MCM8,全称为Minichromosome Maintenance Complex Component 8,是一种重要的DNA解旋酶,与MCM9形成复合物,参与DNA的同源重组修复,对于DNA双链断裂的修复具有重要作用。MCM8/9复合物在DNA的复制和肿瘤发生中起着关键作用,其结构特征和功能机制是当前研究的热点。
MCM8/9复合物通过三重对称轴排列成异六聚体结构,形成一个中央通道,用于容纳DNA。MCM8/9的N端寡糖/寡核苷酸(OB)结构域的多个特征性发夹结构伸入中央通道,参与解开双链DNA。在HROB的激活下,MCM8/9的N层环结构对称性从C3转变为C1,并通过构象变化扩大MCM8/9的三聚体界面。此外,结构动态分析显示,C层环相对于N层环表现出旋转运动,这是MCM8/9解开DNA所必需的[4]。
MCM8在生殖衰老和有丝分裂中的同源重组修复中起着核心作用。它通过协调有丝分裂过程中的复制应激反应来保护基因组稳定性。MCM8与两个已知的解旋酶DDX5和DHX9相互作用,MCM8的缺失导致R环积累,这是通过减少这些解旋酶在R环上的保留来实现的,从而引起基因组不稳定性[1]。MCM8与R环解决因子相互作用,可以防止R环引起的DNA损伤,这对于维持原始生殖细胞(PGCs)的基因组完整性和生殖储备的建立至关重要。
MCM8在Kawasaki病(KD)的血管健康中起着保护作用。MCM8的表达在KD患者中显著降低,其机制可能与一氧化氮信号促进TRIM21介导的MCM8泛素化有关。MCM8在细胞质中重新定位到线粒体孔形成蛋白,并促进其泛素化,通过其LC3相互作用区域(LIR)基序直接募集LC3,并启动自噬过程。这抑制了线粒体DNA介导的I型干扰素的激活,这可能有助于维持KD患者的血管健康[2]。
MCM8基因的突变与原发性卵巢功能不全(POI)有关。POI是一种由于卵巢卵泡耗尽而导致的早发性不孕症,其发病机制复杂,具有显著的家族性和异质性遗传背景。MCM8基因的突变或缺失会导致DNA损伤积累,从而影响PGCs的增殖和发育,最终导致不孕症[3]。此外,MCM8基因的变异与卵巢癌的发生和预后也密切相关。MCM8基因的高表达与卵巢癌的进展、转移和不良预后相关[6]。
MCM8基因的变异还与肺癌的进展和顺铂耐药性有关。MCM8基因的高表达与肺癌的进展、转移和不良预后相关。MCM8基因的变异可以上调DNAJC10的表达,从而促进肺癌的进展和顺铂耐药性[5]。此外,MCM8基因的变异还可以上调JAK2的表达,从而促进非小细胞肺癌(NSCLC)的进展和顺铂耐药性[7]。
MCM8基因在维持基因组完整性和生殖健康中发挥着重要作用。MCM8基因的突变或缺失会导致DNA损伤积累,从而引起基因组不稳定性,影响PGCs的增殖和发育,最终导致不孕症。MCM8基因的变异还与卵巢癌、肺癌等恶性肿瘤的发生和进展密切相关。深入研究MCM8基因的功能和调控机制,对于理解生殖衰老和肿瘤发生的分子机制,以及开发新的诊断和治疗策略具有重要意义。
参考文献:
1. Wen, Canxin, Cao, Lili, Wang, Shuhan, Yang, Yajuan, Qin, Yingying. 2024. MCM8 interacts with DDX5 to promote R-loop resolution. In The EMBO journal, 43, 3044-3071. doi:10.1038/s44318-024-00134-0. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38858601/
2. Lin, Meng, Xian, Huifang, Chen, Zhanghua, Gu, Xiaoqiong, Zhang, Yuxia. 2023. MCM8-mediated mitophagy protects vascular health in response to nitric oxide signaling in a mouse model of Kawasaki disease. In Nature cardiovascular research, 2, 778-792. doi:10.1038/s44161-023-00314-x. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39195969/
3. França, Monica Malheiros, Mendonca, Berenice Bilharinho. 2021. Genetics of ovarian insufficiency and defects of folliculogenesis. In Best practice & research. Clinical endocrinology & metabolism, 36, 101594. doi:10.1016/j.beem.2021.101594. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34794894/
4. Weng, Zhuangfeng, Zheng, Jiefu, Zhou, Yiyi, Liang, Huanhuan, Liu, Yingfang. 2023. Structural and mechanistic insights into the MCM8/9 helicase complex. In eLife, 12, . doi:10.7554/eLife.87468. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37535404/
5. Cao, Lei, Liu, Hongsheng, Han, Zhijun, Feng, Zhe, Li, Shanqing. . MCM8 promotes lung cancer progression through upregulating DNAJC10. In Journal of cellular and molecular medicine, 28, e18488. doi:10.1111/jcmm.18488. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39031896/
6. Ding, Lixian, Sun, Mingjun, Sun, Yanyan, Peng, Shuqi, Li, Guodong. . MCM8 promotes gastric cancer progression through RPS15A and predicts poor prognosis. In Cancer medicine, 13, e7424. doi:10.1002/cam4.7424. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38988047/
7. Zhou, Lin, Le, Mai Nhu Uyen, Du, Yan, He, Jun, Ning, Yichong. 2024. A novel cancer-germline gene DAZL promotes progression and cisplatin resistance of non-small cell lung cancer by upregulating JAK2 and MCM8. In Gene, 916, 148449. doi:10.1016/j.gene.2024.148449. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38588931/