突变p53通过扰乱DNA复制起始激活cGAS-STING通路增强免疫检查点抑制剂疗效的机制研究

《Communications Biology》：Mutant p53 variants differentially impact replication initiation and activate cGAS-STING to affect immune checkpoint inhibition

本研究针对突变p53（mutp53）如何通过干扰DNA复制起始调控机制促进肿瘤免疫应答这一科学问题，系统揭示了接触型突变p53（如R273H）通过持续结合TopBP1/Treslin复合物，在细胞周期晚期驱动复制异常起始，诱导微核形成并协同MRE11上调激活cGAS-STING通路，进而增强免疫检查点抑制剂疗效的分子机制。该研究为mutp53肿瘤的靶向治疗和免疫联合策略提供了新靶点。

　　

在人类癌症中，TP53基因的突变发生率高达50%，这些突变不仅导致p53蛋白丧失抑癌功能，还可能获得促进肿瘤进展的新功能。尤其值得注意的是，不同结构的突变p53变异体对细胞生物学行为的影响存在显著差异。其中，接触型突变（如R273H）和构象型突变（如R175H）虽均能稳定积累，但二者与DNA复制机器的相互作用模式及其下游效应尚未明确。此前研究发现，正常细胞中DNA复制起始受到细胞周期依赖性激酶（Cdk）和蛋白激酶B（Akt）的精密调控：在G1/S期，Cdk2/cyclin E磷酸化Treslin并促进其与TopBP1结合，启动复制起始；而进入S/G2期后，Akt磷酸化TopBP1第1159位丝氨酸（S1159），促使TopBP1转而结合E2F1，终止复制起始以防止重复复制。然而，突变p53是否干扰这一调控开关，进而导致基因组不稳定性并影响肿瘤免疫微环境，成为本研究的核心科学问题。

发表于《Communications Biology》的这项研究首次揭示，接触型突变p53（以R273H为代表）能够通过同时结合TopBP1和Treslin，破坏Akt介导的TopBP1/Treslin解离开关，使得复制起始在S/G2期持续活化，最终引发微核形成和cGAS-STING通路激活。这一发现不仅阐明了突变p53驱动肿瘤免疫应答的新机制，还为针对特定p53突变类型的个性化治疗提供了理论依据。

关键技术方法

研究采用同步化细胞模型（双胸苷阻断法）、免疫共沉淀、DNA纤维铺展技术、胞质分裂阻滞微核试验、染色质免疫沉淀（BrdU标记新生DNA）、小鼠乳腺肿瘤同种移植模型（4T1细胞）及临床数据库（TCGA、METABRIC）分析，结合CDK2抑制剂（Cdk2i）处理、TopBP1-BRCT7/8抑制剂（CalAM）与PARP/ATR抑制剂联用策略，系统评估突变p53对复制起始、DNA损伤应答及免疫调控的影响。

研究结果

接触型突变p53与TopBP1/Treslin的持续结合

在携带R273H突变的乳腺癌细胞MDA-MB-468和卵巢癌细胞MDAH-2774中，免疫共沉淀显示TopBP1与Treslin的相互作用贯穿整个S期，且不受Akt介导的S1159磷酸化调控。而构象型突变R175H则无法维持这一结合。

突变p53-R273H促进晚期S期复制起始

通过DNA纤维分析发现，表达R273H的H1299细胞在S晚期出现更多新复制起始点，而复制叉延伸速度未受影响，表明其特异性促进复制异常起始。

微核形成与药物敏感性增强

R273H表达显著增加多柔比星、PARP抑制剂（Talazoparib）或ATR抑制剂（VE-822）诱导的微核频率，且与TopBP1抑制剂CalAM联用呈现协同致死效应。

cGAS-STING通路激活依赖MRE11与复制活动

R273H通过上调MRE11（NF-Y靶基因）并促进其从微核核小体中释放cGAS，驱动STING-TBK1磷酸化和干扰素信号。该过程依赖TopBP1和活跃的DNA复制，可被Cdk2i抑制。

免疫检查点抑制剂疗效提升

在4T1同种移植模型中，R273H肿瘤显示更高的CD8⁺ T细胞浸润和磷酸化eIF2α水平，且对抗PD-1治疗响应显著优于R175H肿瘤。临床数据分析进一步证实接触型突变p53肿瘤中cGAS-STING靶基因高表达与免疫治疗响应正相关。

结论与讨论

本研究揭示了突变p53调控DNA复制起始的新范式：接触型突变p53通过劫持TopBP1/Treslin复合物，破坏细胞周期晚期复制终止机制，导致复制应激和微核积累。与此同时，其通过NF-Y转录复合物上调MRE11，协同促进cGAS从微核核小体中释放并激活STING依赖性免疫应答。这一双重机制解释了为何接触型突变p53肿瘤更具免疫原性且对免疫检查点抑制剂更敏感。研究不仅深化了对突变p53功能异质性的认知，还为基于突变类型的联合治疗（如TopBP1抑制剂与PARP/ATR抑制剂）提供了精准策略，凸显了靶向复制应激-免疫轴在突变p53肿瘤治疗中的广阔前景。