铂类药物如何与基因组结合？新方法揭开秘密

铂类药物是癌症化疗中的重要药物，其抗癌机制主要是通过与DNA形成铂- DNA加合物（Pt-DNA adducts），干扰DNA的复制和转录，最终导致癌细胞死亡。然而，以往检测铂类药物全基因组结合模式的方法（如顺铂测序、损伤测序）存在背景噪音高、灵敏度低等问题，难以清晰揭示其在核基因组中的结合规律，尤其是对顺铂以外的其他铂类药物（如第三代铂类药物、铂(IV)配合物）的研究不足。

为此，研究团队开发了一种名为Pt-seq（铂测序）的全基因组方法。该方法借助抗体辅助，并通过外切酶和内切酶处理策略减少非特异性结合背景和未连接DNA的干扰，显著提高了检测灵敏度和信噪比，仅需500 ng DNA即可实现高质量检测。Pt-seq能以单碱基分辨率绘制多种铂类药物（顺铂、奥沙利铂、洛铂及自主研发的Pt-Bio-I）与DNA的结合位点。

利用Pt-seq，研究发现不同铂类药物在基因组中并非随机结合，而是倾向于形成长度为10-20 kb的结合簇，且这些结合簇在不同铂类药物中高度一致，主要集中在着丝粒卫星DNA和核糖体DNA（rDNA）区域。着丝粒是染色体分离的关键区域，rDNA则负责核糖体的生物合成，铂类药物在此处的富集可能通过干扰染色体稳定性和蛋白质合成发挥 cytotoxicity。

在顺铂耐药细胞中，研究观察到这些结合簇区域的药物结合密度显著降低。通过敲除耐药相关基因（如ABCC2、ERCC1、XPC），可部分恢复耐药细胞中铂类药物的结合水平，提示结合减少可能与耐药机制相关。此外，癌细胞的基因突变（如单核苷酸多态性）可产生新的铂类药物结合位点，例如部分非GG二核苷酸位点因突变成为GG位点，从而成为新的结合靶点。

基于此，研究团队进一步探索了通过引入突变增强铂类药物结合的可能性。使用能在连续G序列处诱导G插入的吖啶橙类化合物ICR-191处理细胞后，发现顺铂与DNA的交联增加，细胞对顺铂的敏感性显著提高。这表明，诱导基因突变以增加铂类药物结合位点或可成为增强化疗效果的新策略，但ICR-191的致突变性和细胞毒性限制了其临床应用，未来需开发靶向递送系统以降低系统毒性。

总之，Pt-seq为解析铂类药物的基因组结合模式提供了强大工具，不仅加深了对铂类化疗全基因组效应的理解，也为优化铂类药物设计和开发联合治疗策略奠定了基础。