BRIP1介导的RINT1乙酰化及NF-κB激活可促进肺腺癌中的DNA修复，并有助于形成免疫抑制性微环境

《Cancer Letters》：BRIP1-Mediated RINT1 Acetylation and NF-κB Activation Promote DNA Repair and Immunosuppressive Microenvironment in Lung Adenocarcinoma

BRIP1通过增强DNA修复并激活NF-κB信号促进肺腺癌免疫逃逸，联合STING激活与PD-L1阻断可逆转其耐药性。

　　

吴海霞|张继光|于依琳|王伟|黄建源|林兆贤|黄海伦|林颖|潘晓杰|林星

福建医科大学圣利临床医学院，中国福建福州

摘要

免疫逃逸仍然是肺腺癌（LUAD）有效治疗的主要障碍，越来越多的证据表明DNA损伤修复程序在肿瘤免疫中起着重要作用。在本研究中，我们发现Fanconi贫血相关螺旋酶BRIP1是LUAD中DNA修复能力和先天免疫抑制的关键协调因子。BRIP1在肿瘤组织中显著上调，并与晚期临床阶段和不良预后相关。功能实验表明，BRIP1促进LUAD细胞的增殖、侵袭、上皮-间质转化以及同源重组（HR）修复能力。机制上，BRIP1通过两条相互关联的途径驱动肿瘤进展：首先，BRIP1与组蛋白变异体macroH2A1结合，增强RINT1在赖氨酸728位的乙酰化，从而加强RINT1-RAD50的相互作用，促进MRE11-RAD50-NBS1复合物的形成，并提高HR介导的DNA修复效率；其次，BRIP1与RNA去甲基化酶ALKBH5相互作用，激活NF-κB信号通路，上调PD-L1表达，并促进转移潜能。空间转录组学、单细胞RNA测序和多重免疫组化分析显示，BRIP1高表达的肿瘤具有免疫冷微环境特征，表现为调节性T细胞富集、细胞毒性T细胞减少以及免疫通讯受损。体内实验表明，BRIP1过表达会加速肿瘤生长和转移，同时对抗PD-L1治疗产生耐药性，而这种耐药性可以通过联合使用抗PD-L1治疗和STING激活来逆转。综上所述，我们的研究确立了BRIP1作为LUAD中DNA修复能力与免疫抑制之间的分子联系，为合理组合免疫治疗提供了潜在靶点。

引言

肺癌是全球最常见且致命的恶性肿瘤之一，近年来发病率和死亡率持续上升。根据2022年全球癌症统计数据，约有248万新发肺癌病例，占所有癌症病例的12.4%，182万人因此死亡，成为癌症相关死亡的主要原因（占所有癌症死亡的18.6%）[1]。肺腺癌（LUAD）是最常见的非小细胞肺癌亚型，具有多种分子特征，如EGFR、KRAS和ALK突变，这些突变与预后和治疗反应密切相关[2]。因此，阐明LUAD的分子机制、识别新的生物标志物以及开发更有效的治疗策略仍是肺癌研究中的紧迫和关键目标。

近年来，对DNA损伤修复（DDR）途径的研究极大地提高了我们对肿瘤发生和治疗抵抗性的理解。由DNA修复机制缺陷引起的基因组不稳定性是癌症发生和进展的主要驱动因素[3] [4]。在这些修复途径中，Fanconi贫血（FA）途径在解决DNA链间交叉链接（一种特别具有细胞毒性的DNA损伤形式）中起着核心作用。该途径包含21个核心基因（FANCA至FANCV），其突变可导致骨髓衰竭综合征并增加癌症易感性[5] [6]。BRCA1相互作用螺旋酶1（BRIP1），也称为FANCJ，是一种DNA螺旋酶，可与BRCA1结合并促进ICL诱导的DNA双链断裂（DSB）的同源重组（HR）修复[7]。除了在FA途径中的经典作用外，BRIP1还参与复制应激的解决和整体基因组维持[8] [9]。美国国家综合癌症网络已将BRIP1突变确定为乳腺癌的风险因素，尤其是三阴性乳腺癌[10] [11]。跨癌症分析显示，BRIP1突变在多种恶性肿瘤中普遍存在，包括子宫内膜癌、黑色素瘤、尿路上皮癌、结直肠腺癌和LUAD[12] [13]。值得注意的是，LUAD和浸润性乳腺癌中BRIP1表达通过甲基化显著下调，这与不良预后相关[11]。此外，BRIP1还与化疗耐药性有关。Nakanishi等人报告称BRIP1表达与5-氟尿嘧啶（5-FU）耐药性相关[14]，而Mori等人证明胃癌细胞依赖BRIP1修复5-FU诱导的DSB，可能通过改变DNA链间交叉链接的修复机制增强对铂类药物（如顺铂）的敏感性[15]。有趣的是，BRIP1缺陷的卵巢上皮细胞在与铂类药物联合使用时对奥拉帕利更敏感，这支持了合成致死机制，并突显了BRIP1作为PARP抑制剂治疗的有希望的靶点[16]。

尽管BRIP1在多种癌症中都有研究，但其在LUAD中的核心功能及其整合调控机制仍不完全清楚。通过多组学整合和多层次功能验证，本研究阐明了BRIP1驱动LUAD进展的两种机制：RINT1介导的DNA修复是主要途径，而依赖于ALKBH5的NF-κB信号通路是次要的辅助途径。机制上，BRIP1与组蛋白变异体macroH2A1结合，调节关键DNA修复蛋白（尤其是RINT1在赖氨酸728位的乙酰化）；这种位点特异性的乙酰化增强了RINT1与RAD50的相互作用，促进了MRE11-RAD50-NBS1（MRN）复合物的形成，提高了同源重组效率，维持了基因组稳定性。同时，BRIP1稳定ALKBH5蛋白，部分激活NF-κB信号通路，从而促进上皮-间质转化、线粒体稳态和抑制凋亡。这两个机制共同作用，形成了一个免疫抑制的肿瘤微环境：高效的DNA修复限制了cGAS-STING介导的先天免疫激活，而NF-κB信号通路上调了PD-L1等免疫检查点分子，共同导致T细胞耗竭和调节性T细胞富集。体内实验进一步证明，STING通路和PD-L1阻断的联合激活能有效对抗BRIP1介导的免疫抵抗。综上所述，BRIP1将“乙酰化/DNA修复网络”与“表观转录组/NF-κB致癌轴”联系起来，为LUAD的整合靶向和免疫治疗策略提供了理论依据。

数据收集

肺腺癌（LUAD）的基因表达谱及其相应的临床数据来自癌症基因组图谱（TCGA）数据库（https://portal.gdc.cancer.gov/projects/）。数据集包括539个LUAD肿瘤样本和59个正常肺组织样本（表S1）。排除了临床信息不完整的样本（特别是缺乏生存状态或生存时间的样本），最终得到530名患者用于后续分析。

BRIP1在LUAD中上调，与晚期临床病理特征和不良预后相关

BRIP1是FA途径中的关键基因，参与DNA损伤修复（图1A），在LUAD中是第四个最常发生改变的FA基因，其主要改变方式为拷贝数扩增（图1B-C）。TCGA数据分析显示，BRIP1在LUAD肿瘤中的表达显著高于正常肺组织（图1D-E），并与晚期T分期、N分期和总体临床分期呈正相关（图1F-H；基线特征见表S1）。

讨论

我们利用TCGA和GEO数据集系统分析了LUAD中BRIP1的表达、突变及其预后相关性，并通过免疫组化在90个LUAD组织中验证了其表达模式。BRIP1在LUAD中显著上调，与肿瘤分期呈正相关，这与其在促进细胞增殖和复发风险中的已知作用一致[17] [18] [19] [20]。功能实验证实，BRIP1过表达增强了LUAD细胞的增殖和迁移能力。

结论

本研究确立了BRIP1作为肺腺癌中DNA损伤修复与免疫逃逸之间的关键分子联系。BRIP1通过两种协同机制促进肿瘤进展、转移潜能和干性：一方面，BRIP1通过促进macroH2A1依赖的RINT1乙酰化来增强同源重组修复，从而加强MRN复合物的形成，限制细胞质DNA的积累，并减弱cGAS-STING介导的先天免疫激活；

作者贡献声明

张继光：撰写初稿、软件使用、资源准备、方法学设计、数据分析、数据管理。于依琳：撰写初稿、软件使用、方法学设计、数据分析、数据管理。吴海霞：撰写初稿、结果验证、软件使用、方法学设计、数据分析。林兆贤：结果验证、实验监督、资源提供。黄海伦：数据分析。王伟：数据可视化、结果验证、实验监督、数据分析。黄建源：

伦理批准和参与同意

本研究获得了福州大学附属医院（批准号K2024-09-099）的批准，并遵循《赫尔辛基宣言》及其修正案的原则进行。所有患者均提供了书面知情同意书，所有数据在分析前均已匿名处理。所有动物实验程序均获得了福建省人民医院动物护理和使用委员会的批准（批准号IACUC FJABR2024092001）。

利益冲突声明

作者声明与本研究无关的任何利益冲突。

数据与材料的获取

本研究的数据可向通讯作者索取。

资助来源

本研究得到了国家自然科学基金（资助编号82074189）、福建省自然科学基金（资助编号2021J01380、2023J011164）以及福建省卫生健康委员会的科技规划项目（资助编号2021zylc31）的支持。

利益冲突声明

? 作者声明与本论文所述工作无关的任何利益冲突或个人关系。

致谢

我们衷心感谢包括TCGA和GEO在内的公共数据库提供的开放数据资源。