DNA脱碱基位点的检测方法及其生物学研究进展
2022-09-21武海江张雅姣袁舒妍谢剑炜
武海江,张雅姣,袁舒妍,徐 华*,谢剑炜
(1.军事医学研究院毒物药物研究所,抗毒药物与毒理学国家重点实验室,北京 100850;2.沈阳药科大学 无涯创新学院,辽宁 沈阳 110016)
生理条件下,DNA会自发断裂N-糖苷键脱去碱基(Apurinic/apyrimidinic,AP)形成AP位点损伤[1-7](图1A),据报道,平均每天每个哺乳细胞至少会产生10 000个内源性AP位点[2,8]。当DNA暴露于外源性物质如酸、烷化剂、电离离子或紫外线后[9-12]均会使DNA脱去碱基并生成AP位点[13](图1B)。另外AP位点也是碱基切除修复(Base excision repair,BER)途径的关键中间体[14],如活性氧引起DNA氧化损伤的标志物8-羟基-2′-脱氧鸟嘌呤核苷(8-OHdG)经BER中特殊糖基化酶的切除而形成AP位点[13,15](图1C)。若AP位点未有效修复,可能会导致DNA聚合酶停滞和DNA链断裂,产生突变和细胞毒性[1-2,13,16],因此对AP的检测有助于细胞损伤程度评估和化合物毒性评价[17-19]。近年来,由于交联损伤的严重性,AP位点形成的DNA链间交联(Interstrand crosslink,ICL)[20-27]和蛋白质交联[28-32](DNAprotein crosslink,DPC)亦引起人们的重点关注。本课题组在前期工作中建立了细胞、血液、尿液及脏器中DNA加合物的质谱定量方法,实现了各脏器中DNA损伤的定量评价[33-35];构建了组蛋白H2AX和H3磷酸化生物标志物的稳定同位素稀释液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)方法,实现对化合物基因毒性的快速发现和定量检测,并初步证明了该方法具有体外评价化学品致癌性的应用潜力[36-37]。课题组近期还开展了脱碱基位点交联加合物(AP-base)的高灵敏LC-MS/MS分析,在细胞中首次鉴定3种新型AP-base,对不同类型细胞中AP-base本底值进行了定量评价及相关毒物暴露研究[38]。

图1 AP位点的形成机制:DNA自发脱碱基形成AP位点(A);……
