目的多环芳烃(PAHs)是一类常见的环境污染物,其中部分化合物具有较强的致癌作用,PAHs所致乳腺癌是威胁女性健康主要的公共卫生问题,如何有效地防治乳腺癌是该研究领域GSI-IX的重要课题。本课题组前期研究证明丙戊酸(VPA)增敏羟基脲(HU)杀伤乳腺癌细胞,但其分子机制尚不清楚。在HU诱导产生单断端DNA双链断裂、引发细胞周期阻滞中,复制蛋白A2磷酸化(pRPA2)参与同源重组(HR)修复;检查点激酶1(Chk1)参与细胞周期阻滞,因此本研究将探讨pRPA2介导的HR修复和Chk1介导的细胞周期阻滞是否参与VPA增敏HU杀伤肿瘤的分子机制。方法建立环境致癌剂7,12-二甲基苯并[a]蒽(DMBA)诱导的乳腺癌细胞和动物模型,以及建立pRPA2突变(mu-pRPA2)和PPP2R2A敲除细胞系。在细胞和动物水平检测肿瘤细胞的生存能力、DNA损伤、细胞周期阻滞、调控DNA损伤修复和细胞周期的关键蛋白水平。通过免疫组织化学实验检测pRPA2、PPP2R2A和pChk1在人乳腺癌组织芯片上的表达水平,分析其与乳腺癌患者生存之间的关系。结果在细胞和动物水平上发现:(1)HU处理后,VPA能进一步显著降低肿瘤组织细胞的存活率,加剧DNA损伤、减少细胞周期S期阻滞。深入的研究提示联合处理使HR修复关键蛋白pRPA2和Rad51、细胞周期检查点激酶(pChk1和WEE1/pCDK1)下调。(2)突变pRPAin vivo pathology2能显著降低VPA对HU的增敏作用,揭示VPA引起的HU增敏依赖于pRPA2。VPA和HU联合处理降低核酸内切酶MUS81表达水平,导致HU所致单断端DNA双链断裂处的DNA切除修复能力降低。敲除MUS81可使VPA增敏HU杀伤肿瘤的作用显著下降。(3)抑制Chk1能显著降低VPA对HU的增敏作用,揭示VPA依赖于Chk1发挥HU增敏。VPA处理增加磷酸酶PP2A B调节亚基PPP2R2A的表达水平,且PPP2R2A和Chk1在同一个蛋白复合物上,PPP2R2A能促进pChk1去磷酸化,说明VPA通过PPP2R2A调控pChk1的磷酸化。敲除PPP2购买CeralasertibR2A可显著降低VPA对HU的增敏作用。对PPP2R2A的进一步研究发现,PPP2R2A D197和N181这两个氨基酸位点对Chk1磷酸化和VPA调控细胞周期的作用至关重要。(4)乳腺癌组织芯片结果显示,pRPA2高表达、PPP2R2A低表达和pChk1高表达的患者生存期明显较差。结论 VPA通过下调MUS81-pRPA2信号轴影响HR修复能力,通过干预PPP2R2A-Chk1信号轴影响细胞周期S期阻滞来实现增敏HU杀伤肿瘤的作用。