性，以及移植瘤模型验证体内放疗抵抗效应。

PIPKIγ增强TNBC放疗抵抗并独立于经典激酶活性促进NHEJ

临床数据分析显示，高表达PIPKIγ的TNBC患者放疗后无复发生存显著较差。通过NHEJ报告系统发现，PIPKIγ过表达特异性增强经典NHEJ(c-NHEJ)效率，且该功能不依赖其激酶活性。γH2AX焦点清除实验证实PIPKIγ加速DSBs修复。

PIPKIγ直接结合LIG4以LIG4依赖方式增强c-NHEJ

免疫共沉淀揭示PIPKIγ通过其PIPK结构域与LIG4的BRCT2结构域直接互作。DNA损伤后两者结合增强，且LIG4抑制剂SCR7可消除PIPKIγ对NHEJ的促进作用。

PIPKIγ通过强化LIG4-XRCC4互作促进核转位

亚细胞分离实验显示PIPKIγ-LIG4互作发生于胞质。PIPKIγ过表达增强LIG4-XRCC4复合体形成，促使LIG4核聚集，而敲低PIPKIγ则抑制此过程。

PIPKIγ提升基因组稳定性并增强TNBC细胞放疗抵抗

彗星实验证实PIPKIγ过表达细胞在辐照后DNA损伤显著减少。克隆形成实验显示PIPKIγ使TNBC细胞存活率提高2-3倍，该效应可被LIG4抑制剂逆转。

PIPKIγ增强体内放疗抵抗

移植瘤模型证实，过表达PIPKIγ使肿瘤体积缩小率降低40%，而敲除PIPKIγ则增强放疗敏感性。SCR7处理可消除PIPKIγ介导的放疗抵抗。

这项研究首次阐明PIPKIγ通过"胞质脚手架"功能调控LIG4核转位的新机制：在DNA损伤条件下，PIPKIγ作为分子桥梁稳定LIG4-XRCC4复合体，促进修复核心元件LIG4的核定位，从而增强NHEJ修复效率。该发现突破了传统认为PIPKIγ仅参与脂质代谢和信号转导的认知框架，为TNBC放疗抵抗提供了新的生物标志物和联合治疗策略。临床转化方面，靶向PIPKIγ-LIG4互作界面的小分子抑制剂，或与现有放疗方案联用，有望成为克服TNBC治疗抵抗的突破点。此外，该机制可能普适于其他依赖NHEJ通路获得治疗抵抗的恶性肿瘤，具有广阔的临床应用前景。