编辑推荐：
大约10%–15%的人类癌症通过替代性端粒延长（alternative lengthening of telomeres, ALT）维持端粒，这是一种基于重组的通路，利用慢性端粒复制应激驱动端粒延长。尽管ALT在S期启动，但ALT相关的端粒合成在G2期显著，并
大约10%–15%的人类癌症通过替代性端粒延长（alternative lengthening of telomeres, ALT）维持端粒，这是一种基于重组的通路，利用慢性端粒复制应激驱动端粒延长。尽管ALT在S期启动，但ALT相关的端粒合成在G2期显著，并可延伸至有丝分裂期，通过有丝分裂DNA合成（mitotic DNA synthesis, MiDAS）进行，甚至可进入下一细胞周期的G1期，通过有丝分裂后DNA合成（post-mitotic DNA synthesis, post-MiDAS）完成。研究人员在此综述了ALT在细胞周期中机制性理解的最新进展，强调端粒处持续复制应激和升高的DNA损伤如何驱动ALT活性，但必须受到严格调控以维持端粒完整性和细胞活力。研究人员进一步强调了MiDAS和post-MiDAS如何在未复制完全的端粒绕过细胞周期检查点时，作为维持基因组完整性的最后防线。最后，研究人员讨论了如何利用这些机制性见解开发针对ALT依赖性癌症的新型治疗策略。
以下是论文主体部分的总结，保留了小标题，内容基于原文，未添加不确定信息。
**引言**
端粒是位于线性染色体末端的保护性核蛋白结构，维护染色体完整性并防止基因组不稳定。哺乳动物端粒由长串双链（TTAGGG）
n重复序列组成，末端为3'端富含G的单链DNA（ssDNA）悬突，该悬突折叠并侵入上游端粒双链DNA（dsDNA）形成保护性T环结构。在体细胞中，T环的形成和稳定性由端粒重复结合因子2（TRF2）作为端粒相关shelterin复合物的一部分促进。然而，在多能干细胞中，TRF2对端粒保护在很大程度上是可有可无的，只有当整个shelterin复合物丢失时才发生端粒功能障碍，表明体细胞和多能组织中的端粒保护涉及不同机制。Shelterin复合物除TRF2和端粒重复结合因子1（TRF1）外，还包括阻遏物/激活蛋白1（RAP1）、端粒保护蛋白1（POT1）、端粒保护蛋白1（TPP1）和TRF1相互作用核因子2（TIN2）。它保护端粒不被识别为DNA双链断裂（DSB），并防止随后不适当地激活DNA损伤应答（DDR）。T环和TRF2抑制共济失调毛细血管扩张突变蛋白（ATM）介导的DDR，而POT1与端粒ssDNA的结合与复制蛋白A（RPA）竞争，从而抑制共济失调毛细血管扩张和Rad3相关蛋白（ATR）介导的DDR。
在体细胞中，端粒随着每次细胞分裂而逐渐缩短，这归因于染色体末端的不完全复制，即末端复制问题。当端粒缩短超过临界阈值时，shelterin复合物结合减少和T环完整性丧失导致端粒去保护，并触发DDR机制识别线性染色体末端。下游DDR信号主要通过ATM依赖性稳定和上调p53，最终诱导复制性衰老或凋亡。在细胞周期检查点丢失或绕过的情况下，例如癌症中常见的p53突变，细胞可能逃避衰老并继续增殖，导致极度缩短和功能失调的端粒。染色体末端融合和随后端粒危机的断裂-融合-桥循环进一步加剧DNA损伤和基因组不稳定。
**人类癌细胞中端粒维持机制：端粒酶与ALT**
为获得复制永生并逃避端粒危机，大多数人类癌细胞通过重新激活逆转录酶端粒酶来延长端粒，端粒酶在干细胞和祖细胞中低水平表达，但在体细胞中通常被沉默。人端粒酶是由蛋白质端粒逆转录酶（hTERT）和非编码端粒酶RNA组分（hTERC）组成的核糖核蛋白复合物，hTERC作为模板，通过逆转录添加TTAGGG重复序列延伸短端粒的3'ssDNA悬突。然而，10%–15%的癌症（主要起源于间充质）缺乏端粒酶活性，而是使用ALT通路维持端粒。与端粒酶介导的端粒维持不同，ALT是一种与复制应激相关的通路，通过断裂诱导复制（BIR）促进端粒延伸，劫持同源重组（HR）机器并使用端粒序列作为修复模板。
ALT阳性癌细胞表现出一组独特的分子特征，已确立为ALT的标志物和生物标志物。这些包括长且高度异质的端粒长度、丰富的染色体外端粒重复序列（ECTRs）、高水平的端粒姐妹染色单体交换（T-SCE）、具有高水平复制应激来源的端粒DNA损伤（以端粒功能障碍诱导灶（TIFs）标记）的脆弱端粒、长链非编码端粒重复RNA（TERRA）转录增加，以及ALT相关早幼粒细胞白血病（PML）小体（APBs）的形成。此外，ALT的出现与端粒染色质环境的失调密切相关。组蛋白伴侣复合物因子α-地中海贫血/精神发育迟滞X连锁（ATRX）和死亡结构域相关蛋白6（DAXX）的功能缺失突变或缺失，会损害非典型组蛋白变体H3.3的沉积并导致端粒异染色质相关组蛋白修饰的缺失，这在ALT阳性癌症中经常观察到，并促进ALT过程中的HR。ATRX/DAXX缺失导致端粒染色质压缩减少，也导致TERRA转录升高和TERRA侵入端粒DNA增加，形成DNA-RNA杂交和R环，从而导致端粒复制应激并促进ALT启动。然而，单独消耗ATRX或DAXX不足以诱导ALT，通常需要额外因子的缺失来改变端粒染色质环境和端粒处的DDR。例如，编码H3.3的H3F3A基因突变经常与ALT阳性儿童胶质瘤中的ATRX突变共存。此外，最近的一项预印本显示，推定的肿瘤抑制因子和化疗耐药标志物Schlafen家族成员11（SLFN11）在ATRX缺陷细胞中经常被沉默，其缺失使这些细胞能够逃避端粒危机并激活ALT。有趣的是，并非所有ALT阳性癌症都携带ATRX或DAXX突变，提示替代机制也可以驱动ALT激活。一种这样的机制涉及组蛋白H3伴侣抗沉默功能1（ASF1A和ASF1B）两种亚型的缺失，通过受损的端粒核小体组装和升高的端粒复制应激，在端粒酶阳性细胞中触发ALT诱导。与主流模型相反，过度的异染色质化也可以刺激ALT。特别是，组蛋白甲基转移酶SET结构域分叉1（SETDB1）通过增加端粒处H3K9甲基化促进ALT启动，而SETDB1缺失抑制ALT活性。
**ALT端粒处的持续复制应激和DNA损伤驱动ALT启动**
端粒是固有难以复制的基因组区域，代表内源性复制应激的热点。其重复序列、T环结构和紧密结合的shelterin复合物都阻碍复制叉进展。长链非编码RNA TERRA从亚端粒区域转录及其侵入端粒dsDNA促进R环形成，阻碍复制体进展。此外，富含G的端粒序列可以折叠成稳定的G4结构，对复制机制构成额外障碍。由于端粒从亚端粒区域的起点向染色体末端单向复制，且端粒内缺乏复制起点，停滞的复制叉不能通过下游汇聚叉或休眠起点激活来挽救，这进一步加剧了端粒处的复制应激。
与体细胞或端粒酶阳性癌细胞的端粒相比，ALT端粒经历持续且加剧的复制应激和端粒脆性，这是ALT激活的关键驱动因素。ALT阳性癌细胞升高的慢性复制应激主要是由于ALT癌症中ATRX/DAXX、H3.3或ASF1A/B等染色质修饰因子缺失或突变导致端粒染色质环境不稳定所致。TERRA水平升高和TERRA R环的形成，源于ATRX/DAXX失活导致的端粒异染色质丢失，已成为端粒复制应激和ALT启动的主要触发因素。TERRA富集和R环形成还通过赖氨酸特异性组蛋白去甲基化酶1A（KDM1A）增强，KDM1A以TERRA依赖性方式结合端粒并招募关键ALT因子RAD51相关蛋白1（RAD51AP1）以促进TERRA R环形成并驱动ALT启动。因此，TERRA不仅在ALT端粒诱导复制应激，还通过形成R环直接启动ALT介导的DNA合成，触发BIR启动并促进端粒延长。此外，ALT端粒富含端粒变体重复序列（TVRs），这些重复序列削弱shelterin蛋白结合，导致部分端粒去保护和端粒DDR激活。相反，TVRs对核孤儿受体蛋白表现出增加的结合亲和力，这些受体重塑端粒染色质，从而促进重组和ALT启动。
ALT端粒处持续的复制叉停滞导致复制叉崩溃，引发ALT DDR并产生单端DSB，这些DSB是通过BIR进行ALT介导端粒延伸的底物，从而驱动ALT启动。持续复制应激和升高的DNA损伤是驱动ALT所必需的，但必须严格控制，以提供足够的DNA损伤启动ALT，同时保持端粒完整性和细胞活力。为维持这种平衡并控制端粒复制应激，DNA依赖性ATP酶范可尼贫血组M蛋白（FANCM）和ATP依赖性链退火解旋酶SWI/SNF相关基质相关肌动蛋白依赖性染色质调节因子亚家族A样蛋白1（SMARCAL1）催化停滞复制叉的重塑并促进ALT端粒处的叉逆转。此外，FANCD2稳定ALT端粒的复制叉，促进分子内叉解决，并限制新生端粒DNA的过度核酸处理，从而抑制端粒不稳定性。H3.3组蛋白伴侣组蛋白细胞周期调节因子（HIRA）通过介导新H3.3组蛋白沉积以补偿ATRX/DAXX缺失，保护ALT端粒免受R环相关复制应激。NONO-SFPQ异二聚体通过直接结合TERRA并防止RNA:DNA杂交积累，抑制过度的端粒R环形成和ALT端粒脆性。DNA错配修复（MMR）异二聚体MSH2-MSH3（MutSβ）通过破坏G4结构保护ALT端粒免受复制应激。复制应激还受DNA复制解旋酶/核酸酶2（DNA2）和BLM拮抗剂SLX4相互作用蛋白（SLX4IP）的限制。
**细胞周期中ALT端粒的DNA合成**
ALT介导的端粒合成主要在S期响应复制应激启动，并延伸至G2期以解决重组中间体并完成未复制端粒区域的DNA复制。ALT活性在G2期达到峰值，此时HR通路活跃，并通过有丝分裂DNA合成（MiDAS）继续进入早期有丝分裂。持续的端粒DNA损伤或未解决的重组中间体也可能被下一代细胞继承，并在新生子细胞的G1期通过有丝分裂后DNA合成（post-MiDAS）进行处理。因此，新出现的证据表明细胞周期检查点监测并非万无一失，允许细胞携带持续未复制的DNA或DNA损伤进入后续细胞周期阶段，尤其是在端粒和ALT阳性癌细胞中。
**S/G2期ALT介导的端粒维持**
ALT端粒合成发生在APBs内，APBs是特化的无膜核凝聚体，将来自多条染色体的受损ALT端粒与PML以及HR和BIR因子聚集在一起。APBs形成核微环境，将端粒模板在空间上靠近并浓缩DNA修复因子，以通过BIR样方式促进端粒间和端粒内重组。APBs仅存在于ALT阳性癌细胞中，在细胞周期G2期特别富集，此时ALT活性达到峰值。APB形成依赖于小泛素样修饰物（SUMO）和端粒相关蛋白的SUMO化，由SUMO E3连接酶STAT4蛋白抑制剂（PIAS4）和结构维持染色体（SMC）5/6复合物相关SUMO E3连接酶甲磺酸甲酯敏感21（MMS21）催化，包括shelterin组分TRF1、TRF2、TIN2和RAP1；DNA修复因子如RPA、RAD52、BLM、FANCD2、RAD51AP1和MRE11-RAD50-NBS1（MRN）复合物；以及PML本身。这些SUMO化蛋白通过SUMO相互作用基序（SIM）相互作用促进其凝聚，从而驱动APB组装。PML在APB组装中起不可或缺的作用，不仅作为APB的支架组分，还通过其自身的SUMO和SIM结构域与SUMO化蛋白相互作用并招募它们。因此，SUMO化抑制和PML消耗已显示减少APB形成并损害ALT活性。将BLM及其BLM-DNA拓扑异构酶III-α（TOP3A）-RecQ介导基因组不稳定1/2（RMI1/2）（BTR或BTRR）复合物伴侣人工拴系到端粒足以在缺乏PML的细胞中恢复ALT激活，甚至在端粒酶阳性细胞中。这些发现表明，APB介导的关键DDR蛋白（包括BLM）招募到断裂端粒是驱动高效ALT端粒合成的关键因素。此外，BLM通过其解旋酶活性生成端粒ssDNA，直接促进APB组装和端粒聚集，从而激活ALT相关DDR并驱动修复因子招募到APBs。最近，溴结构域（BRD）染色质阅读蛋白三基序包含24（TRIM24）被发现通过组蛋白乙酰转移酶p300和CREB结合蛋白（CBP）依赖性H3K23乙酰化标记招募到ALT端粒，并被PIAS1SUMO化，通过招募PML、BLM和其他APB组分促进APB形成。此外，最近工作表明，响应复制应激相关端粒损伤的APB形成存在两种共存于同一细胞中的不同APB形成途径。在APB成核途径中，高水平的端粒SUMO化响应广泛的端粒DNA损伤驱动APB的从头组装，这些APB有效招募BLM并诱导强ALT活性。相比之下，在APB融合途径中，DNA损伤较少的端粒处较低SUMO水平可能不足以进行稳健的PML招募和从头APB形成，而是通过与预先存在的PML核小体（NBs）融合形成APBs，这与BLM招募减少和较弱的ALT介导端粒延伸相关。因此，端粒SUMO水平决定APB形成模式并影响ALT效率。
在复制应激诱导的APB形成后，ALT端粒合成通过BIR样机制进行，该机制需要3'ssDNA悬突进行同源搜索和链侵入。这些3'ssDNA悬突被认为通过端粒单端DSB的5'–3'末端切除产生。末端切除由MRN复合物启动，随后通过BLM解旋酶与核酸外切酶1（EXO1）和DNA2核酸酶合作的长期切除扩展。WRN解旋酶也被建议与DNA2合作促进ALT端粒的末端切除。机械上，切除的3'ssDNA端粒末端侵入同源端粒模板形成置换环（D-loop）。可能的同源模板包括染色体内端粒序列、姐妹染色单体端粒序列、其他染色体上的端粒序列和染色体外端粒环。端粒延伸随后通过保守DNA合成由最小ALT复制体进行，该复制体由DNA聚合酶δ及其辅助亚基POLD3和POLD4、增殖细胞核抗原（PCNA）和复制因子C（RFC）组成，组装在迁移的D-loop上复制侵入的端粒DNA。有趣的是，与在经典HR中促进同源搜索和链侵入的作用不同，RAD51在人类细胞S/G2期ALT端粒的高效BIR中似乎不发挥主要直接作用。根据端粒染色质环境和停滞复制叉的架构，BIR期间的链侵入和HR可以以RAD52依赖性或RAD52非依赖性方式发生，表明存在至少两种部分独立的ALT亚通路。在RAD52依赖性ALT通路中，端粒重组通过RAD52介导的同源搜索和退火启动，将切除的RPA结合的3'ssDNA悬突退火到同源端粒模板以促进链侵入和D-loop形成。RAD52非依赖性ALT通路的启动需要RAD51AP1依赖性端粒R环形成以响应端粒DNA损伤。这些R环促进置换的富含G的端粒链上G4结构形成，这些G4结构在R环解决后持续存在并保持附近的端粒dsDNA处于开放构象，允许在缺乏RAD52的情况下进行链侵入和D-loop形成。这种RAD52非依赖性链侵入事件称为R-to-D-loop转换并促进后续BIR。R-loop去除需要R-to-D-loop转换，并建议由RNA/DNA解旋酶senataxin（SETX）催化。此外，核酸外切酶3'–5'结构域包含蛋白2（EXD2）被鉴定调节ALT通路选择，通过处理停滞复制叉促进RAD52依赖性ALT通路，同时抑制RAD52非依赖性ALT通路。在同源链侵入后，BTR复合物通过BLM解旋酶活性促进ALT复制体组装、稳定D-loop结构并驱动D-loop分支迁移，进一步促进高效保守端粒合成。DNA转位酶RAD54也通过其ATP酶和分支迁移活性促进分支迁移。当ALT复制体遇到物理屏障时，E3泛素连接酶RAD18介导PCNA在赖氨酸164（K164）的单泛素化，激活DNA损伤耐受（DTT）通路以促进损伤绕过。PCNA K164泛素化随后招募endo-和外切核酸酶氮芥敏感1A（SNM1A）到停滞的ALT复制体，SNM1A通过协调的核酸内切切割和外切核酸切除模板链生成新的ssDNA悬突，可侵入同源染色体内或端粒间DNA模板，促进切除依赖性损伤绕过和模板切换。在完成生产性端粒延伸和ALT复制体解体后，链侵入期间形成的重组中间体必须在有丝分裂前解决以保持端粒完整性。BTR复合物介导这些重组中间体的溶解，从而防止T-SCE并保持端粒稳定性。BTR复合物的溶解活性被SMX三核酸酶复合物（包括SLX1-SLX4、MUS81-EME1和XPF-ERCC1）抵消，该复合物通过SLX4和TRF2之间的相互作用招募到端粒。SMX切割BIR中间体，促进其交叉解决，这与端粒延伸过早终止、T-SCE和端粒脆性相关。BTR介导的溶解和SLX4介导的BIR中间体解决之间的平衡确保生产性ALT端粒延伸同时最小化有害的超重组表型。该平衡由SLX4IP调节，SLX4IP在ALT端粒积累，直接与SMX和BTR复合物相互作用并以与SLX4平行的途径限制BLM的溶解活性。为防止超重组和端粒不稳定，ALT阳性癌细胞采用多种额外机制限制BLM活性，包括FANCM、MutSα和FANCD2。
**ALT端粒处的MiDAS**
经常逃避G2/M检查点监测的ALT阳性癌细胞携带未完全复制的端粒和S/G2期ALT活性遗留的未解决重组中间体进入有丝分裂，依赖早期有丝分裂期间的MiDAS完成端粒复制并保持端粒稳定性。端粒处的MiDAS被提议通过RAD52和POLD3依赖性保守BIR样复制进行，类似于S/G2期的ALT介导端粒合成，但操作在有丝分裂的独特细胞环境中。值得注意的是，有丝分裂是相对较短的细胞周期阶段，通常持续不到1小时，这引发疑问：这个有限的时间窗口是否足以支持广泛的、持续性的ALT端粒延伸。因此，MiDAS可能主要功能是在未复制或受损端粒处填补缺口并进行修复合成，而非驱动具有实质端粒延长的广泛端粒延伸。确实，证据表明生产性ALT端粒合成（以末端端粒延伸导致稳定净端粒延长为特征）主要发生在G2到早期有丝分裂的过渡期间。相比之下，G2期大多数端粒DNA合成可能代表非生产性内部合成，不会被携带到后续细胞周期。端粒MiDAS并非ALT阳性癌细胞独有的标志，在端粒酶阳性癌细胞甚至经历复制应激的非癌性细胞系中也可检测到。然而，ALT阳性癌细胞表现出显著更高的端粒MiDAS水平，反映其慢性端粒复制应激和对S期后端粒DNA合成的依赖。
端粒在APB中的聚集由SMC5/6组分MMS21的SUMO E3连接酶活性驱动，对于S/G2期高效ALT端粒合成以及前中期ALT端粒MiDAS都是必需的。尽管经典PML-NBs在有丝分裂进入时解体，但在ALT阳性癌细胞的中期涂片中观察到APB样灶，表明它们可以持续到有丝分裂后期。这类有丝分裂APB样组装被证明是前中期端粒聚集和ALT端粒合成（通过MiDAS）的位点。与PML和BLM相反，叉保护复合物TIMELESS/TIPIN负调控端粒聚集和端粒MiDAS。此外，有丝分裂染色质凝聚调节因子被认为有助于MiDAS。MiDAS的启动依赖于TRAF相互作用蛋白（TRAIP）介导的经典复制体解体，TRAIP在有丝分裂中通过Cyclin B1-细胞周期蛋白依赖性激酶1（CDK1）依赖性磷酸化激活，并介导CDC45-MCM-GINS（CMG）复合物的泛素化，随后由p97分离酶提取，导致复制体解体并暴露可及ssDNA底物。TRAIP还促进关键MiDAS因子FANCD2定位到未复制DNA位点。SUMO化的DNA拓扑异构酶2结合蛋白1（TOPBP1）定位到FANCD2标记的未复制基因组区域，通过其SIM结构域和CDK1依赖性有丝分裂磷酸化招募核酸酶支架蛋白SLX4。SLX4随后作为支架协调多个结构特异性核酸酶招募到有丝分裂中未完全复制的DNA，形成SMX三核酸酶复合物。SMX复合物处理停滞复制叉并启动MiDAS。与CFS处的MiDAS一致，端粒MiDAS是SLX4和RAD52依赖性的，但MUS81-EME1似乎是可有可无的，表明另一种核酸酶需要启动端粒MiDAS。SLX4还招募ATP依赖性DNA解旋酶端粒延长解旋酶1（RTEL1）到难以复制的基因组位点，RTEL1解决与G4结构相关的R-loops，促进RAD52和POLD3招募以启动MiDAS。SMX介导的停滞复制叉切割后，产生的单端DSB需要末端切除以生成3'ssDNA悬突，通过RAD52介导的链退火启动BIR样MiDAS。MRE11核酸酶活性、CtBP相互作用蛋白（CtIP）和乳腺癌易感蛋白1（BRCA1）是MiDAS所必需的。长期切除由DNA2和WRN组合活性执行。有趣的是，BLM和EXO1在MiDAS中似乎不直接贡献。RAD52介导的3'ssDNA悬突链退火为后续POLD3依赖性MiDAS提供底物。POLD3通过间隙填充跨损伤DNA合成（TLS）由DNA聚合酶ζ启动，随后切换至DNA聚合酶δ进行长片段持续性合成。D-loop迁移和长片段DNA合成由PIF1解旋酶驱动。
部分未复制区域和复制中间体未能完全解决并可持续到有丝分裂后期，导致有丝分裂异常，包括超细后期DNA桥（UFBs）。UFBs由PICH识别和包被，招募处理因子包括BLM及其BTR复合物。端粒UFBs还由细胞质3'–5'核酸外切酶TREX1处理。UFBs延迟胞质分裂切割，如果未解决可导致染色体分离缺陷、微核形成和G1期遗传损伤。
**G1期ALT端粒处的post-MiDAS**
复制应激诱导的遗传性DNA损伤在G1期被隔离到53结合蛋白1（53BP1）核小体（NBs）中，通过招募RAP1相互作用因子1（RIF1）和Shieldin复合物保护这些位点免受核酸降解。最近，异三聚体RPA复合物被证明标记G1期复制应激来源的遗传性DNA损伤，这些损伤与53BP1结合的损伤大部分不同。有趣的是，RPA结合不仅保护这些ssDNA损伤，还与G1期新生DNA合成相关，称为post-MiDAS。大多数这些RPA标记的post-MiDAS位点位于端粒，有助于在复制应激下维持端粒完整性。通过FANCM缺失诱导额外端粒复制应激，显著增加G1期RPA标记的post-MiDAS位点。因此，post-MiDAS可能作为备份机制完成S/G2和有丝分裂期间未完成或失败的端粒合成，并作为基因组稳定性的保障，尤其是在ALT阳性癌细胞中。值得注意的是，ALT阳性癌细胞（包括U-2 OS和GM847细胞）在未受干扰条件下表现出RPA标记的DNA损伤，而ALT阴性癌细胞系HeLa和永生化非癌性细胞系RPE1需要额外外源复制应激诱导才能达到相当水平。因此，ALT阳性癌细胞似乎特别依赖post-MiDAS来维持端粒稳定性。与S/G2期ALT和MiDAS类似，post-MiDAS被证明是RAD52依赖性的。然而，post-MiDAS的确切分子机制在很大程度上仍然未知。
**ALT端粒维持的治疗靶向**
过去几年对S/G2期ALT、MiDAS和post-MiDAS分子机制理解的加深，有助于识别潜在的ALT特异性脆弱性和治疗靶点，这可能为开发针对ALT阳性癌症的新型治疗方法铺平道路。非癌细胞中ALT活性的缺乏提供了选择性靶向ALT阳性癌症同时保护正常组织的机会。此外，依赖端粒酶进行端粒延长的癌症可以通过切换到ALT通路对端粒酶抑制剂产生耐药性，这进一步强调了需要开发同时靶向端粒酶和ALT的联合治疗方法。然而，迄今为止，尚无ALT特异性疗法获得临床批准，ALT阳性癌症仍与预后不良和有限治疗选择相关。通过靶向关键BIR因子（如RAD52、POLD3、BLM和SLX4）或通过抑制端粒相关SUMO E3连接酶破坏APB形成来抑制ALT端粒维持，已被提议作为潜在治疗策略。此外，ALT端粒处的慢性复制应激已被确定为潜在脆弱性。治疗性破坏这种精细平衡以引起超ALT表型，伴随过度ALT端粒不稳定，可能选择性杀死ALT阳性癌细胞。复制叉重塑因子FANCM和SMARCAL1已被建议作为潜在可成药靶点。最后，ALT阳性癌症的潜在合成致死脆弱性鉴定已被提议开辟治疗ALT依赖性肿瘤的新途径。例如，EXD2缺失在ALT阳性癌细胞中被证明与BLM、DNA2或POLD3合成致死。FANCM和SLX4IP之间的合成致死相互作用也已被描述。此外，使用小分子抑制剂或反义寡核苷酸（ASOs）破坏FANCM-BLM相互作用已被证明在ALT阳性癌症中选择性致死。鉴于ATRX/DAXX突变在ALT依赖性癌症中的高患病率，发现与ATRX/DAXX缺失的额外合成致死相互作用仍然特别令人感兴趣，并具有未来ALT靶向治疗的潜力。
**结论与开放问题**
过去十年在定义ALT阳性癌细胞如何在整个细胞周期中维持端粒长度方面取得了重大进展。S/G2期ALT相关端粒合成、有丝分裂中MiDAS和G1期post-MiDAS的机制表征扩展了研究人员对ALT阳性癌细胞如何维护端粒完整性并将慢性端粒复制应激从脆弱性转化为基于重组的端粒维持驱动因素的理解。这些见解也促进了S期外非计划DNA复制的更广泛概念，该概念日益被认为对平衡基因组稳定性很重要，尤其是在癌细胞和难以复制的基因组区域（如高复制应激下的端粒）。值得注意的是，现在也清楚未复制的DNA可以绕过经典细胞周期检查点监测并持续到G2、有丝分裂甚至下一细胞代的G1期。尽管在S/G2、MiDAS和post-MiDAS中的ALT端粒维持通常依赖于RAD52依赖性保守BIR样DNA合成，启动于切除的3'ssDNA悬突，并采用共享的核心细胞因子集，但其调控和分子机制因细胞周期特异性差异而异，包括有丝分裂期间凝聚染色质和高CDK1和PLK1活性。此外，虽然S/G2期ALT端粒合成机制已被广泛表征，MiDAS机制越来越被理解，但G1期post-MiDAS的分子因子和过程在很大程度上仍然未知。进一步开放问题包括MiDAS和post-MiDAS如何与染色体压缩和解压缩协调，APB形成是否在post-MiDAS端粒中起关键作用，以及细胞周期中端粒维持途径如何在机制和时间上协调。尽管在理解ALT介导端粒维持的机制基础方面取得了很大进展，但需要进一步研究将这些见解转化为临床批准的ALT特异性疗法。目前尚无临床批准的ALT特异性治疗方法可用于10%–15%依赖ALT的癌症，将这些机制发现转化为选择性ALT特异性治疗策略仍然是改善ALT相关恶性肿瘤患者治疗结果和预后的重要途径。
