The non-catalytic function of PARP2 in DNA repair and cancer therapy

PARP2在DNA修复和癌症治疗中的非催化功能

基本信息

  • 批准号:
    10540084
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 59.71万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2022-07-01 至 2027-06-30
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY/ABSTRACT PARP1 and PARP2 are DNA damage-induced poly-ADP-ribose (PAR) transferases, which are recruited to and activated by DNA breaks. Active PARP1&2 PARylate themselves and histones to promote DNA repair and chromatin relaxation. Dual-specificity inhibitors (PARPi) for PARP1 and PARP2 are currently used for the treatment of BRCA1/2-deficient breast, ovarian, pancreatic, and prostate cancers. However, severe anemia occurs in ~ one-third of patients, leading to dose reduction and premature termination of PAPRi therapy. PARPi also cause significant clonal hematopoiesis, a condition that increases the risk for myeloid dysplasia and acute- myeloid leukemia (MDS/AML). These hematopoietic toxicities are unexpected since the complete loss of Parp1 that is responsible for >80% of DNA damage-induced PARylation in cells, has no impact on hematopoiesis. To understand this potential on-target toxicity of PARPi, we generated mouse models with knockin catalytically inactive mutations in Parp2 – Poly-ADP-Ribosylation (PARylation) deficient (E534A, Parp2EA) or Mono-ADP- Ribosylation (MARylation) deficient (H404A, Parp2HA). In contrast to the normal development of Parp2-/- mice, mice expressing PARylation deficient PARP2 (Parp2EA/EA) died at embryonic day 16.5 (E16.5) with severe anemia and stage-specific blocks in erythropoiesis. The Parp2HA/HA mice are viable but display splenomegaly and chronic anemia. Meanwhile, our cell biology analyses suggest that clinically used PARPi effectively stalls PARP2, but not PARP1, on laser-induced DNA damage sites. Based on these and other observations, we hypothesize that PARP2 has PARylation-dependent structural functions that preferentially block nick ligation during DNA replication, underlie the PARP inhibitors-induced erythropoiesis defects and anemia. Specifically, we propose that catalytically inactive PARP2 were trapped on DNA breaks, especially 5’pho-nicks, where they prevent other repair factors (e.g., Ligase1) from accessing the DNA nicks. Correspondingly, like the Parp2EA/EA mice, Lig1-/- mice also succumbed to lethal anemia at E16.5. To test our hypothesis, we will Aim 1) investigate the mechanism that regulates PARP2 recruitment and dynamics at DNA damage sites using live-cell imaging and bulk biochemical assays; Aim 2) determine the impacts of catalytically inactive PARP2 on the recruitment and function of other DNA repair factors, and DNA replication in vivo and in vitro; Aim 3) characterize the mouse models expressing catalytically inactive - Parp2 and investigate how the loss of Trp53, CHK2, two genes associated clonal hematopoiesis, modulates the anemia in Parp2EA/EA models. The completion of the proposal will characterize the previously unrecognized structural functions of PARP2, address how catalytically inactive PARP2 compromises DNA replication and selectively abrogates erythropoiesis, providing the strategy to mitigate this on-targeted toxicity of PARP inhibitors by reducing PARP2 stalling.
项目摘要/摘要 PARP1和PARP2是DNA损伤诱导的聚ADP-ribose(PAR)转移,被募集 到并被DNA断裂激活。活跃的PARP1和2自身和组蛋白以促进DNA修复 和染色质松弛。目前,用于PARP1和PARP2的双特异性抑制剂(PARPI)目前用于 BRCA1/2缺陷乳房,卵巢,胰腺和前列腺癌的治疗。但是,严重的贫血 发生在约三分之一的患者中,导致降低剂量和过早终止帕普里治疗。 parpi 还会引起明显的克隆造血作用,这种疾病会增加髓样发育不全和急性的风险 髓样白血病(MDS/AML)。这些造血毒性是出乎意料的,因为PARP1的完全损失 这是导致> 80%的DNA损伤诱导的细胞中的Parylation的影响,对造血没有影响。到 了解PARPI的这种潜在靶向毒性,我们用催化敲击产生了小鼠模型 PARP2中的非活性突变 - 多ADP-核糖基化(Parylation)缺陷(E534A,PARP2EA)或单ADP- 核糖基化(玛丽化)缺乏(H404A,PARP2HA)。与PARP2 - / - 小鼠的正常发育相反, 表达pary不足PARP2(PARP2EA/EA)的小鼠在胚胎第16.5天(E16.5)死亡,严重死亡 红细胞生成的贫血和特定阶段。 PARP2HA/HA小鼠可行,但显示脾脏肿大 和慢性贫血。同时,我们的细胞生物学分析表明,临床使用的PARPI有效失速 在激光诱导的DNA损伤位点上的PARP2,但不是PARP1。基于这些和其他观察,我们 假设PARP2具有依赖于良好的结构函数,优先阻止了nick 在DNA复制过程中的连接,是PARP抑制剂诱导的红细胞生成缺陷和贫血的基础。 特别是,我们建议将催化性无活性PARP2捕获在DNA断裂中,尤其是5'Pho-Nicks, 它们可以防止其他修复因子(例如,连接1)进入DNA划痕。相应地,就像 PARP2EA/EA小鼠,lig1 - / - 小鼠也屈服于E16.5的致命性贫血。为了检验我们的假设,我们将目标1) 研究使用活细胞在DNA损伤部位调节PARP2募集和动态的机制 成像和散装生化测定;目标2)确定催化无活性PARP2对 其他DNA修复因子的募集和功能,以及体内和体外的DNA复制;目标3)特征 表达催化无效的小鼠模型-PARP2并研究TRP53,CHK2,两个的损失如何 基因相关的克隆造血,调节PARP2EA/EA模型中的贫血。完成 提案将表征PARP2的先前未识别的结构功能 不活动的PARP2损害了DNA复制并有选择地废除红细胞生成,提供了策略 通过减少PARP2停滞,以减轻PARP抑制剂的这种靶向毒性。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Shan Zha其他文献

Shan Zha的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Shan Zha', 18)}}的其他基金

The role of DNA-PKcs in DNA repair, lymphocyte development, RNA metabolism and tumor suppression
DNA-PKcs 在 DNA 修复、淋巴细胞发育、RNA 代谢和肿瘤抑制中的作用
  • 批准号:
    10539944
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 59.71万
  • 项目类别:
The role of DNA-PKcs in DNA repair, lymphocyte development, RNA metabolism and tumor suppression
DNA-PKcs 在 DNA 修复、淋巴细胞发育、RNA 代谢和肿瘤抑制中的作用
  • 批准号:
    10651884
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 59.71万
  • 项目类别:
The non-catalytic function of PARP2 in DNA repair and cancer therapy
PARP2在DNA修复和癌症治疗中的非催化功能
  • 批准号:
    10641934
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 59.71万
  • 项目类别:
The catalytic and non-catalytic functions of PARP1 in cancer biology
PARP1 在癌症生物学中的催化和非催化功能
  • 批准号:
    10377548
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 59.71万
  • 项目类别:
The catalytic and non-catalytic functions of PARP1 in cancer biology
PARP1 在癌症生物学中的催化和非催化功能
  • 批准号:
    9886208
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 59.71万
  • 项目类别:
The structural function of ATR in development, oncogenesis and cancer therapy
ATR 在发育、肿瘤发生和癌症治疗中的结构功能
  • 批准号:
    9886205
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 59.71万
  • 项目类别:
Project 3 Zha
查项目3
  • 批准号:
    10614967
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 59.71万
  • 项目类别:
DNA-PKCS Phosphorylation in DNA Repair and Chromosomal Translocations
DNA 修复和染色体易位中的 DNA-PKCS 磷酸化
  • 批准号:
    8975763
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 59.71万
  • 项目类别:
Project 3 Zha
查项目3
  • 批准号:
    10394196
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 59.71万
  • 项目类别:
The Role of ATM in Suppression of Lymphomas
ATM 在抑制淋巴瘤中的作用
  • 批准号:
    8606350
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 59.71万
  • 项目类别:

相似国自然基金

细胞核PD-L1的ADP核糖基化修饰调控肝癌细胞免疫逃逸的分子机制
  • 批准号:
    82372806
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
DNA损伤应答过程中p53的多聚ADP核糖基化修饰及转录激活功能的研究
  • 批准号:
    32301212
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
ADP-核糖基化生物功能和作用机制探究
  • 批准号:
    22377146
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
PARP4通过ADP核糖基化PIPs促进结直肠癌恶性进展的机制研究
  • 批准号:
    82203272
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
PARP4通过ADP核糖基化PIPs促进结直肠癌恶性进展的机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Analysis of physiological roles of Iqsec1/BRAG2 in mice
Iqsec1/BRAG2在小鼠体内的生理作用分析
  • 批准号:
    23K06322
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 59.71万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
DeADP-ribosylation of host targets mediated by a bacterial effector
由细菌效应子介导的宿主靶标的 DeADP-核糖基化
  • 批准号:
    10667971
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 59.71万
  • 项目类别:
Selective actin remodeling of sensory neurons for acute pain management
感觉神经元的选择性肌动蛋白重塑用于急性疼痛管理
  • 批准号:
    10603436
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 59.71万
  • 项目类别:
Arf経路を介したT細胞脂質代謝リプログラミングの分子基盤解明
通过 Arf 途径阐明 T 细胞脂质代谢重编程的分子基础
  • 批准号:
    23K06588
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 59.71万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
PARP1 and PARylation as novel effectors of gut inflammation
PARP1 和 PARylation 作为肠道炎症的新型效应物
  • 批准号:
    10679646
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 59.71万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了