锌指蛋白ZNF385A调控六价铬致rDNA拷贝数变异在DNA损伤反应中的应用

本发明涉及生物，具体涉及锌指蛋白znf385a调控六价铬致rdna拷贝数变异在dna损伤反应中的应用。

背景技术：

1、铬是自然界中常见的一种重金属，铬主要在制革、镀铬、化工、采矿、钢铁等行业中使用，随着工业中铬使用量的增加，铬已经成为一种常见的环境污染物。六价铬(cr(vi))是铬中毒性最强的价态，已被列为人类1类致癌物。cr(vi)化合物主要通过吸入、皮肤接触和口服方式在肝脏、肾脏、心脏、血液和内分泌腺中累积。与职业有关的癌症是一个重要的公共卫生问题，长时间暴露于六价铬会导致皮炎，支气管炎，肺充血和水肿，肝、肾损害，甚至是鼻咽癌或肺癌等。然而，六价铬致癌机制仍不明确。因此，探索六价铬的毒性作用机制是紧要而关键的。

2、目前，对cr(vi)致癌机制的研究主要集中在表观遗传学改变和基因组不稳定性，包括mirna的差异表达、组蛋白修饰、氧化应激、dna甲基化和dna损伤。其中，cr(vi)致氧化应激及dna损伤分子机制被认为是致癌作用中最重要的途径。dna损伤应答(dnadamageresponse)是生物的基本生理机制之一，包括细胞周期阻滞、dna损伤修复和细胞凋亡等过程。当细胞受到损伤时，可能造成dna碱基序列出现错误，甚至出现染色体的结构和数目的异常。为了保持基因组的稳定性，必须识别和修复这些错误，并在必要时利用凋亡来清除含有严重错误的细胞。有研究表明，cr(vi)是通过碱基切除修复(ber)、核苷酸切除修复(ner)和错配修复(mmr)途径诱导dna损伤，在atm等损伤识别因子的作用下启动应激反应，发生细胞周期阻滞，激活dna损伤修复途径，或者直接诱导细胞凋亡，从而引起基因组不稳定性，最后导致细胞发生恶性转化。此外，既往研究报道，cr(vi)可诱导肝脏和肾脏过度氧化应激，引起组织损伤。sugden等人研究发现职业工人接触铬酸盐与dna双链断裂和氧化应激水平的增加有关。因此，dna损伤反应在六价铬致癌过程中可能起至关重要的作用。然而六价铬致癌的机制是复杂的，需要进一步阐明。

3、目前已有研究表明，六价铬暴露会引发核糖体dna(ribosomal dna，rdna)拷贝数的变异(扩增、缺失)。核糖体dna(rdna)是人类基因组中的一个重复区域，这些区域在维持基因组稳定性方面发挥着重要作用。45s rdna(编码18s、5.8s和28s rrna)在5条染色体13、14、15、21和22上的核仁组成区(nor)中串联排列，而5s rdna位于1号染色体上。高度重复性使得rdna非常脆弱，在rdna重复序列受到损伤时，它可能通过与其他拷贝重组来进行修复，这很容易导致错误的重组，造成rdna序列延长或缩短，从而使rdna拷贝数发生变异。rdna拷贝数变异可诱发核仁应激，引发一系列dna损伤反应，dna损伤反应又能抑制rdna转录，导致rdna拷贝数变异。我们先前的研究结果表明，cr(vi)暴露会导致人b淋巴母细胞系rdna拷贝数升高，并且在去毒后的恢复过程中呈现出先升高后降低最后恢复至正常水平的动态变化。因此，六价铬暴露会导致rdna拷贝数的稳定性受到影响。此外，rdna拷贝数的变异还与多种人类癌症的发生发展密切相关。有研究表明，乳腺肿瘤样本和邻近非肿瘤细胞中的rdna拷贝数不一致，但在一些肿瘤组织中，rdna的拷贝数减少，而在另一些肿瘤组织中，rdna的拷贝数增加。这表明，rdna拷贝数在乳腺癌患者中并不稳定。wang等人在胃癌，肺腺癌，卵巢癌和其他肿瘤及配对正常组织全基因组数据中发现有5s rdna片段扩增及45srdna片段缺失，同时伴有增殖速率提高及核仁活性增强。

4、除了核糖体生物发生的典型功能外，近年来的研究揭示了核仁的更多功能。核仁在应激反应、细胞命运决定和疾病进展中也发挥了至关重要的作用。核仁应激描述了在应激条件下rrna合成和核糖体生物生成受损导致的核仁结构和功能异常，其与多种信号转导有关，包括但不限于mdm2-p53、nf-κb和hif-1α通路。研究发现，当细胞遭遇dna损伤、氧化应激等各种应激条件时，核仁是一个应激传感器和信号中枢。因此，核仁应激在细胞命运的决定中起着关键作用，如凋亡、衰老、自噬和分化，以响应应激诱导的损伤。核仁稳态与各种慢性疾病的发病机制有关，特别是肿瘤发生、神经退行性疾病和代谢性疾病。核仁蛋白可穿梭于核仁和核浆之间，以协调核仁内外这些蛋白的功能并应答核仁应激。

5、已有研究表明，rdna拷贝数变异可以诱发核仁应激，导致一系列dna损伤反应，引起核仁蛋白释放到核质中，参与dna损伤识别，激活p53，使细胞周期阻滞在g1期，或表达促凋亡蛋白以激活p53，从而引起细胞周期阻滞或细胞凋亡。锌指蛋白znf385a是作为转录因子、结合单链或双链rna或与其他蛋白质进行相互作用的调节蛋白。znf385a是p53的转录靶点，在dna损伤反应中位于p53的下游，是细胞周期阻滞的关键开关。在znf385a存在的情况下，p53介导的细胞周期阻滞得到促进，而在应对基因毒性压力时，细胞凋亡受到抑制。但znf385a在六价铬暴露后rdna拷贝数变异中的具体作用机制仍不明确，也未见相关研究。

技术实现思路

1、针对现有技术中的上述不足，本发明的目的在于提供锌指蛋白znf385a调控六价铬致rdna拷贝数变异在dna损伤反应中的应用。

2、为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

3、提供锌指蛋白znf385a调控六价铬致rdna拷贝数变异在dna损伤反应中的应用，znf385a的氨基酸序列如seq id no.1所示，转录水平抑制znf385a表达可导致六价铬诱发的rdna拷贝数升高、dna损伤效应更明显。

4、进一步地，znf385a可作为六价铬致rdna拷贝数变异的生物标志物。

5、本发明的有益效果为：

6、本发明以六价铬职业暴露人群、六价铬暴露的hela细胞为研究对象，分析核仁蛋白znf385a在六价铬暴露诱发rdna拷贝数变异及dna损伤反应中的作用，可为六价铬致癌机制研究提供依据。

技术特征：

1.锌指蛋白znf385a调控六价铬致rdna拷贝数变异在dna损伤反应中的应用，znf385a的氨基酸序列如seq id no.1所示，其特征在于，转录水平抑制znf385a表达可导致六价铬诱发的rdna拷贝数升高、dna损伤反应更明显。

2.根据权利要求1所述的锌指蛋白znf385a调控六价铬致rdna拷贝数变异在dna损伤反应中的应用，其特征在于，znf385a可作为六价铬致rdna拷贝数变异的生物标志物。

技术总结本发明涉及生物技术领域，具体涉及锌指蛋白ZNF385A调控六价铬致rDNA拷贝数变异在DNA损伤反应中的应用，ZNF385A的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示，转录水平抑制ZNF385A表达可导致六价铬诱发的rDNA拷贝数升高、DNA损伤效应更明显。本发明以六价铬职业暴露人群、六价铬暴露的Hela细胞为研究对象，分析锌指蛋白ZNF385A在六价铬暴露诱发rDNA拷贝数变异及DNA损伤反应中的作用，可为六价铬致癌机制研究提供依据。技术研发人员：徐华东,楼建林,吴帆,丁婵,冯玲芳,蒋兆强,李泳欣受保护的技术使用者：杭州医学院技术研发日：技术公布日：2024/12/2