DNA 链间交联：影响基因组稳定性和疾病进展246

引言

DNA 链间交联 (ICL) 是 DNA 双螺旋中两条链之间的共价键。这些键可以由多种因素产生，包括辐射、化学物质和某些代谢产物。 ICL 对基因组稳定性和细胞功能具有严重影响，与多种疾病的发生有关。

ICL 形成的类型

ICL 可以分为四种主要类型：
紫外线 (UV) 诱导的 ICL：UV 辐射会产生嘧啶二聚体，这是相邻嘧啶碱基之间的环丁烷二聚体。）
化学诱导的 ICL：某些化学物质，如环氧丙烷和氮芥，可以形成 ICL，通常与 DNA 中的鸟嘌呤碱基相互作用。）
氧化诱导的 ICL：氧化剂，如过氧化氢，可以产生反应性自由基，导致 ICL 形成。）
代谢产物诱导的 ICL：一些代谢产物，如甲醛和丙烯醛，可以与 DNA 相互作用并形成 ICL。）

ICL 修复

ICL 对细胞是有毒的，因此需要对其进行修复以维持基因组稳定性。 ICL 修复涉及多种机制，包括：
核切酶裂解：专门的核切酶复合物将含有 ICL 的 DNA 链切断。）
碱基切除修复：DNA 糖基化酶识别和去除 ICL 位点的受损碱基。）
同源重组：使用未受损的 DNA 链作为模板合成缺失的 DNA 区域。）

ICL 对基因组稳定性和疾病进展的影响

ICL 可以严重影响基因组稳定性，导致突变、染色体异常和基因组重排。未修复的 ICL 会阻碍复制叉的进程，导致 DNA 断裂和细胞死亡。 ICL 也与多种疾病的进展有关，包括：
癌症： ICL 可导致癌基因激活和抑癌基因失活，促进癌细胞的生长和存活。）
神经退行性疾病：ICL 可在神经元中积累，导致 DNA 损伤和神经元死亡，促成阿尔茨海默病和帕金森病等疾病。）
遗传性疾病：某些遗传性疾病，如范科尼贫血和布卢姆综合征，与 ICL 修复缺陷有关。）

ICL 的检测和量化

各种技术可用于检测和量化 ICL，包括：
碱性凝胶电泳： ICL 会阻止 DNA 分子在碱性凝胶中的迁移，产生特异性斑点。）
免疫沉淀：可以使用针对 ICL 的抗体对 ICL DNA 进行免疫沉淀。）
DNA 测序：DNA 测序可检测到 ICL，因为它会阻碍测序酶的进程。）

ICL 靶向治疗

由于 ICL 在疾病进展中的作用，开发 ICL 靶向治疗策略成为研究的重点。这些策略包括：
ICL 诱导剂：某些化学物质，如氮芥和顺铂，通过产生 ICL 发挥抗癌作用。）
ICL 交联剂：通过交联 DNA 链，ICL 交联剂可以增强放射治疗和化疗的疗效。）
ICL 修复抑制剂：抑制 ICL 修复途径可以增强某些癌症治疗的效果。）

结论

DNA 链间交联是影响基因组稳定性和细胞功能的重要 DNA 损伤。理解 ICL 的形成、修复和对疾病的影响对于制定针对多种疾病的新颖治疗策略至关重要。持续的研究将进一步阐明 ICL 在疾病进展中的作用，并有助于开发新的治疗方法。

2024-11-14

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