NU-7441 (DNA-PK抑制剂)

背景^[1-6]

NU-7441(DNA-PK抑制剂）是一种高度有效的，选择性DNA-PK抑制剂，在无细胞试验中IC50为14 nM，也会抑制PI3K，IC50为5μM。它可降低NHEJ的频率，而增强Cas9介导DNA剪接后发生的同源重组修复率。电离辐射诱导或Etoposide诱导DNA损伤后，1μM NU7441提高γH2AX病灶的持久性。NU7441浓度为0.5μM或1μM时，作用于SW620和LoVo细胞，显著提高电离辐射，Etoposide,和Doxorubicin诱导的G2-M累积增多。

NU7441浓度为1μM时，引起Doxorubicin和电离辐射诱导的DNA双链断裂的持久性，也稍微降低同源重组活性DNA-PK充足的M059-Fus-1和DNA-PK缺陷的M059 J人类肿瘤细胞。NU7441浓度为10μM时，作用于缺乏和表达polη的细胞，抑制UV诱导RPA p34过度磷酸化。NU7441浓度为1μM时，作用于慢性淋巴细胞性白血病细胞。提高Fludarabine诱导的γH2AX病灶水平，也相应地降低Fludarabine诱导的细胞死亡。NU7441浓度为1μM时，作用于慢性淋巴细胞性白血病细胞，抑制Mitoxantrone诱导的DNA-PKcs自磷酸化和修复。

DNA依赖性蛋白激酶也被称为DNA-PKcs，是一种酶，在人中由编码基因命名为PRKDC或XRCC7。DNA-PKcs属于磷脂酰肌醇3-激酶相关激酶蛋白家族。DNA-Pkcs蛋白是丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，其包含4,128个氨基酸的单个多肽链。DNA-PKcs是核DNA依赖性丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶的催化亚基，称为DNA-PK。第二种成分是自身免疫抗原Ku。就其本身而言，DNA-PKcs是无活性的，依赖于Ku将其导向DNA末端并触发其激酶活性。

DNA-PKcs是DNA修复的非同源末端连接（NHEJ）途径所必需的，其重新连接双链断裂。它也是V（D）J重组所必需的，这是利用NHEJ促进免疫系统多样性的过程。DNA-PKcs敲除小鼠由于其V（D）J重组缺陷而具有严重的组合免疫缺陷。已经鉴定出许多蛋白质作为DNA-PK激酶活性的底物。DNA-PKcs的自磷酸化似乎在NHEJ中起关键作用，并且被认为诱导构象变化，其允许末端加工酶进入双链断裂的末端。DNA-PK也与配合ATR和ATM到磷酸化中涉及的蛋白质的DNA损伤检查点。

研究应用^[7][8][9]

DNA损伤似乎是癌症的主要根本原因，DNA修复基因的缺陷可能是许多癌症的基础。如果DNA修复不足，DNA损伤往往会累积。由于容易出错的跨损伤合成，这种过量的DNA损伤可能会增加突变。由于DNA修复过程中的错误，过量的DNA损伤也可能增加表观遗传改变。这种突变和表观遗传改变可能会导致癌症。

在10例子宫内膜异位症相关卵巢癌中发现了PRKDC（DNA-PKcs）突变，以及它们产生的野外缺陷。在10％的乳腺癌和胰腺癌中也发现了它们DNA修复基因表达的减少（通常由表观遗传改变引起）在癌症中非常常见，并且通常甚至比癌症中DNA修复基因的突变缺陷更频繁。如表中所示，六种癌症中DNA-PKcs表达降低了23％至57％。散发性癌症中DNA-PKcs表达降低目前尚不清楚是什么原因导致癌症中DNA-PKcs表达降低。MicroRNA-101通过与DNA-PKcs mRNA的3'-UTR结合而靶向DNA-PKcs，并有效降低DNA-PKcs的蛋白质水平。

但miR-101在癌症中的发生率往往降低，而不是增加。HMGA2蛋白也可能对DNA-PKcs有影响。HMGA2延迟DNA-PKcs从双链断裂位点的释放，通过非同源末端连接干扰DNA修复并引起染色体畸变。所述的松懈7A微小RNA通常阻遏HMGA2基因。在正常成人组织中，几乎不存在HMGA2蛋白。在许多癌症中，令-7 microRNA受到抑制。

例如，在乳腺癌中，控制let-7a-3/let-7b microRNA的启动子区域经常被高甲基化抑制。后生减少或缺失让-7a的微小RNA的允许HMGA2蛋白的高表达，这将导致中DNA-PKcs的缺陷表达。DNA-PKcs可以通过压力条件上调，例如幽门螺杆菌相关的胃炎。电离辐射后，口腔鳞状细胞癌组织的存活细胞中DNA-PKcs增加。该ATM蛋白是重要的同源重组DNA双链断裂的修复（HRR）。

当癌细胞缺乏ATM时，细胞对DNA-PKcs“上瘾”，这对于双链断裂，非同源末端连接（NHEJ）的替代DNA修复途径是重要的。即，在ATM-mutant细胞，DNA-PKcs的抑制剂导致高水平的凋亡细胞死亡。在ATM突变细胞中，DNA-PKcs的额外损失使得细胞没有主要途径（HRR和NHEJ）来修复DNA双链断裂。在一些癌症的大部分（40％至90％）中发现升高的DNA-PKcs表达（癌症的剩余部分通常具有降低或缺失的DNA-PKcs表达）。

由于这些癌症中的基因组不稳定性，DNA-PKcs的升高被认为反映了补偿性DNA修复能力的诱导。DNA-PKcs升高被认为“对肿瘤细胞有益”，虽然这会以病人为代价。如表中所列，列出了20种出版物中报告的12种癌症，具有过度表达DNA-PKcs的癌症的比例通常与癌症的晚期阶段和患者的较短存活时间相关。然而，该表还表明，对于某些癌症，DNA-PKcs减少或缺失的癌症部分也与晚期和患者存活率差相关。

参考文献

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[8] "Entrez Gene:PRKDC protein kinase,DNA-activated,catalytic polypeptide".

[9] Meek K,Dang V,Lees-Miller SP(2008).DNA-PK:the means to justify the ends?.Adv.Immunol.Advances in Immunology.99.pp.33–58.