在肿瘤细胞代谢中所产生的大量乳酸，成为肿瘤细胞的“帮凶”，帮助肿瘤细胞躲避化疗药物的杀伤，从而导致化疗耐药。

2023年12月21日，同济大学医学院/附属东方医院袁健教授课题组在国际顶级学术期刊《细胞》（Cell）上发表了这一重要研究成果，论文题为“Metabolic Regulation of Homologous Recombination Repair by MRE11 Lactylation”（MRE11乳酸化修饰介导代谢调控同源重组修复 ）。

这一重要发现为肿瘤代谢与DNA损伤修复之间的联系提供了新的理论依据，也为克服肿瘤耐药提供了潜在的靶点和策略。

研究团队发现，乳酸通过诱导DNA损伤修复关键蛋白——减数分裂重组蛋白11（MRE11）发生乳酸化修饰，促进同源重组修复（HR），导致化疗耐药的分子机制和生物学作用。

肿瘤耐药是导致肿瘤治疗失败的主要因素之一，解决肿瘤的耐药性是提高肿瘤治疗效果的关键。为解析肿瘤的耐药性的分子机制，研究团队首先通过分析癌症基因组图谱数据库，发现了催化乳酸产生的关键代谢酶——乳酸脱氢酶A低表达与HR下调显著相关，暗示乳酸或者乳酸化修饰可能参与了HR的调控。进一步研究发现，提高细胞的乳酸化水平，可以促进HR修复，导致肿瘤细胞对化疗药物耐受。

在分子机制方面，团队发现，MRE11（一种核酸酶，对起始DNA末端切割和同源重组修复具有重要的调控作用）能在乙酰转移酶CBP的催化下发生很强的乳酸化修饰。通过筛选和质谱分析，证实K673是MRE11发生乳酸化修饰的位点。此外研究还发现，高水平的MRE11 K673乳酸化修饰促进了MRE11与DNA的结合，从而促进了DNA末端切割和同源重组修复导致化疗耐药。使用特异性的小分子多肽靶向抑制MRE11 K673乳酸化修饰，能够显著增强铂类或PARP抑制剂化疗药物对肿瘤的杀伤效果。这些结果表明，抑制MRE11 K673乳酸化修饰是一种潜在的提高化疗效果的策略。

总的来说，该研究揭示MRE11蛋白乳酸化修饰在代谢介导肿瘤耐药中的关键作用，并且为靶向DNA修复联合化疗治疗肿瘤提供了新的理论基础和潜在靶点。

来源：同济大学

转自：“威斯腾生命科学研究院”微信公众号

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