BRCA1基因抑癌结构域错义突变的功能及与PARP抑制剂敏感性分析

BRCA1 mutations are closely related to triple negative breast cancers with poor prognosis,and its tumor suppressor domain BRCT pathologic mutations may impair BRCA1 homologous recombination repair function after DNA double-strand break,resulting in a significantly increased risk of breast cancer.The new generation of targeted drugs PARP inhibitor can selective killing of DNA repair-deficient tumor cells, better targeting and treatment in breast cancer with BRCA1 mutations.However,the latest study found that not all patients with BRCA1 mutations will benefit from PARP inhibitor.Preliminary studies of our group found that Chinese women with familial breast cancer in BRCA1 mutations have their own characteristics. Therefore, this study detects the missense mutations of BRCA1 BRCT tumor suppressor domain in Chinese women with familial breast cancer as the research object, through functional studies to identify whether the pathologic mutations, and to clarify their functional basis. Moreover,through the study of these mutations on sensitivity to PARP inhibitor,this project aims to establish the relationship between BRCA1 mutations and the PARP inhibitor sensitivity,which will provide guidance on the treatment of clinical scientific treatment of patients with BRCA1 mutations.In summary, the study will be of great significance to exploit the molecular mechanisms of breast cancer, and to assess the mutation carriers risk, prognosis and treatment.

BRCA1基因突变与三阴性乳腺癌、预后差密切相关，其抑癌结构域BRCT的致病突变可能损害BRCA1的DNA损伤修复功能，导致对乳腺癌的风险显著增加。新一代靶向药物PARP抑制剂能够选择性杀伤DNA修复缺陷的肿瘤细胞，在BRCA1突变的乳腺癌中具有更好的靶向性和治疗效果，然而最新研究发现其并非对所有BRCA1突变病人有效。本课题组前期研究发现中国女性家族性乳腺癌的BRCA1胚系突变谱有着自身的特点。因此，本研究以在前期研究中发现的BRCA1抑癌结构域BRCT中的错义突变为研究对象，通过功能研究，鉴定其是否为致病突变，并阐明其功能基础；进而通过研究这些突变对PARP抑制剂的敏感性，建立BRCA1变异与PARP抑制剂敏感性的关系，这将会对临床科学处理BRCA1基因突变患者的治疗提供指导。综上，本项目对于研究乳腺癌发生发展的分子机制、以及评估突变携带者的患病风险、预后和治疗都具有重要的意义。

BRCA1基因是目前已知的外显率最高的家族性乳腺癌易感基因之一，其突变类型和频率在种族间差异很大。BRCA1属于抑癌基因，其发挥抑癌功能的结构域是BRCT结构域。根据本研究前期工作，在409例中国女性家族性乳腺癌患者中发现了3种全新的且功能未知的BRCA1基因的BRCT结构域错义突变，即G1763V、 D1778E和L1786P。课题组使用生物信息学、功能实验等多种方法鉴定这些突变是否有害。结果发现：（1）使用三种生物信息学蛋白预测软件SITF、Pmut和PolyPhen均提示这三个突变可能为有害突变。（2）采用CCK8细胞增殖实验发现，BRCA1野生及突变质粒均能使HCC1937细胞增殖减慢，和对照组相比，均具有统计学意义。（3）凋亡实验结果显示，和对照组相比，BRCA1野生和突变质粒都明显增加了细胞凋亡。（4） DNA损伤后，BRCA1野生及突变质粒都能将细胞阻滞在S期，以促进DNA损伤的修复。（5）使用PARP抑制剂后没有观察到突变体对PARP抑制剂的协同作用。虽然软件预测G1763V、D1778E和L1786P可能是有害突变，但本研究的功能实验并没有证实其抑癌功能。进一步经PDB （Protein Data Bank）计算机模拟分析，发现这些突变点远离BRCA1和其配体的相互作用位点，可能部分解释为何这些突变并没有改变BRCA1的抑癌功能。因此，仅根据软件预测的突变来判断BRCA1基因的有害突变是远远不够的，高级计算机分析和功能实验相结合才能快速有效的筛出这些临床上发现的新的突变尤其是错义突变。

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