飲酒引起的DNA損傷竟可以修複?新方法安全又高效!

作者:佚名 來源:轉化醫學網 日期:20-03-09

        導語:2018年,《Nature》曾發文指出,酒精(乙醇)代謝產物—乙醛會導致DNA雙鏈斷裂,導致染色體重排,並永久地改變DNA序列,從而提高罹患癌症的風險。一石激起千層浪,很多酒精發燒友為此慢慢遠離了各種酒局。

        近日,《Nature》再次發文,酒精引起的DNA交聯可以通過兩種不同的機理修複,有望因此找到治療FA(範可尼貧血)的策略,甚至降低酒精性癌症的發病率。

        乙醛是一種有毒物質,當體內含量過高時,乙醛會堆積在細胞裏,造成一種危險的DNA損傷-鏈間交聯(ICL),該損傷將DNA的兩條鏈粘在一起。結果,它阻礙了細胞分裂和蛋白質生產。最終,ICL損傷的積累可能導致細胞死亡和癌症。萬幸的是,機體存在自我保護係統,細胞也不例外,可以修複這種類型的DNA損傷。乙醛引起的針對ICL的第一道防線是ALDH2酶,該酶會將乙醛分解成乙酸,然而,大約一半的亞洲人口體內的乙醛脫氫酶2基因突變了,無法正常工作了,所以亞洲人酒精性癌症的發病率很高。

        前麵我們提到過,乙醛累積會造成DNA損傷,進而引起FA,FA是一種罕見的常染色體或X染色體隱性遺傳病,其臨床表現為進行性骨髓衰竭、惡性血液係統腫瘤等,該疾病的主要特征是患者DNA發生自發斷裂以及交聯劑誘導後可產生DNA鏈間交聯(interstand cross-links, ICL)現象。乙醛解毒和FA途徑的聯合失活誘導突變,加速惡性腫瘤的發展並引起血液幹細胞的快速消耗,對於乙醛脫氫酶2基因失活的人而言,身體的第二層自我保護機製就是修複乙醛導致的DNA損傷。然而,乙醛引起的DNA損傷性質及修複問題至今仍是未解之謎。

        為此,來自Puck Knipscheer(Hubrecht研究所)和Ketan J. Patel(MRC分子生物學實驗室)小組的科學家研究了針對酒精誘導的ICL的第二道防線:修複DNA損傷的機製。研究人員使用爪蛙卵(Xenopus laevis)(生物學研究中常用的動物模型)的卵中提取的蛋白質提取物研究了這些機製。通過使用這些提取物修複乙醛形成的ICL,他們發現了修複ICL損傷的兩種機製:其中一種便是已知的Fanconi貧血(FA)途徑,目前已鑒定出22種“FANC“蛋白參與該途徑,它通過切除來運作—類似於修複化學治療劑順鉑引起的鏈見交聯機製,然而,與順鉑誘導的交聯修複相比,乙醛誘導的交聯修複導致突變頻率和突變譜改變。除了FA通路,他們還發現了一個更快的修複機製存在,大約有一半的乙醛誘導的DNA交聯是未知的修複方式修複的。

        FA通路的修複方式:紅色短線是DNA交聯損傷位點

        兩種不同修複方式的對比(左下角FA修複方式,右下角是新發現的修複方式)

        這兩種機製彼此不同:在FA途徑中,DNA被切除以去除ICL,而新發現的途徑中的酶則在自身中切斷了交聯,第二種修複機製需要複製叉的融合,但不涉及DNA切口,而且乙醛交聯本身被破壞了,研究人員繼續深入研究發現,這個未知的修複方式雖然能修複乙醛誘導的DNA交聯損傷,但是對於順鉑誘導的DNA交聯損傷卻無能為力。遺憾的是,雖然找到了修複方式,但研究人員對於其背後的機製還未曾有進一步的認識,但不可否認的是,這無疑是修複DNA損傷的“新開關”,開關找到了,鑰匙早晚也會被找到,那麼假以時日,FA治療相關藥物的研發都不再是空談。

        可以說,該研究為酒精打了一場翻身仗,但還是要提醒大家,這篇文章並不能作為我們重拾酒杯的借口,無論怎樣,飲酒都要適度!

關鍵字:飲酒,DNA損傷,修複

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