复制应激促进果蝇上皮细胞转化：癌症研究的新线索

研究人员探究果蝇翼盘中 POLA2缺失的影响，发现复制应激可促细胞转化，对癌症研究意义重大。

　　在生命的微观世界里，细胞的 DNA 复制就像一场精密的 “舞蹈”，一旦出现差错，就可能引发一系列严重的后果，其中癌症的发生就与 DNA 复制异常密切相关。一直以来，虽然科学家们在酵母和人类细胞系中对 DNA 复制应激（Replication Stress，RS）进行了诸多研究，获取了不少关键信息，但在多细胞生物体内对 RS 的研究却十分有限。

为了深入探索这一领域，来自丹麦哥本哈根大学（University of Copenhagen）的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们将目光聚焦于果蝇，利用果蝇幼虫翼盘的增殖上皮作为研究模型，探究了复制性 DNA 聚合酶 α（POLA）缺失所带来的影响。研究成果发表在《Cell Death Discovery》杂志上。

在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。通过遗传学技术，利用 Gal4/UAS/Gal80^ts系统和 RNA 干扰（RNAi）技术，特异性地敲低 POLA₂的表达。借助免疫荧光技术，标记相关蛋白，直观观察细胞内的变化。运用 EdU 染色来检测 DNA 合成情况，通过流式细胞术分析细胞周期和细胞大小。

研究结果主要如下：

• POLA₂敲低引发复制应激：研究人员发现，在果蝇翼盘中敲低 POLA₂，会导致 DNA 复制速度减慢。通过 EdU 标记实验，发现表达 POLA₂-i 的细胞 EdU 水平较低，且处于 S 期的时间更长。同时，POLA₂的敲低还会造成单链 DNA（ssDNA）积累，RPA1-GFP 标记显示，POLA₂敲低的细胞中出现了 RPA1-GFP 焦点，这些都表明 POLA₂敲低引发了 RS。
• 复制检查点激活：RS 发生后，细胞的 DNA 损伤反应（DDR）被激活。研究人员检测到，POLA₂敲低的翼盘细胞中，磷酸化的 H2Av（pH2Av）信号增强，这表明复制检查点被激活。进一步分析发现，与受到电离辐射（IR）的细胞相比，POLA₂敲低的细胞中 Rad51 焦点较少，说明 POLA₂敲低主要激活的是复制检查点。
• p53 依赖的细胞凋亡：POLA₂敲低的翼盘细胞出现了细胞凋亡现象，标记凋亡的 Dcp1 信号显示，表达 POLA₂-i 的翼盘被 Dcp1 标记。研究发现，p53 在这一过程中发挥了核心作用，敲低 p53 可显著降低细胞凋亡水平，而 JNK 可能起辅助作用。
• dATR 和 Lig4 维持细胞活力：dATR 在维持组织完整性方面发挥着重要作用，敲低 dATR 会导致 POLA₂敲低的翼盘细胞凋亡增加、组织大小减小。同时，研究人员发现 Lig4 对维持细胞活力也至关重要，敲低 Lig4 会使 POLA₂敲低的细胞凋亡显著增加、组织大小减小。
• RS 细胞的肿瘤发生特征：当抑制细胞凋亡后，经历 RS 的细胞出现了肿瘤发生的特征。如 POLA₂-i + p35 的翼盘逐渐变得紊乱，上皮完整性被破坏，细胞出现迁移和侵袭的迹象，JNK 通路异常上调。此外，过表达 cdc25/string 可绕过 G2 期阻滞，促进肿瘤生长。

研究结论和讨论部分指出，该研究揭示了 POLA₂在体内的重要作用，其敲低会导致 RS，细胞依赖 dATR 限制 DNA 损伤积累。p53 和 JNK 通路参与了 RS 细胞的清除，Lig4 在保护 RS 细胞方面发挥关键作用。更重要的是，研究表明，当细胞凋亡被抑制时，RS 足以激活致癌程序，这为理解癌症的发生发展提供了新的视角，也为未来癌症的预防和治疗研究提供了重要的理论基础。