Xpa,也称为Xeroderma pigmentosum group A correcting(XP-A),是一种重要的DNA修复基因,编码一种DNA结合锌指蛋白,参与识别DNA损伤[1]。Xpa蛋白是哺乳动物核苷酸切除修复(NER)系统的核心切割复合物的一部分,与DNA和其他NER亚基相互作用[2]。在没有Xpa的情况下,切割复合物无法形成,DNA损伤也无法被切除。Xpa蛋白的DNA结合结构域显示出一个正电荷的缺陷,参与间接读出机制,可能通过检测尖锐DNA弯曲处遇到的增加的负电位来发挥作用[2]。
Xpa基因的遗传变异与癌症风险相关。例如,Xpa -4G>A多态性被发现位于5'非编码区,位于ATG起始密码子上游四个核苷酸处。先前的研究表明,这种多态性可能影响mRNA三级结构和稳定性,并影响癌症易感性[3]。在亚裔人群中,携带A等位基因的个体患肺癌的风险更高[3]。此外,Xpa基因多态性与神经母细胞瘤易感性相关。在393例神经母细胞瘤病例和812例对照中,没有发现单个多态性对神经母细胞瘤易感性有显著影响。然而,当风险基因型组合时,携带1-2个风险基因型的个体神经母细胞瘤风险显著增加[4]。
Xpa基因缺陷小鼠是研究DNA修复和癌症发生的重要模型。Xpa基因缺陷小鼠对紫外线诱导的致癌作用具有高度敏感性,类似于人类Xeroderma pigmentosum(XP)患者[5]。此外,Xpa基因缺陷小鼠对化学致癌物也具有敏感性,可以作为研究致癌物的模型[7]。
跨物种研究发现,尽管在没有Xpa的情况下,人类、果蝇和线虫的切除修复效率较低且对紫外线敏感,但紫外线诱导的DNA损伤的切除修复仍然可以检测到[6]。这表明Xpa蛋白在不同物种中的保守性和其在NER中的作用。
Xpa基因缺陷细胞在细胞迁移方面也存在缺陷。在Xpa基因敲低的神经元中,观察到细胞迁移异常、细胞周期退出和分化异常[8]。此外,Xpa基因缺陷的成纤维细胞在划痕实验和时间-延迟显微镜下显示出整体运动和运动方向受损[8]。
综上所述,Xpa基因在DNA修复、癌症发生和细胞迁移中发挥着重要作用。Xpa基因缺陷导致DNA损伤积累和细胞功能障碍,从而增加癌症风险。Xpa基因缺陷小鼠是研究DNA修复和癌症发生的重要模型。跨物种研究表明,Xpa蛋白在不同物种中的保守性和其在NER中的作用。Xpa基因缺陷细胞在细胞迁移方面也存在缺陷。进一步研究Xpa基因的功能和机制,有助于深入理解DNA修复和癌症发生,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. de Vries, A, van Steeg, H. . Xpa knockout mice. In Seminars in cancer biology, 7, 229-40. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/9110400/
2. Camenisch, Ulrike, Nägeli, Hanspeter. . XPA gene, its product and biological roles. In Advances in experimental medicine and biology, 637, 28-38. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19181108/
3. Ding, Dapeng, Zhang, Ying, Yu, Hailang, Ma, Wenli, Zheng, Wenling. 2011. Genetic variation of XPA gene and risk of cancer: a systematic review and pooled analysis. In International journal of cancer, 131, 488-96. doi:10.1002/ijc.26391. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21866550/
4. Tao, Jing, Zhuo, Zhen-Jian, Su, Meng, He, Jing, Zhang, Jiao. 2018. XPA gene polymorphisms and risk of neuroblastoma in Chinese children: a two-center case-control study. In Journal of Cancer, 9, 2751-2756. doi:10.7150/jca.25973. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30087717/
5. Liu, Xin, Lin, Qunying, Fu, Cuiping, Li, Shanqun, Jiang, Liyan. 2016. Association between XPA gene rs1800975 polymorphism and susceptibility to lung cancer: a meta-analysis. In The clinical respiratory journal, 12, 448-458. doi:10.1111/crj.12535. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27460688/
6. Kose, Cansu, Cao, Xuemei, Dewey, Evan B, Lindsey-Boltz, Laura A, Sancar, Aziz. . Cross-species investigation into the requirement of XPA for nucleotide excision repair. In Nucleic acids research, 52, 677-689. doi:10.1093/nar/gkad1104. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37994737/
7. van Steeg, H, de Vries, A, van Benthem, J, Beems, R B, van Kreijl, C F. . DNA repair-deficient Xpa and Xpa/p53+/- knock-out mice: nature of the models. In Toxicologic pathology, 29 Suppl, 109-16. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11695546/
8. Takeuchi, Seiji, Fukumoto, Takeshi, Takemori, Chihiro, Nishigori, Chikako, Sato, Makoto. 2022. Cell migration is impaired in XPA-deficient cells. In FASEB bioAdvances, 5, 53-61. doi:10.1096/fba.2022-00084. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36816512/