티스토리 뷰
자외선과 γ선 등 많은 화학물질과 몇 가지 물리적 약제가 인간 암의 병인과 관련이 있습니다. 이들 약제로 인한 DNA 손상(DNA 부가물 또는 병변이라고도 함)의 발생은 발암 과정에서 중요한 첫걸음입니다. 진화 과정은 손상된 DNA를 복구하는데 효율적인 DNA 복구 도구를 만들어냈지만 손상된 DNA는 복구 전에 복제될 수 있습니다.특히 이것들이 높은 빈도로 유도되는 경우입니다. 손상된 DNA 복제는 유전자 변이로 이어지고 그것이 단백질의 변화를 일으킬 수 있습니다. 종양 유전자, 종양 억제 유전자 또는 세포 주기를 제어하는 유전자 돌연변이는 증식에 있어 뚜렷한 이점을 가진 복제 세포 집단을 생성할 수 있습니다. 이런 사례의 대부분은 시작, 촉진, 진행 단계로 크게 나뉘며 장기간에 걸쳐 발생하며 발암물질에 대한 만성적인 노출과 관련하여 발생할 가능성이 있는데 이런 현상은 인간암 유발로 이어질 가능성이 있습니다. 이것은 폐암의 위험을 증가시키는 담배의 장기 사용에 있어서의 예입니다. 이 미니 검토는 인간 암 발병에 관련된 DNA손상을 중심으로 한 이 넓은 영역을 정리하려 하고 있습니다
게놈은 항상 유전독성에 의한 공격을 받고 있습니다 DNA 손상은 그 변이원성 결과를 통해 암 발생의 원인으로 오랫동안 확립되어 왔습니다. 반대로 방사선 요법 및 화학 요법은 DNA 손상 응답(DDR)의 결과로서 세포를 아포토시스 또는 노화로 유도하는 DNA 손상을 유도합니다. 최근에는 DNA 손상이 노화의 원인으로 인식되고 있습니다 노화병이나 노화병에서 DNA 손상의 역할은 게놈 유지경로의 돌연변이가 일으키는 많은 선천성 프로겔로이드 증후군에서 나타내고 있습니다. DDR가 암 발생을 촉진하고 노화에 기여하는 구조에 대해서는 과거 20년간 급속히 이해가 진행되고 있습니다. DDR 인자 p53은 종양이 발생하는 동안 중심적인 역할을 하며, 노화 과정에서도 중요한 역할을 하는 것으로 나타났습니다. Caenorhabditis elegans에서 포유류까지의 메타존 모델 연구는 DNA 손상이 점차 축적되면서 노화된 생물의 유지를 촉진하는 적응 반응을 조직하는 세포 자율적 및 전신적인 DDR 메커니즘을 밝혀냈습니다.
내인성 및 외인성 소스는 다양한 메커니즘에 의해 생물의 유리기에 의한 DNA 손상을 일으킵니다. 반응성이 높은 수산기는 복소환식 DNA 염기나 당분과 확산제어된 속도로 반응합니다 함수전자와 수소원자 역시 복소환 염기에 추가됩니다 이들 반응에 따라 라디칼이 부가되어 더 많은 생성물이 생성됩니다 여기에는 DNA 염기 및 당생성물, 외줄 및 쌍줄절단, 8,5'-시클로프린-2'-데옥시뉴클레오시드, 탠덤병변, 클러스터부위 및 DNA-단백질가교가 포함됩니다. 반응 조건이나 산소의 유무는 제품의 종류나 수율에 큰 영향을 줍니다. 암을 포함한 많은 질병의 원인에서 유리기에 의한 DNA 손상의 중요한 역할을 나타내는 증거가 많습니다. 유리기에 의한 DNA 손상 메카니즘과 DNA 손상 생성물의 세포 회복 및 생물학적 영향에 대한 이해를 높이는 것은 질병 예방 및 치료에 가장 중요합니다.
DNA 손상은 각 세포의 수명에 대한 일반적인 현상이며 게놈 DNA의 화학구조 변화로 정의하고 있습니다. 방사선 요법이나 화학 요법 같은 암 치료는 방대한 양의 추가 DNA 손상을 초래하고 암의 진행을 제한하는 세포 주기 정지나 아포토시스로 연결됩니다. 실험적 암 치료 중 DNA 손상에 대한 정량적 평가는 유전독성제의 유효성을 정당화하기 위한 중요한 단계입니다. 본연구에서는, 인비트로로 외가닥과 외가닥의 DNA 절단을 정량화할 수 있는, 혜성 앗세이라고도 불리는 단세포 전기영동 앗세이에 초점을 맞춥니다. 혜성 앗세이는 효율적이고 쉽게 실행할 수 있으며 시간 예산 요구도 낮고 재현성이 높은 DNA 손상 정량법입니다 여기에서는 U251 글리오마 세포에 대한 오라파리브테모졸로미드 병용요법의 유전독성 효과를 평가함으로써 전임상 연구에서 혜성 아세이의 유용성을 강조합니다.
에피제네틱 연구는 급속히 진화해 게놈 생물학의 다이나믹한 분야로 발전했습니다 크로마틴 조절은 DNA 복구를 포함한 모든 게놈 프로세스에 불가결한 측면임이 증명되고 있습니다. 크로마틴 구조는 DNA나 히스톤 등의 에피제네틱 마크를 맡기고 소거 상호 작용하는 효소나 인자 또는 뉴클레오좀을 개조하는 복합체에 의해 변화합니다 이 리뷰에서는 손상의 인식, 신호 전달, 복구라는 다단계 과정 사이에 크로마틴 상태가 어떻게 변조되는지에 대해 최근의 진보에 대해 설명합니다.
또한 DNA 회복의 다른 경로가 이용될 경우 크로마틴이 어떻게 조절되는지를 검토합니다. 또한 DNA복구유전자 발현유지에 있어서 글로벌 및 국재하는 크로마틴 상태의 역할 및 비뉴클레오좀 기질상의 에피제네틱 효소의 활성을 통한 DNA복구의 추가적인 조절모드를 검토합니다. 마지막으로 문맥암 치료에 있어서의 크로마틴 조절과 DNA 회복 사이의 메카니즘적 상호 작용의 현재와 장래의 응용에 대해 설명하겠습니다.
DNA 손상은 정상적인 세포증식 중에 대량으로 발생합니다. 이를 위해서는 세포 DNA 손상 응답과 체크포인트 경로가 세포 DNA 손상 부하를 감시하고 DNA 손상 신호가 정량적이어야 합니다. 하지만 DNA 병변이 어떻게 계산되고 양적 반응으로 변환되는지는 아직 충분히 이해되지 않았습니다. 우리는 최근 외줄 DNA(ss DNA)를 통한 DNA 손상 시그널 전달을 조사하는 이 문제에 대한 통찰을 얻었습니다. 흥미롭게도, 우리의 연구 결과는 증가하는 DNA 손상에 대해 국소적인 DNA 손상 신호와 세계적인 DNA 손상 신호가 다른 반응을 나타낸다는 것을 보여줍니다 이 미니 리뷰에서는 이들 소견에 대해 논의하고 DNA 손상 반응에 대한 현재 지식의 대국적 관점에서 고찰하겠습니다.
화학 요법 약의 주된 목적은 종양에 대량의 세포사를 일으키는 것입니다 시스플라틴은 여러 종류의 암을 치료에 널리 사용되고 있는 항종양제입니다. 뛰어난 효율에도 불구하고 종양의 대부분은 내재성 또는 후천성 약제 내성을 나타냅니다. 시스플라틴의 주요 생물학적 표적은 게놈 DNA로 전사 및 복제를 저해하는 대량의 DNA 병변을 일으킵니다. 이들 시스플라틴 유도 DNA 병변은 적절하게 복구 또는 처리되지 못하면 세포사를 강하게 유발합니다. 시스플라틴에 의한 DNA손상을 막기 위해 세포는 DNA손상회복이나 전이합성 등의 복잡한 메카니즘을 사용합니다. 본 검토에서는 시스플라틴 유발 DNA 병변이 세포를 통해 어떻게 복구 또는 허용되는지를 설명하고 시스플라틴에 대한 종양내성에서 DNA 회복 및 허용 메커니즘의 매우 중요한 역할에 초점을 맞춥니다. 실제로 몇 가지 최근 임상 소견들이 DNA 회복 전이 합성의 종양 세포 상태를 시스플라틴 치료에 대한 환자의 반응과 관련짓고 있으며, 또한 이러한 메커니즘은 시스플라틴 화학요법의 효율을 높일 수 있는 약리학적 조절의 흥미로운 목표를 제공합니다.
유전독성 평가, DNA 회복 감시, 노출 바이오 마커 개발 및 화학요법의 유효성 평가에는 DNA 손상 검출과 특징지을 필요가 있습니다. DNA 손상측정을 위한 이러한 다양한 용도는 단리된 DNA로부터의 DNA 손상의 검출, 특징지우기 및 정량화를 위한 방법론의 계속적인 개발과 개량에 박차를 가하고 있습니다. 현재 손상 검출 방법은 무선 라벨링에서 질량 분석에 이르기까지 다양한 기술을 대상으로 하며, 이러한 기술 사용 방법은 비용, 전문 지식 및 부가물 형성에 대한 지식에 따라 크게 달라집니다. DNA 손상을 검출하고 정량화하기 위해 보다 일반적이고 사용하기 쉬운 방법이 필요합니다.또, 이러한 요구에 대응하기 위해서, 형광에 근거하는 방법론이 등장하고 있습니다. 여기에서는, 이러한 형광에 근거하는 전략의 전개에 대해 설명하겠습니다.
개개의 진핵생물세포의 DNA손상을 측정하는 겔전기영동법인 코메트아세이의 절차를 설명하겠습니다. 범용성이 높고 비교적 쉽게 실행할 수 있으며 고감도입니다. 대부분의 연구에서는 DNA 외줄절단 능력을 이용하고 있는데, 이 방법을 변경함으로써 DNA 외줄절단, 가교, 염기손상, 아포토시스핵을 검출할 수 있습니다. 감수성의 한계는 포유류의 2배 체세포에 대해 약 50개의 사슬이 절단되는 것입니다 효모, 원생동물, 식물, 무척추동물, 포유류로부터 조제된 단세포 현탁액에 있어서의 DNA 손상 및 그 수복도, 이 아세이를 사용해 연구할 수 있습니다. 원래는 포유류 세포집단 내의 DNA 손상과 복구 능력의 변화를 측정하기 위해서 개발된 것입니다만, 혜성 앗세이의 응용은, 현재, 사람과 센티넬 동물의 생체 모니터링(예를 들면, 유독 폐기물 사이트를 기어 다니는 지렁이의 DNA 손상)으로부터, 특정 게놈 배열의 DNA 손상의 측정까지 다방면에 걸칩니다. 이 프로토콜은, 24 시간 이내에 완료할 수 있습니다.
DNA 손상은 주로 산화 스트레스에 의한 것으로, 정자 기능 장애의 주된 원인입니다. 높은 수준의 산화 스트레스는 정자 DNA, RNA 전사체, 텔로미어에 손상을 주기 때문에 선천성 기형, 복잡한 신경정신 장애 및 불량 정자를 가진 어린이의 소아암과 더불어 남성 불임 및 재발 임신 상실의 공통적인 원인을 제공할 수 있습니다.m셀입니다. 정자는 산화방지제의 방어수준이 한정되어 있고 DNA 손상 검출과 복구메커니즘도 한정되어 있어 산화스트레스에 매우 취약합니다.
산화 스트레스는 주로 생활 습관과 관련된 많은 요인에 의해 일어나며, 대부분은 변경 가능합니다. 산화 스트레스로 인한 남성 인자 불임의 부담을 극복하려면 항산화 계산 멤버와 생활 습관의 개선이 효과적인 치료법이 될지도 모릅니다. 요가와 명상을 포함한 생활개입은 산화된 DNA 손상 수준을 낮추고 산화 스트레스를 조절하며 DNA 회복, 세포 주기 제어, 항염증 효과에 관여하는 유전자의 발현을 증가시킴으로써 정자 DNA의 완전성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 산화 스트레스는 다양한 변경 가능한 요인에 의해 야기되며, 단순한 개입에 의해 산화 스트레스의 수준이 저하되고, 결과적으로 발생하는 자손의 불임증과 복잡한 질병의 발생률이 감소합니다.
DNA Single Strand Break (SSB; 외줄절단)과 Double Strand Break (DSB; 쌍줄절단)의 손상응답은 상이한 신호전달경로와 단백질인자를 포함하는 비교적 독립적인 과정이지만, 그래도 많은 중복되는 부분이 있습니다. 이 모든 것은 p53 단백질을 활성화 시킬 수 있고 활성화된 p53은 전사 조절과 비전사 조절에서의 외줄 절단 또는 쌍줄 절단의 손상 반응을 조절합니다 특히, 이 두 종류의 파손은 파손 수리 프로세스에서 RPA와 ATR의 자원을 경합합니다. 이 연구는 DNA외줄절단 또는 DNA외줄절단 손상반응에 초점을 맞추고 있습니다. 그러나 외줄절단과 쌍줄절단이 동시에 존재할 경우 DNA 손상반응은 아직 밝혀지지 않고 있습니다. 여기에서는 DNA 외줄절단 과 DNA 외줄절단 이 동시에 존재하는 경우의 DNA 손상복구와 아포토시스의 메커니즘을 찾는 p53 응답의 하이브리드 수치모델과 DNA 손상복구의 하이브리드 수치모델을 소개합니다. 첫째, 두 가지 손상이 동시에 존재할 경우, p53의 응답이 등급화 되어 p53은 외줄절단에 우선 반응하며, 둘째, DNA 외줄절단을 우선적으로 복구하여 외줄절단과 외줄절단을 대부분의 외줄절단 후 동시에 복구할 수 있습니다.ks는 복구되었습니다; 게다가 외줄절단은 아포토시스를 일으킬 가능성이 높아집니다.
DNA외줄절단시 p53의 축적은 DNA외줄절단시 p53의 축적보다 빠르고 외줄절단시스는 아포토시스의 역치가 낮기 때문입니다.