核苷磷酸酶NTPCR通过调控BRCA1-A蛋白复合体介导乳腺癌耐药的机制研究

Chemoresistance represents a hallmark of unsuccessful treatment for breast cancer patients. Although recent lectures reported that abnormal DNA damage response might account for the chemoresistance in breast cancer, the underlying mechanism remains to be elucidated. Here, our preliminary high-throughput functional screenings illustrated that Nucleoside-Triphosphatase, Cancer-Related (NTPCR) might be a novel functional component in BRCA1-A complex which mediates DNA damage repair response and chemoresistance in breast cancer. Based on those exciting findings, in this study we aim to address the functional roles and the underlying mechanisms for NTPCR in regulating BRCA1-A complex at the procedures of DNA damage responses and chemoresistance using a variety of experimental methods and techniques. The key scientific questions to be answered in this project include how NTPCR regulates the localization of BRCA1-A complex at the DNA damage sites, how NTPCR modulates the DNA damage repair pathways, and what is the significance of NTPCR in chemoresistance for breast cancers. Taken together, our findings will reveal the functions and underlying molecular mechanism of NTPCR in breast cancer chemoresistance, and provide insights to uncover the novel anti-chemoresistance targets with important clinical translation implications.

乳腺癌的化疗耐药是目前乳腺癌治疗领域亟待解决的关键科学问题之一。近期研究提出DNA损伤修复通路的异常激活可能与乳腺癌化疗耐药相关，但相关的分子机制有待进一步阐明。本项目预实验利用了大规模组学筛选技术，发现了核苷磷酸酶NTPCR是BRCA1-A复合物重要的功能性新亚基，介导了DNA损伤修复的激活与肿瘤化疗耐药。在此基础上，本项目拟采用多种先进的实验技术，系统性地解析NTPCR调控BRCA1-A蛋白复合体介导乳腺癌化疗的作用及其分子机制，包括：1)揭示NTPCR对于DNA损伤修复通路的影响；2)阐明NTPCR的调控BRCA1-A复合物激活的分子机制；3)明确NTPCR在乳腺癌化过程疗耐药中的作用和临床意义。本课题的研究成果将揭示 NTPCR 蛋白在乳腺癌化疗耐药中的作用及分子机制、为发现克服乳腺癌耐药的靶标奠定实验和理论基础，具有重要的转化应用价值。

乳腺癌的化疗耐药是目前乳腺癌治疗领域亟待解决的关键科学问题之一，克服耐药对提高乳腺癌的治疗水平具有非常重要的意义。项目组基于前期工作积累，发现并鉴定了磷酸酶NTPCR是BRCA1-A蛋白复合体的新型亚基，调控了BRCA1-A复合物在DNA损伤修复中的定位，介导了乳腺癌的化疗耐药。本研究取得的重要结果如下：（1）新型联合筛选平台的建立：利用串联免疫亲和沉淀结合质谱技术，联合CRISPR-Cas9基因敲除文库筛选技术，发现并鉴定了BRCA1-A复合物的功能性亚基，新型平台的联合使用属于首创。本项目首先发现了参与BRCA1-A复合物、BRISC复合物形成的93个潜在新亚基，并进一步利用高通量基因编辑技术结合药物筛选对候选蛋白进行生物学功能鉴定，发现了NTPCR蛋白是BRCA1-A复合物的新型亚基。（2）完善了NTPCR调控BRCA1-A复合物的知识体系：项目通过分子、细胞、临床组织标本等不同层次，发现并证明了NTPCR是BRCA1-A复合物的新型亚基，揭示了NTPCR蛋白对乳腺癌化疗耐药的影响，阐明了NTPCR蛋白通过调控BRCA1-A复合物影响DNA损伤修复、介导化疗耐药的分子机制。（3）全面评估了NTPCR 蛋白及BRCA1-A复合物与乳腺癌特征和预后的关系：发现NTPCR的表达与乳腺癌的激素受体状态相关，与乳腺癌病人的无复发生存率(RFS)呈负相关，并全面分析了BRCA1-A复合物的主要亚基（BRCA1，BRCC36和Abraxas）与乳腺癌病理特点和其预后的关系。综上，本研究的首次揭示了NTPCR基因通过调控BRCA1-A复合物，介导乳腺癌化疗耐药的分子机制；临床数据分析显示NTPCR对乳腺癌一个强大的预后指标，且在遗传毒性药物作用下影响乳腺癌细胞的药物敏感性，可给临床医生对病人预后的判断提供更多的提示。尤其针对缺少靶向药物的三阴性乳腺癌，药物原发和继发耐药都是急需克服的难题，NTPCR下调显著增加了三阴性乳腺癌细胞对顺铂和阿霉素的敏感性，有望成为克服药物耐药、改善病人预后的有效靶点，针对解决三阴性乳腺癌化疗耐药这一重要临床问题具有重要的转化应用价值。

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