BRCA作为典型的抑癌基因负责调控细胞复制、DNA损伤修复等功能。是癌细胞抵抗化疗耐药性的关键因素，长期以来科学家们不断钻研，希望解析这一机制，并找到解决化疗耐药性的关键线索。

       近期来自圣路易斯大学研究员Alessandro Vindigni博士在《Nature Communications》发表文章，分享了一组有关BRCA基因缺陷癌细胞管理化疗药物的新资料。这些信息可能是填平细胞为什么耐药难题的***后一块基石。

研究背景

       新合成的DNA链从其亲本链分离并相互连接。同时，亲本链重新连接，部分地拉上复制叉。因此，复制叉转化成一个四通连接结构，称为反转叉（reversed fork）。为了阻止癌细胞增殖，许多化疗药物通过诱导DNA损伤希望能阻止癌细胞复制。在以往的研究中，Vindigni团队已经鉴定了几种参与DNA损伤修复后使细胞恢复复制的酶。

       叉反转有助于健康细胞存活，同样也能使癌细胞茁壮成长，抵御化疗。Vindigni团队的发现，能帮助人们更有针对性地阻止癌细胞利用叉反转绝地逢生。

       普通人的BRCA突变只会损害1个拷贝的BRCA基因，但是，癌细胞的2个BRCA基因拷贝都发生了突变。因此，科学家们利用普通细胞和癌细胞的这种差异，开发了化疗药物。

       已知BRCA蛋白在修复双链断裂中有特殊作用。BRCA蛋白的一个主要功能是保护这些停滞的复制叉，使它们免于降解。它们也参与DNA损伤剂诱导的停滞的复制叉消除。但是，它们究竟保护的是复制叉的哪部分结构呢？无从知晓。

       “如果你对携带BRCA突变的癌细胞进行复制阻断处理，复制叉就会停滞，”Vindigni说。“此时，由于缺乏BRCA，不受保护的复制叉就会被MER11降解，进而导致染色体不稳定和DNA断裂积累。损伤无法修复，癌细胞只能等死。这是BRCA突变患者可以采用诱导DNA损伤和复制叉阻滞化疗的理论基础。”

       本文，Vindigni等人以乳腺癌、卵巢癌和前列腺癌等多种癌症有关的BRCA基因缺陷癌细胞作为研究对象，希望回答以下三个问题：

 一、 由于MER11只能降解几个核苷酸，他们怀疑还有其他酶类参与复制叉停滞后的DNA降解。

       于是，研究团队利用体外培养细胞和荧光显微术监视复制事件。玻片上每出现一条荧光，对应一次复制事件，长度明显变短的荧光代表核苷酸发生了降解。

通过这些实验，研究人员发现了另一种参与核苷酸降解的核酸酶，EXO1。

二、 核酸酶降解复制叉的起始位点？

       研究人员发现，核酸酶能识别停滞的反转叉，在BRCA缺陷细胞中，它们定向地靶向这些反转叉。

       “叉反转非常重要，当复制机器停止运转时，它们会形成反向结构，我们的研究证明，反转结构是核酸酶的附着位点。BRCA蛋白保护的恰恰就是反转叉。”

三、 备份机制解救复制叉？

       他们还探索了缺失BRCA蛋白条件下，发生停滞了的复制叉的***终命运。

       “我们发现，细胞实际上有办法营救这些停滞的和降解的叉子，这是一种备份机制。如果DNA发生了大范围降解，细胞就采用备用机制切断DNA以挽救复制叉的降解。这是细胞逃避死亡的***后一个救援途径。”

       换句话说，研究人员发现，虽然DNA降解能导致染色体不稳定，但是细胞并非只有死路一条，它们还可以通过切断DNA链解救自己。

研究意义

       除了探索癌症治疗的新方法，这项研究还有望解决另一个难题——化疗耐药性。当欠缺BRCA蛋白时，DNA会更容易降解。但是癌细胞却不死亡，这是一个矛盾的现象，它意味着必须有另一套保护复制叉不被降解的机制，而找到这一机制背后的关键因素，将为解决耐药性问题提供线索。

        如果能阻断***后的拯救途径，就能让BRCA突变癌细胞彻底无法生存。正常细胞有一个BRCA副本，癌细胞一个正常的都没有，切断后路之后再对他们进行DNA损伤诱导，势必会造成癌细胞DNA的大范围降解。从而从根本上治疗癌症。