O-糖基化（O-GlcNAcylation）调控MND1在乳腺癌中对DNA损伤修复的功能

《Breast Cancer Research》：O-GlcNAcylation regulates the DNA damage repair function of MND1 in breast cancer

本研究系统探究了MND1在乳腺癌（BRCA）中的表达模式、亚细胞定位及病理功能，重点解析其O-葡萄糖胺修饰介导的蛋白稳态与核定位机制。通过构建双链断裂模型、体内移植瘤模型及化学遗传学策略，发现MND1核定位依赖 Thr121 O-GlcNAc 修饰，其与HOP2的相互作用通过稳定同源重组修复复合物增强DSB修复能力，抑制修饰后导致修复缺陷和肿瘤生长抑制。

　　

摘要

引言

作为减数分裂特异基因，Meiotic Nuclear Divisions 1 (MND1) 在同源重组中起着关键作用，但在体细胞中通常处于沉默状态。MND1 在乳腺癌 (BRCA) 中的表达模式和功能意义尚未明确。本研究系统地探讨了 MND1 在 BRCA 中的表达、亚细胞定位及其病理功能，特别关注了通过 O-糖基化 (O-GlcNAc) 对 MND1 的翻译后调控及其潜在的分子机制。

方法

通过免疫组化分析和亚细胞分离实验来量化 BRCA 组织及相应正常组织中的 MND1 表达水平并确定其细胞内定位。利用药物诱导的双链断裂 (DSB) 模型结合 pH2A.X 定量方法建立了 MND1 与 DSB 修复效率之间的功能关联。建立了 BRCA 的原位移植模型以评估 MND1 的致癌潜力。通过使用 O-糖基转移酶 (OGT) 和 O-糖基切除酶 (OGA) 抑制剂，并结合定点突变 (T121A 突变) 来解析 O-糖基化对 MND1 蛋白质动态和功能能力的调控作用。

结果

MND1 在 BRCA 细胞中异常过表达，并主要定位于细胞核内。DOX 诱导的 BRCA 细胞中的 DSB 水平与 MND1 蛋白质水平呈负相关。敲低 MND1 显著抑制了小鼠肿瘤的生长，提高了 DSB 水平并降低了肿瘤中的 Ki67 水平。免疫沉淀结合体外糖基化实验证实了 MND1-T121 位点的 O-糖基化修饰。OGT 的药理抑制和 T121A 突变显著降低了 MND1 蛋白质的稳定性并影响了其核内定位。T121A 突变削弱了 MND1 介导的 DSB 修复能力，导致 pH2A.X 水平持续升高。抑制 MND1-T121 上的 O-糖基化增强了 MND1 与 HOP2 之间的相互作用，从而引起了 MND1-HOP2 复合物结构的显著改变。

结论

我们的研究结果表明，核内的 MND1 是一种由 O-糖基化介导的泛素化抵抗所稳定的 BRCA 特异性修复相关因子 (HR) 激活剂。Thr121 位点的 O-糖基化有助于 MND1 在细胞核中的保留，并调节其与 HOP2 的相互作用，从而关键地促进 HR 介导的修复过程。这种修饰的丧失会破坏修复的准确性，暴露出 BRCA 中的可靶向脆弱性。未来的研究应进一步阐明 O-糖基化依赖的 MND1-HOP2 调控机制及其治疗意义。