Cellular survival strategy through ATR-dependent DNA replication stress tolerance

通过 ATR 依赖性 DNA 复制应激耐受的细胞生存策略

基本信息

批准号：
22H03745
负责人：
塩谷文章
金额：
$ 11.15万
依托单位：
National Cancer Center Japan
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H03745/
关键词：
DNA複製ストレス耐性 DNA複製ストレス ATR ゲノム不安定性クロマチンがん

项目摘要

近年ドライバー変異に起因する異常な細胞増殖に伴う高度なDNA複製ストレスが、ゲノム異常化を促進し、がんの発生を加速することが示唆されている。重要なことは、正常細胞では過剰なDNA複製ストレスに対して、細胞老化や細胞死を誘導し、発がんバリア機構が発動するが、同時に選択的圧力の下で生き残る「がんの創始細胞」を生み出すことである。そこで本年度はKRASG12V発現によるゲノム動態解析からDNA複製ストレスの原因を明らかにすることを目的とし、KRASG12V発現に伴うヘテロクロマチン領域のマーカーの変動を免疫染色法によって解析したところ、H3K27me3の上昇、およびそのPRC2依存性が認められた。EZH2の阻害剤はH3K27me3の上昇を抑制し、DNA複製進行の遅延を抑制した。さらにHP1発現抑制によって、DNA複製進行の遅延の抑制、および細胞生存率の回復が認められた。以上のことからKRASG12V発現はH3K27me3の上昇を伴う条件的ヘテロクロマチン化を促進すること、またDNA複製フォークの妨害因子は、ヘテロクロマチン化の主因であるHP１であることが示唆された。次にATR-PrimPolによるDNA複製ストレス耐性制御機構を明らかにするため、PrimPol発現抑制を利用し、再プライミングにおけるPrimPolの関与を検証したところ、KRASG12V発現によるDNA複製進行遅延に対する耐性にPrimPolが関与することを見出した。またPrimPolによる再プライミング発動のATR依存性を検証したところATR阻害剤によってDNA複製フォーク進行速度減少の回避が抑制されることを見出した。以上よりKRASG12V発現によるDNA複製ストレス耐性にはATR-PrimPol依存的な再プライミング機構が関与することが示唆された。

近年来，有人提出，与驱动突变引起的异常细胞增殖相关的高度DNA复制应激会促进基因组畸变并加速癌症的发展。重要的是，为了应对过度的DNA复制应激，正常细胞会诱发细胞衰老和细胞死亡，并激活致癌屏障机制，但与此同时，在选择压力下生存的“癌症创始细胞”却正在创造。因此，今年，我们旨在通过KRASG12V表达引起的基因组动力学分析来阐明DNA复制应激的原因。我们利用免疫染色分析了与KRASG12V表达相关的异染色质区域标记物的变化，发现H3K27me3增加并且观察到PRC2依赖性。 EZH2 抑制剂抑制 H3K27me3 的增加和 DNA 复制进程的延迟。此外，抑制 HP1 表达可抑制 DNA 复制进程的延迟并恢复细胞活力。上述结果表明，KRASG12V表达促进条件性异染色质化，并伴有H3K27me3的增加，而干扰DNA复制叉的因子是HP1，它是异染色质化的主要原因。接下来，为了阐明ATR-PrimPol控制DNA复制应激耐受的机制，我们使用PrimPol表达抑制来验证PrimPol参与重新启动，发现PrimPol参与了对由ATR-PrimPol引起的DNA复制进程延迟的耐受。我发现了 KRASG12V 表达。我们还检查了 PrimPol 诱导的重新启动的 ATR 依赖性，发现 ATR 抑制剂抑制了 DNA 复制叉进展速率降低的避免。这些结果表明，ATR-PrimPol 依赖性重新启动机制参与了 KRASG12V 表达诱导的 DNA 复制应激抵抗。

项目成果

期刊论文数量（8）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Harvard Medical Schoolm/Duke University School of Medicine(米国)

哈佛医学院/杜克大学医学院（美国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Therapeutic Strategies Using ATR Inhibitors to Target DNA Replication Stress Caused by undruggable Gene Mutations

使用 ATR 抑制剂针对不可成药基因突变引起的 DNA 复制应激的治疗策略

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Taufiq Fikri;Maharani Nani;Li Peili;Kurata Yasutaka;Ikeda Nobuhito;Kuwabara Masanari;Otani Naoyuki;Miake Junichiro;Hasegawa Akira;Tsuneto Motokazu;Shirayoshi Yasuaki;Ninomiya Haruaki;Saitoh Tatsuya;Nakai Akira;Yamamoto Kazuhiro;Hisatome Ichiro;Shiotani B
通讯作者：
Shiotani B

ATR-PrimPol経路によるKRASG12V誘導性DNA複製ストレス耐性機構はがん悪性化に関与する

KRASG12V通过ATR-PrimPol途径诱导的DNA复制应激抵抗机制参与癌症恶性肿瘤