吳楊娜，胡恭華

（1.贛南醫(yī)學(xué)院2018級(jí)預(yù)防醫(yī)學(xué)專業(yè)本科生；2.贛南醫(yī)學(xué)院公共衛(wèi)生與健康管理學(xué)院；3.贛南醫(yī)學(xué)院心腦血管疾病防治教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 贛州 341000）

細(xì)胞對(duì)DNA 損傷的反應(yīng)統(tǒng)稱為細(xì)胞損傷反應(yīng)（DNA Damage Response，DDR）。 DDR 參與調(diào)節(jié)DNA 損傷識(shí)別、DNA 修復(fù)因子招募、DNA 修復(fù)途徑的啟動(dòng)和協(xié)調(diào)、細(xì)胞周期轉(zhuǎn)運(yùn)和細(xì)胞凋亡的信號(hào)通路［1］。自噬是一個(gè)進(jìn)化保存的過程，捕獲異常細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)或受損的細(xì)胞器，輸送給溶酶體，其對(duì)維持細(xì)胞和機(jī)體平衡、衰老和多種病理反應(yīng)有重要作用。在癌癥發(fā)展過程中，自噬可能同時(shí)起到促進(jìn)腫瘤發(fā)生和抑制腫瘤的作用［2］。而Beclin-1 是自噬的關(guān)鍵調(diào)節(jié)器，通過Beclin-1-Vps34-Vps15復(fù)合體參與自噬體的形成［3］，自噬是一種細(xì)胞自降解過程，已被證明與DNA損傷反應(yīng)有關(guān)［4］。

1 Beclin-1的結(jié)構(gòu)及其功能特性

1.1 編碼Beclin-1 的BECN1 基因的染色體定位及其作用BECN1 是胚胎存活和正常發(fā)育的必需基因，在胚胎發(fā)育過程中發(fā)揮吞噬和清除凋亡細(xì)胞的作用［5］。Beclin-1 于1998年命名，由自噬相關(guān)基因——BECN1 編碼。人類BECN1 基因位于染色體17q21.31 上，與酵母自噬基因Atg-6 高度同源。它是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的哺乳動(dòng)物自噬基因，同時(shí)被確定為單倍劑量不足的腫瘤抑制劑［6］。 BECN1 完整cDNA 編碼2 098 bp的轉(zhuǎn)錄序列，包括120 bp的5'非編碼區(qū)，1 353 bp 編碼區(qū)和625 bp 的3'非編碼區(qū)，編碼與細(xì)胞凋亡抑制劑Bcl-2 相互作用的60 kD 卷曲螺旋蛋白。具有12個(gè)外顯子，長(zhǎng)度從61～794 bp，延伸可超過人類基因組12 kb。

有研究報(bào)道，在人類乳腺癌細(xì)胞系中，BECN1等位基因缺失比BECN1 突變的頻率更高。在不同的癌細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了BECN1 的等位基因缺失和表達(dá)降低［7］。在翻譯水平上，人乳腺上皮癌細(xì)胞和組織中BECN1 的表達(dá)降低，并將BECN1 誘導(dǎo)到人乳腺癌細(xì)胞（MCF-7細(xì)胞）中，可抑制裸鼠的增殖、體外集落形成和腫瘤形成。研究發(fā)現(xiàn)BECN1促進(jìn)了人乳腺癌細(xì)胞（MDA-MB-231細(xì)胞）中的細(xì)胞增殖和集落形成，可以在不同的細(xì)胞環(huán)境下作為癌基因或發(fā)揮抑癌作用［8］。此外，BECN1在自噬中也起著重要作用，該作用觸發(fā)了一系列與自噬體形成有關(guān)的蛋白質(zhì)。BECN1 的調(diào)節(jié)可發(fā)生在轉(zhuǎn)錄、翻譯和翻譯后修飾的水平。BECN1 的翻譯后修飾，包括磷酸化、乙酰化和泛素化，這些對(duì)于自噬誘導(dǎo)至關(guān)重要，另外，BECN1 的泛素化會(huì)影響其蛋白質(zhì)穩(wěn)定性或功能。這些研究表明調(diào)節(jié)BECN1 的表達(dá)是自噬誘導(dǎo)中的重要事件［9］。

1.2 Beclin-1 的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)Beclin-1 是一種由450個(gè)氨基酸組成的60 kD 蛋白質(zhì)。它有3個(gè)不同的結(jié)構(gòu)域，包括Bcl-2（B-cell lymphoma/leukemia 2 gene，B細(xì)胞淋巴瘤/白血病2 基因）結(jié)合部Bcl-2 同源域3B（Bcl-2 homology-3，H3）、中央螺旋區(qū)（central coiled-coil domain，CCD）和進(jìn)化保守結(jié)構(gòu)域（evolutionarily conserved domain，ECD）。BH3（氨基酸105～130）結(jié)構(gòu)域位于一個(gè)無序的N 端區(qū)域，與抗凋亡蛋白家族（Bcl-XL和Bcl-2）相互作用。CCD是一個(gè)包含氨基酸141～171的可彎曲螺旋結(jié)構(gòu)域，其與紫外線輻照耐藥相關(guān)基因（ultraviolet radiation resistance-associated gene ，UVRAG）編碼的蛋白質(zhì)結(jié)合，中央CCD 可產(chǎn)生一個(gè)不活躍的Beclin-1 同源二聚體。 Beclin-1 BH3 結(jié)構(gòu)域與Bci-2/Bcl-XL 相互作用，這可能穩(wěn)定CCD 介導(dǎo)的Beclin-1 二聚體，從而有效抑制自噬體的形成。第3個(gè)結(jié)構(gòu)域ECD（氨基酸175～264），也被稱為β-α 重復(fù)自噬特異性域（BARA；氨基酸265～450），與磷脂酰肌醇3-激酶-Ⅲ（phosphoinositide 3-kinase-Ⅲ，PI3K-Ⅲ）結(jié)合并參與細(xì)胞器脂質(zhì)膜的結(jié)合。 ECD 結(jié)構(gòu)域?qū)τ诹姿峒〈?- 激酶VPS34（phosphatidylinositol 3-kinase VPS34，PI3K VPS34）的募集至關(guān)重要，PI3K VPS34 不僅誘導(dǎo)自噬，還導(dǎo)致腫瘤抑制。此外，Beclin-1 還含有富含亮氨酸的氨基酸序列，負(fù)責(zé)有效的核輸出信號(hào)（NES）［6］。人類許多組織表達(dá)的Beclin-1 主要位于胞質(zhì)結(jié)構(gòu)內(nèi)，包括線粒體和核周膜。越來越多的證據(jù)表明，E2F轉(zhuǎn)錄因子（E2F）和核因子（NF）- κB 調(diào)節(jié)自噬中Beclin-1的表達(dá)。而且，Bcl-2/Bcl-XL—Beclin-1的相互作用可能受翻譯后修飾的影響。例如，Beclin-1和Bcl-2 的磷酸化和泛素化可以穩(wěn)定或解離它們的相互作用，這可能分別導(dǎo)致自噬的抑制或啟動(dòng)［10］。

1.3 Beclin-1 的功能特性Beclin-1 在機(jī)體中發(fā)揮重要作用。Becin-1是自噬的核心參與者，其翻譯后修飾會(huì)影響其穩(wěn)定性、相互作用和調(diào)節(jié)PI3K活性的能力，從而影響細(xì)胞調(diào)節(jié)自噬的能力。Beclin-1 的許多結(jié)構(gòu)域通過改變其構(gòu)象而參與介導(dǎo)多個(gè)交互作用分子之間的信息傳遞，從而使Beclin-1 成為調(diào)節(jié)PI3K 活性和自噬的重要分子平臺(tái)［11］。Beclin-1是自噬相關(guān)蛋白，可以激活自噬，而哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）是自噬的陰性靶標(biāo)。mTOR 是PI3K 家族的成員，與大腸癌細(xì)胞的增殖、存活、侵襲和轉(zhuǎn)移有關(guān)。細(xì)胞缺氧或能量缺乏可導(dǎo)致mTOR失活，從而促進(jìn)自噬［12］。有研究報(bào)道Beclin-1 的同源性喪失導(dǎo)致胚胎細(xì)胞死亡，而Beclin-1 基因的異質(zhì)性損失減少了不同細(xì)胞類型的自噬［13］，雖然自噬通常被認(rèn)為是一種細(xì)胞保護(hù)機(jī)制，它也被稱為Ⅱ型細(xì)胞死亡，細(xì)胞死亡的發(fā)生可能是由于過度自噬［14］。此外，自噬的抑制導(dǎo)致受損線粒體和氧化應(yīng)激物質(zhì)的積累，也會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞死亡［15］。Beclin-1 是自噬的標(biāo)志之一，在自噬中起著重要作用，它被認(rèn)為是自噬的動(dòng)態(tài)指標(biāo)［16］。在自噬的啟動(dòng)過程中，Beclin-1 可以促進(jìn)自噬體膜的成核，并促進(jìn)吞噬體的延伸過程［17］。 有研究表明Beclin-1 過度表達(dá)抑制細(xì)胞活力并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，Beclin-1 和Bcl-2 充當(dāng)自噬和凋亡之間的開關(guān)，Bcl-2通過與Beclin-1 結(jié)合而證明可以抑制自噬。因此，促進(jìn)Bcl-2 和Beclin-1 的結(jié)合可能是抑制自噬的一種機(jī)制，相反，Bcl-2與Beclin-1的分離對(duì)于激活自噬可能至關(guān)重要［18］。

近年來，Beclin-1的抗腫瘤效應(yīng)越來越受到人們的關(guān)注。在卵巢癌、乳腺癌、前列腺癌和其他腫瘤中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了Beclin-1 基因缺失。Beclin-1 具有與抗凋亡蛋白Bcl-2結(jié)合的BH3結(jié)構(gòu)域，從而破壞了腫瘤細(xì)胞的抗凋亡能力［19］。MATTHEW-ONABANJO AN等［20］證明了Beclin-1 通過調(diào)節(jié)細(xì)胞吞噬受體的運(yùn)輸及表皮生長(zhǎng)因子（Epidermal growth factor，EGFR）和轉(zhuǎn)鐵蛋白受體（Transferrin receptor1，TFR1）的降解來抑制腫瘤的增殖。當(dāng)Beclin-1 表達(dá)水平降低時(shí)，EGFR 和TFR1促進(jìn)腫瘤的增殖，EGFR 表達(dá)增強(qiáng)，下游ERK1/2 激活增加，這種增強(qiáng)的活性使腫瘤增殖對(duì)靶向該信號(hào)通路的藥物更敏感。當(dāng)Beclin-1 表達(dá)降低時(shí)，TFR1 的表達(dá)在腫瘤中也增加，并且該營(yíng)養(yǎng)受體支持增強(qiáng)的腫瘤細(xì)胞增殖。Beclin-1 調(diào)節(jié)腫瘤生長(zhǎng)和進(jìn)程的一種機(jī)制是通過控制溶酶體運(yùn)輸，這在控制細(xì)胞表面受體功能的結(jié)果中起著重要作用。此外，Beclin-1 可能通過有絲分裂信號(hào)傳導(dǎo)延遲細(xì)胞周期進(jìn)程并增加G1期細(xì)胞的比例，從而導(dǎo)致腫瘤生長(zhǎng)抑制［21］。

2 DNA損傷反應(yīng)

DDR是一種保護(hù)機(jī)制，在保持DNA完整性方面起著至關(guān)重要的作用。作為遺傳的基礎(chǔ)，DNA 完整性對(duì)于編碼蛋白質(zhì)和維持正常的細(xì)胞功能至關(guān)重要。DNA 損傷（例如鏈斷裂和堿基改變）將導(dǎo)致不完整的蛋白質(zhì)形成，并導(dǎo)致受損的細(xì)胞形成。DNA易受內(nèi)源性和外源性毒素的傷害，因此，細(xì)胞DDR已經(jīng)發(fā)展為嚴(yán)格調(diào)控的信號(hào)傳導(dǎo)途徑，為細(xì)胞應(yīng)對(duì)各種類型的DNA 損傷提供了途徑［22］。細(xì)胞通過激發(fā)穩(wěn)健的DNA 損傷反應(yīng)途徑對(duì)DNA 損傷作出反應(yīng)，這為指定的DNA 修復(fù)途徑留出足夠的時(shí)間以依賴底物的方式物理去除損傷。機(jī)體內(nèi)至少有5個(gè)主要的DNA 修復(fù)途徑，包括堿基切除修復(fù)（Base Excision Repair，BER）、核苷酸切除修復(fù)（Nucleotide Excision Repair，NER）、錯(cuò)配修復(fù)（Mismatch Repair，MMR）、同源重組（Homologous Recombination，HR）和非同源末端連接（Non-Homologous End Joining，NHEJ），均活躍于不同階段的細(xì)胞周期，使細(xì)胞修復(fù)DNA 損傷。此外，還有DNA 斷裂修復(fù)，比如單鏈斷裂修復(fù)（SSBR）和雙鏈斷裂修復(fù)（DSBR）［23］。啟動(dòng)DNA 損傷信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)級(jí)聯(lián)通路的關(guān)鍵分子是磷脂酰肌醇3激酶相關(guān)激酶（PIKK），其中包括共濟(jì)失調(diào)毛細(xì)血管擴(kuò)張突變蛋白（ATM）、共濟(jì)失調(diào)毛細(xì)血管擴(kuò)張和Rad3相關(guān)蛋白（ATR）以及DNA 依賴性蛋白激酶（DNA-PK）［24］。它們是DNA 損傷反應(yīng)過程中發(fā)揮重要作用的物質(zhì)，它們可調(diào)節(jié)檢查點(diǎn)，激活DNA 損傷反應(yīng)。如果修復(fù)過程不正確，DNA 損傷會(huì)導(dǎo)致突變和染色體畸變，從而改變細(xì)胞行為并導(dǎo)致癌癥［25］。

3 Beclin-1在DDR中的作用

在真核細(xì)胞中，DNA損傷觸發(fā)復(fù)雜的DNA損傷反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，包括DNA 損傷的傳感、DNA 修復(fù)因子的組裝、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞周期傳遞的逮捕以及DNA 修復(fù)的激活，以維護(hù)基因組的完整性［26］。

3.1 Beclin-1 與細(xì)胞凋亡的相關(guān)性凋亡是細(xì)胞內(nèi)受到精確調(diào)控的死亡過程，它可以維持組織中細(xì)胞數(shù)量的平衡，并在免疫反應(yīng)或細(xì)胞受損過程中起到防御的作用［27］。細(xì)胞凋亡的特征是細(xì)胞萎縮、染色質(zhì)濃縮、核碎裂和質(zhì)膜起泡［28］。凋亡可以通過細(xì)胞表面死亡受體的外在刺激或線粒體信號(hào)通路的內(nèi)在刺激引起。外在通路由細(xì)胞表面死亡受體刺激和活化激活，而內(nèi)在通路涉及線粒體和隨后的caspase-9活化釋放細(xì)胞色素c，caspase-8和caspase-9的激活可增強(qiáng)caspase-3 的激活［29］。大量證據(jù)表明，自噬可以基于多種機(jī)制抑制凋亡，包括增加自噬可以清除受損的線粒體或失活蛋白，也可通過自噬將未折疊的蛋白質(zhì)隔離起來，這些蛋白質(zhì)是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的引發(fā)劑，可減少細(xì)胞凋亡［30］。一旦半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶caspases 切割Beclin-1，使其C-終端裂解，將失去自噬誘導(dǎo)功能，獲得凋亡誘導(dǎo)功能。Beclin-1的C-終端裂解片段可以從細(xì)胞質(zhì)向線粒體轉(zhuǎn)位，導(dǎo)致線粒體外膜滲透性變化，誘導(dǎo)細(xì)胞色素c的釋放并激活caspase 級(jí)聯(lián)反應(yīng)，最終誘導(dǎo)凋亡。LI X等［31］研究發(fā)現(xiàn)Caspase 介導(dǎo)的Beclin1裂解抑制自噬并促進(jìn)S1 誘導(dǎo)的人卵巢癌SKOV3 細(xì)胞凋亡。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與對(duì)照組相比，由S1誘導(dǎo)的Beclin-1裂解片段的表達(dá)在線粒體中增加，并且用泛半胱天冬氨酸蛋白酶抑制劑Z-VAD 處理后，該表達(dá)降低。因此，活化的caspase 介導(dǎo)的Beclin-1 的裂解片段不僅失去其誘導(dǎo)自噬的功能，而且可能重新定位于線粒體，并促進(jìn)S1 誘導(dǎo)的SKOV3 細(xì)胞凋亡。 此外，ZHANG W 等［32］研究表明錨蛋白重復(fù)序列和SOCS盒 蛋 白3（ankyrin repeat and SOCS box protein 3，ASB3）可以通過控制caspase-8 介導(dǎo)的Beclin-1 在肝癌細(xì)胞（HCC）中的裂解來調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡的線粒體途徑。在ASB3 沉默的肝癌細(xì)胞中，Beclin-1 的C 端片段明顯積累并主要定位在線粒體部分，Beclin-1 基因敲除阻止了細(xì)胞色素c 和細(xì)胞凋亡誘導(dǎo)因子（Apoptosis Inducing Factor，AIF）從線粒體釋放到細(xì)胞質(zhì)，這進(jìn)一步支持了c 端Beclin1 誘導(dǎo)的線粒體損傷啟動(dòng)了ASB3沉默HCC細(xì)胞線粒體凋亡的觀點(diǎn)。此外，Z-VAD阻止了ASB3 沉默HCC 細(xì)胞中Beclin-1 蛋白的裂解，并抑制了caspase-3、8、9和PARP的裂解。在ASB3 沉默細(xì)胞中Beclin-1 的斷裂是由活化的caspases（特別是caspase-8 介導(dǎo)的）參與了ASB3 基因下調(diào)的肝癌細(xì)胞凋亡。 Beclin-1 的上游信號(hào)caspase-8 的激活被Beclin-1 的下調(diào)所抑制，二者相互協(xié)調(diào)了凋亡的激活。Beclin-1 和caspase-8 的斷裂相互依賴，協(xié)調(diào)ASB3 基因敲除誘導(dǎo)的HCC 細(xì)胞線粒體凋亡。Beclin-1 誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的機(jī)制尚不清楚，上述發(fā)現(xiàn)仍需進(jìn)一步證明。

3.2 Beclin1在細(xì)胞周期檢查點(diǎn)的作用機(jī)制細(xì)胞周期檢查點(diǎn)是真核細(xì)胞中的重要檢查機(jī)制，通過監(jiān)測(cè)細(xì)胞周期中的缺陷來精確調(diào)節(jié)細(xì)胞分裂。因此，檢查點(diǎn)允許不受控制的細(xì)胞修復(fù)DNA 損傷或在DNA 損傷后阻斷細(xì)胞分裂而死亡。尤其是ATM 和ATR 通過誘導(dǎo)檢查點(diǎn)激酶1（Chk1）和激酶2（Chk2）的磷酸化，誘導(dǎo)細(xì)胞周期延遲，以應(yīng)對(duì)遺傳毒性應(yīng)激，包括活性氧（ROS）和化學(xué)物質(zhì)［33］。癌細(xì)胞失去細(xì)胞周期控制并顯示出無限增殖，阻止細(xì)胞周期，尤其是在G2/M 檢查點(diǎn)，而G2/M 期阻滯是DNA 損傷后的一種特殊現(xiàn)象，特別是在對(duì)電離輻射（IR）的回應(yīng)。LIANG N等［34］證明了Beclin-1在紅外誘導(dǎo)G2/M細(xì)胞周期阻滯和凋亡中的關(guān)鍵作用，Beclin-1 敲除可延遲IR 誘導(dǎo)的G2/M 期阻滯。此外，Tip60和ATM被確定為Beclin-1 的重要分子調(diào)節(jié)器。Tip60，也被稱為KAT5，屬于組蛋白乙酰基轉(zhuǎn)移酶（HATs）的MYST 家族。Tip60 在許多細(xì)胞過程中發(fā)揮作用，包括染色質(zhì)重塑、DNA 修復(fù)、基因轉(zhuǎn)錄、凋亡和腫瘤發(fā)生。免疫熒光結(jié)果顯示，在IR 暴露之前，Tip60擴(kuò)散到整個(gè)核質(zhì)中，這與Beclin-1 的分布相似，Tip60 和Beclin-1 強(qiáng)烈共定位。 但是，在暴露于IR 之后，Beclin-1 從細(xì)胞核移位到核周區(qū)或細(xì)胞質(zhì)，Tip60 則移位到核小體中。相反，IR 誘導(dǎo)Tip60 定位到核小體中。它們分布和相互作用的這種變化表明，Tip60可以通過Beclin-1 調(diào)節(jié)IR 誘導(dǎo)G2/M 期阻滯。據(jù)報(bào)道，在Beclin-1 T57 位點(diǎn)中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的磷酸化位點(diǎn)，而Beclin-1 T57 可能是ATM 靶標(biāo)的磷酸化位點(diǎn)，而T57 位點(diǎn)的功能在受到IR 照射后可能至關(guān)重要。此外，有數(shù)據(jù)表明自噬抑制劑3-甲基腺嘌呤（3-Methyladenine，3MA）明顯延遲IR 引起的G2/M 阻滯，并且這種延遲不是由抑制ROS或阻止ATM 活性產(chǎn)生。因?yàn)?MA的目標(biāo)是Beclin-1/PI3K-Ⅲ復(fù)合物，3MA 還 提 高了Beclin-1/PLK1 和Beclin-1/CDC25C 相互作用的水平，這表明Beclin-1 可能在IR 誘導(dǎo)的G2/M 期阻滯中發(fā)揮作用。有證據(jù)表明Beclin-1 可能參與有絲分裂或細(xì)胞周期進(jìn)展，Beclin-1 通過與PLK1 和CDC25C 相互作用來調(diào)節(jié)細(xì)胞周期阻滯，參與IR誘導(dǎo)的G2/M期阻滯。

3.3 Beclin-1 與DNA損傷修復(fù)的關(guān)系盡管Beclin-1 主要被認(rèn)為是胞質(zhì)蛋白，但它也位于細(xì)胞核中，在細(xì)胞核中的存在及其向細(xì)胞質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)與其自噬功能和DNA 損傷修復(fù)作用緊密相關(guān)。Beclin-1發(fā)生核質(zhì)穿梭的先決條件是存在完整且功能正常的核輸出信號(hào)。Beclin-1 在具有自噬功能的應(yīng)激細(xì)胞中的核定位與DNA 雙鏈斷裂修復(fù)有關(guān)，可通過與DNA 拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱβ 相互作用并將其招募至雙鏈DNA 斷裂（Double Strand Breaks，DSB）站點(diǎn)，從而啟動(dòng)DNA 損傷修復(fù)。HAVAKI S等［35］發(fā)現(xiàn)在喉癌發(fā)生的連續(xù)階段中觀察到的Beclin-1 在核中逐漸減少，可能反映了DNA 修復(fù)過程受損，可能加劇基因組不穩(wěn)定。此外，XU F 等［36］研究證實(shí)Beclin-1 缺失降低了DNA 損傷修復(fù)蛋白的表達(dá)和DSB 修復(fù)途徑相關(guān)的修復(fù)配合物的形成。一方面，紅外照射可導(dǎo)致Beclin-1 的核定位瞬時(shí)增加，這表明Beclin-1 可能參與了DNA 對(duì)輻射的損傷反應(yīng)的調(diào)節(jié)。在暴露于IR的敲除Beclin-1 的細(xì)胞中，DSBs 的生物標(biāo)記物ser139 磷酸化組蛋白H2AX（phosphorylated H2AX，γ-H2AX）與野生型細(xì)胞相比顯著增加，并且與野生型細(xì)胞相比，Beclin-1 敲除細(xì)胞在修復(fù)IR 誘導(dǎo)的DNA DSBs方面也具有較慢的動(dòng)力學(xué)。同時(shí)，Beclin-1也參與HR 和NHEJ DSB 修復(fù)途徑，而敲除Beclin-1可以明顯減少修復(fù)DNA DSB 的途徑。具體而言，與野生型細(xì)胞相比，Beclin-1敲除細(xì)胞通過NHEJ和HR途徑的DNA DSB 修復(fù)分別降低了約60 倍和30 倍。敲除Beclin-1明顯降低了DNA-PK復(fù)合物的形成，對(duì)MNR 復(fù)合物的形成有輕微影響，因此，Beclin-1可能通過促進(jìn)DNA-PK復(fù)合物和MNR復(fù)合物的形成來部分調(diào)控DSBs 修復(fù)。另一方面，雖然過表達(dá)Beclin-1可以改善缺乏ATG7依賴性自噬細(xì)胞的DNA損傷修復(fù)，但當(dāng)DNA 拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱβ 耗盡時(shí)，Beclin-1 不能在細(xì)胞中做到這一點(diǎn)。由于Beclin-1 的過表達(dá)，增強(qiáng)的自噬作用部分可代替DNA 拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱβ 在野生型細(xì)胞中的喪失，而不能在自噬缺陷型細(xì)胞中替換。在自噬完整的野生型細(xì)胞中，Beclin-1 的過表達(dá)增強(qiáng)自噬，進(jìn)而改善DNA損傷修復(fù)。相反，自噬缺陷細(xì)胞中Beclin-1 的過表達(dá)不再恢復(fù)自噬能力，而Beclin-1對(duì)DNA損傷反應(yīng)的緩解作用僅取決于其與DNA 拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱβ 的相互作用。因此，當(dāng)自噬和DNA 拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱβ 都沒有時(shí)，Beclin-1 無法改善DNA損傷修復(fù)。

除此之外，Beclin-1和UVRAG 調(diào)節(jié)了DNA 損傷修復(fù)，這些反應(yīng)可能利用非同源末端連接修復(fù)輻照結(jié)腸直腸癌細(xì)胞中的DSB。研究發(fā)現(xiàn)Beclin-1 結(jié)合缺陷的UVRAG 突變體可以增加輻射誘導(dǎo)的DSB，UVRAG調(diào)節(jié)DNA損傷修復(fù)的能力取決于其Beclin-1交互域，若該結(jié)構(gòu)不完整，不能結(jié)合Beclin-1，則其防御DSB 的能力將大幅度降低。 Beclin-1 和UVRAG 調(diào)節(jié)DNA 損傷修復(fù)和調(diào)節(jié)中心體數(shù)量的能力表明這些基因在維持基因組穩(wěn)定性中起作用［37］。

4 展望

綜上所述，Beclin-1 在DNA 損傷反應(yīng)中起重要作用，其誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，參與細(xì)胞周期阻滯，調(diào)節(jié)DNA 損傷修復(fù)。Beclin-1 敲除可明顯減少DNA 修復(fù)的途徑，這增加了Beclin-1 在DNA 損傷反應(yīng)調(diào)控中的重要性。而當(dāng)細(xì)胞中DNA 拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱβ 耗盡時(shí)，Beclin-1 不能調(diào)節(jié)DNA 損傷修復(fù)，這說明Beclin-1 與DNA 拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱβ 相互作用才能調(diào)節(jié)DNA 損傷修復(fù)，而Beclin-1 是如何與DNA 拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱβ 相互作用的？是直接作用還是間接作用的？又是如何參與DNA 損傷反應(yīng)的？這些問題都有待解決。大量的研究表明Beclin-1在DNA損傷反應(yīng)中發(fā)揮重要作用，因此，深入闡明Beclin-1調(diào)控DNA損傷反應(yīng)的作用機(jī)制是毒理學(xué)一個(gè)新的研究方向。