DNA損傷修復(fù)變課件

1、分子生物學(xué)2013.9.分子生物學(xué)第5章 DNA的損傷、修復(fù)和突變 DNA存儲(chǔ)著生物體賴以生存和繁衍的遺傳信息，因此維護(hù)DNA分子的完整性對(duì)細(xì)胞至關(guān)重要。 外界環(huán)境和生物體內(nèi)部的因素都經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致DNA分子的損傷或改變，而且與RNA及蛋白質(zhì)可以在胞內(nèi)大量合成不同，一般在一個(gè)原核細(xì)胞中只有一份DNA，在真核二倍體細(xì)胞中相同的DNA也只有一對(duì)，如果DNA的損傷或遺傳信息的改變不能更正，對(duì)體細(xì)胞就可能影響其功能或生存，對(duì)生殖細(xì)胞則可能影響到后代。第5章 DNA的損傷、修復(fù)和突變DNA損傷的后果信號(hào)傳導(dǎo)異常長(zhǎng)期效應(yīng)老化腫瘤疾病DNA 修復(fù)機(jī)制短期效應(yīng)異常增生和代謝生理功能紊亂細(xì)胞死亡細(xì)胞增殖減少基因表達(dá)

2、異?；蚪M不穩(wěn)定DNA損傷的后果信號(hào)傳導(dǎo)異常長(zhǎng)期效應(yīng)老化腫瘤疾病DNA 修復(fù) 所以在進(jìn)化過程中生物細(xì)胞所獲得的修復(fù)DNA損傷的能力就顯得十分重要，也是生物能保持遺傳穩(wěn)定性之奧秘所在。 在細(xì)胞中能進(jìn)行修復(fù)的生物大分子也就只有DNA，反映了DNA對(duì)生命的重要性。 另一方面，在生物進(jìn)化中突變又是與遺傳相對(duì)立統(tǒng)一而普遍存在的現(xiàn)象，DNA分子的變化并不是全部都能被修復(fù)成原樣的，正因?yàn)槿绱松锊艜?huì)有變異、有進(jìn)化。 所以在進(jìn)化過程中生物細(xì)胞所獲得的修復(fù)D5.1 DNA損傷及其修復(fù) DNA與其他生物大分子一樣會(huì)遇到各種因素造成的損傷。DNA損傷如果不修復(fù)，不僅會(huì)影響到DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄，還可能導(dǎo)致細(xì)胞的癌變或

3、早衰甚至死亡。 為避免DNA損傷的不良后果，細(xì)胞往往會(huì)盡量修復(fù)DNA損傷，而不是簡(jiǎn)單地將其水解，因?yàn)橐粋€(gè)細(xì)胞內(nèi)的同一種DNA分子不像蛋白質(zhì)和RNA那樣有多個(gè)拷貝，如果將其水解，細(xì)胞也就失去了存在的基礎(chǔ)；此外，DNA的互補(bǔ)雙螺旋結(jié)構(gòu)使受損傷的DNA分子很容易修復(fù)。5.1 DNA損傷及其修復(fù)5.1.1 導(dǎo)致DNA損傷的因素及損傷類型 導(dǎo)致DNA損傷的因素包括細(xì)胞內(nèi)的和環(huán)境中的因素。 細(xì)胞內(nèi)的因素： DNA結(jié)構(gòu)本身的不穩(wěn)定； DNA復(fù)制過程中自然發(fā)生的錯(cuò)誤，主要是堿基錯(cuò)配； 細(xì)胞內(nèi)活性氧(ROS)帶來的破壞作用。 環(huán)境因素： 化學(xué)因素化學(xué)誘變劑； 物理因素紫外輻射、離子輻射。 DNA損傷可分為堿基損

4、傷和DNA鏈的損傷。5.1.1 導(dǎo)致DNA損傷的因素及損傷類型圖5-1 DNA分子上可能遭遇到的各種損傷圖5-1 DNA分子上可能遭遇到的各種損傷堿基損傷有5個(gè)亞類堿基丟失 由水分子進(jìn)攻DNA分子上連接堿基和核糖間的糖苷鍵引起，以脫嘌呤最為普遍。黃曲霉毒素B1能加劇此反應(yīng)，導(dǎo)致癌癥。(2) 堿基轉(zhuǎn)換 含有氨基的堿基自發(fā)地或在某些化學(xué)試劑的作用下發(fā)生了脫氨基反應(yīng)。(3) 堿基修飾 某些試劑直接作用堿基，如烷基化試劑修飾鳥嘌呤產(chǎn)生6-烷基鳥嘌呤，活性氧ROS修飾鳥嘌呤和胸腺嘧啶分別產(chǎn)生8-氧鳥嘌呤和胸腺嘧啶乙二醇。堿基損傷有5個(gè)亞類圖5-2 活性氧造成的堿基損傷 圖5-2 活性氧造成的堿基損傷 (

5、4) 堿基交聯(lián) 紫外線照射可導(dǎo)致DNA鏈上相鄰的嘧啶堿基，主要是T之間形成環(huán)丁烷嘧啶二聚體或6-4光產(chǎn)物。(4) 堿基交聯(lián)(5) 堿基錯(cuò)配 引起錯(cuò)配的原因有DNA復(fù)制過程中4種脫氧核苷三磷酸濃度的失調(diào)、堿基的互變異構(gòu)或堿基之間的差別不足以讓聚合酶正確區(qū)分。盡管聚合酶可糾正大部分錯(cuò)配的堿基，但仍有“漏網(wǎng)之魚”。 (5) 堿基錯(cuò)配DNA鏈的損傷又分為3個(gè)亞類：(1) 鏈的斷裂 單鏈斷裂和雙鏈斷裂，由離子輻射(X射線、 射線)和某些化學(xué)試劑的作用，如博來霉素。鏈斷裂是極嚴(yán)重的損傷，當(dāng)DNA出現(xiàn)太多的裂口(特別是雙鏈裂口)時(shí)，往往難以修復(fù)，導(dǎo)致細(xì)胞死亡。癌癥放療的原理就在于此。(2) DNA鏈的交聯(lián)

6、一些雙功能試劑導(dǎo)致DNA發(fā)生鏈間交聯(lián)，如順鉑和絲裂霉素。(3) DNA與蛋白質(zhì)之間的交聯(lián) 紫外線可誘導(dǎo)DNA與結(jié)合在其上的蛋白質(zhì)之間形成共價(jià)交聯(lián)。 DNA鏈的損傷又分為3個(gè)亞類：圖5-4 離子輻射引起的DNA鏈斷裂 圖5-4 離子輻射引起的DNA鏈斷裂 5.1.2 DNA的修復(fù)機(jī)制 盡管DNA損傷的形式很多，但細(xì)胞內(nèi)存在十分完善的修復(fù)系統(tǒng)?；旧厦恳环N損傷在細(xì)胞內(nèi)都有相應(yīng)的修復(fù)系統(tǒng)(有時(shí)不止一種)。 細(xì)胞內(nèi)的絕大多數(shù)修復(fù)系統(tǒng)將損傷的核苷酸與周圍的正常核苷酸一起切除，以另一條互補(bǔ)鏈上正常的核苷酸序列為模板，重新合成核苷酸，取代原來異常的核苷酸。5.1.2 DNA的修復(fù)機(jī)制5.1.2.1 直接修復(fù)

7、 也稱損傷逆轉(zhuǎn)，不切除受損傷的堿基，而是直接將其逆轉(zhuǎn)為正常的堿基。5.1.2.1.1 嘧啶二聚體的直接修復(fù) 嘧啶二聚體是一種極常見的損傷，導(dǎo)致DNA雙螺旋發(fā)生扭曲，影響到DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄。既可被直接修復(fù)，也可被切除修復(fù)。 參與直接修復(fù)的是DNA光復(fù)活酶(photoreactivating enzyme)或光裂解酶(photolyase)。5.1.2.1 直接修復(fù)在可見光的存在下，DNA光解酶(photolyase，光復(fù)活酶)可將 環(huán)丁烷二聚體再分解為單體。 這些酶含有可吸收藍(lán)光并將能量轉(zhuǎn)移到待切環(huán)丁烷環(huán)中的輔基 。E. coli 的光解酶含有2個(gè)色素分子，N5，N10-次甲基四氫葉酸和還原性的

8、黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD)。 光復(fù)活對(duì)嘧啶二聚體是專一性的。是損傷被“直接修復(fù)”的一種例子，是無差錯(cuò)的。在可見光的存在下，DNA光解酶(photolyase，光復(fù)活 光復(fù)活是針對(duì)紫外線引起DNA損傷而形成的胸腺嘧啶二聚體，在損傷部位進(jìn)行修復(fù)的修復(fù)途徑。光復(fù)活作用在可見光的活化下，由光復(fù)活酶(PR酶, 又稱光解酶)，催化胸腺嘧啶二聚體分解成為單體。 PR酶先與DNA鏈上的胸腺嘧啶二聚體結(jié)合成復(fù)合物；復(fù)合物以某種方式吸收可見光，并利用光能切斷二聚體之間的兩個(gè)C-C鍵，使胸腺嘧啶二聚體變?yōu)閮蓚€(gè)單體，恢復(fù)正常，而后PR酶就從DNA上解離下來。 光復(fù)活是針對(duì)紫外線引起DNA損傷而形成的胸腺圖5-5 嘧

9、啶二聚體的直接修復(fù)圖5-5 嘧啶二聚體的直接修復(fù)5.1.2.1.2 烷基化堿基的直接修復(fù) 烷基轉(zhuǎn)移酶參與烷基化堿基的修復(fù)。 大腸桿菌中，6-甲基鳥嘌呤甲基轉(zhuǎn)移酶(Ada酶)直接修復(fù)6-甲基鳥嘌呤、4-烷基胸腺嘧啶和甲基化的磷酸二酯鍵。Ada酶以活性中心的1個(gè)Cys殘基作為甲基受體，一旦得到甲基就失活，因此是一種自殺酶。 MGMT-II是另一種烷基轉(zhuǎn)移酶。5.1.2.1.3 DNA鏈斷裂的直接修復(fù) 這種修復(fù)由DNA連接酶催化，但裂口必須正好是DNA連接酶的底物，即相鄰的5-P和3-OH。5.1.2.1.2 烷基化堿基的直接修復(fù)烷基轉(zhuǎn)移酶無差錯(cuò)直接修復(fù)損傷：烷化劑使鳥嘌呤或 O6位甲基化，改變它的

10、配對(duì)性質(zhì)。修復(fù)：烷基轉(zhuǎn)移酶特異性地轉(zhuǎn)移O6 甲基鳥嘌呤或 O6 乙基鳥嘌呤上的甲基或乙基基團(tuán)到酶分子的半胱氨酸上，從而修復(fù)DNA損傷。烷基轉(zhuǎn)移酶無差錯(cuò)直接修復(fù)損傷：烷化劑使鳥嘌呤或 O6位甲基化圖5-6 烷基化堿基的直接修復(fù) 圖5-6 烷基化堿基的直接修復(fù) 5.1.2.2 切除修復(fù) 先切除受損的堿基或核苷酸，重新合成正常的核苷酸，再經(jīng)連接酶重新連接，前后經(jīng)歷識(shí)別、切除、重新合成和重新連接四步。 由于這些酶的作用不需可見光激活，也叫暗修復(fù)。切除修復(fù)不僅能消除由紫外線引起的損傷，也能消除由電離輻射和化學(xué)誘變劑引起的其他損傷。切除修復(fù)一般發(fā)生在下一輪DNA復(fù)制之前，又稱復(fù)制前修復(fù)。 切除修復(fù)分為堿基

11、切除修復(fù)(BER)和核苷酸切除修復(fù)(NER)。BER直接識(shí)別具體的受損堿基，識(shí)別的標(biāo)記是受損堿基的化學(xué)變化，而NER識(shí)別損傷對(duì)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)造成的扭曲。BER中還有一類專門修復(fù)DNA復(fù)制中產(chǎn)生錯(cuò)配堿基對(duì)的機(jī)制，稱為錯(cuò)配修復(fù)(MMR)。5.1.2.2 切除修復(fù)切除修復(fù)屬于Error-free repair無差錯(cuò)修復(fù)Base excision repair (BER，堿基切除修復(fù)) Uracil-DNA N glycosylase system(糖苷酶系統(tǒng)) Nucleotide Excision Repair (NER，核苷酸切除修復(fù)) E. coli UvrABC endonuclease

12、系統(tǒng) 切除修復(fù)是修復(fù)DNA損傷最為普遍的方式。對(duì)多種DNA損傷包括堿基脫落形成的無堿基位點(diǎn)、嘧啶二聚體、堿基烷基化、單鏈斷裂等都能起修復(fù)作用。 這種修復(fù)方式普遍存在于各種生物細(xì)胞中，也是人體細(xì)胞主要的DNA修復(fù)機(jī)制。 修復(fù)過程需要多種酶的一系列作用。切除修復(fù)屬于Error-free repair無差錯(cuò)修復(fù)DNA的損傷和切除修復(fù)堿基丟失堿基缺陷或錯(cuò)配結(jié)構(gòu)缺陷切開核酸內(nèi)切酶核酸外切酶切除DNA聚合酶DNA連接酶AP核酸內(nèi)切酶核酸外切酶切開修復(fù)連接糖苷酶切除DNA的損傷和切除修復(fù)堿基丟失堿基缺陷或錯(cuò)配結(jié)構(gòu)缺陷切開核酸圖5-8 尿嘧啶的切除修復(fù) 5.1.2.2.1 BER DNA糖苷酶切除受損的堿基，

13、產(chǎn)生無嘌呤或無嘧啶位點(diǎn)(AP site)。AP內(nèi)切酶在此AP site上游切開DNA鏈，隨后在DNA聚合酶催化下，切口的3-OH端進(jìn)行DNA的修復(fù)合成，模板是另一條鏈上的無損傷的互補(bǔ)序列。圖5-8 尿嘧啶的切除修復(fù) 5.1.2.2.1 BER圖5-10 真核細(xì)胞的堿基切除修復(fù) 圖5-10 真核細(xì)胞的堿基切除修復(fù) 5.1.2.2.2 NER NER主要用來修復(fù)導(dǎo)致DNA結(jié)構(gòu)發(fā)生扭曲并影響到DNA復(fù)制的損傷，如可造成DNA發(fā)生大約30度彎曲的嘧啶二聚體，此外，大約20%由ROS造成的堿基氧化性損傷也由它修復(fù)。 NER識(shí)別損傷并不針對(duì)損傷本身，而是針對(duì)損傷對(duì)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)造成的扭曲，故許多不同的損

14、傷能被相同的機(jī)制和幾乎同一套修復(fù)蛋白修復(fù)。5.1.2.2.2 NER28 DNA聚合酶DNA連接酶DNA解旋酶human excinucleaseE.coli excinucleaseDNA損傷Nucleotide excision repair人類核酸切除酶28 DNA聚合酶DNA連接酶DNA解旋酶human exc探測(cè)損傷。由特殊的蛋白質(zhì)完成并由此引發(fā)一系列的蛋白質(zhì)與受損DNA的有序結(jié)合。 切開損傷鏈。特殊的內(nèi)切酶在損傷部位的兩側(cè)DNA鏈，損傷以寡聚核苷酸的形式被切除。去除損傷。2個(gè)切口之間的帶有損傷的DNA片段被去除。填補(bǔ)缺口。由DNA聚合酶完成。縫合切口。由DNA連接酶完成。探測(cè)損傷。

15、由特殊的蛋白質(zhì)完成并由此引發(fā)一系列的蛋白質(zhì)與受損 核苷酸切除修復(fù)(NER)主要用來修復(fù)導(dǎo)致DNA結(jié)構(gòu)發(fā)生扭曲并影響到DNA復(fù)制的損傷。 NER可分為全局性基因組NER(GGR)和轉(zhuǎn)錄偶聯(lián)性NER(TCR)。 GGR負(fù)責(zé)修復(fù)整個(gè)基因組的損傷，速度慢，效率低；TCR專門修復(fù)那些正在轉(zhuǎn)錄的基因在模板鏈上的損傷，速度快，效率高。 核苷酸切除修復(fù)(NER)主要用來修圖5-12 E. coli核苷酸切除修復(fù)的詳細(xì)過程 UvrA:損傷識(shí)別，充當(dāng)分子接頭UvrB: 損傷識(shí)別，具有ATP酶和核酸內(nèi)切酶活性UvrC: 具有內(nèi)切核酸酶活性UvrD: II型解鏈酶DNA聚合酶I/II：填補(bǔ)空缺DNA連接酶：縫合切口圖

16、5-12 E. coli核苷酸切除修復(fù)的詳細(xì)過程 Uv圖5-14 哺乳動(dòng)物細(xì)胞的GGR和TCR 圖5-14 哺乳動(dòng)物細(xì)胞的GGR和TCR MMR(mismatch repair) 錯(cuò)配修復(fù)是在含有錯(cuò)配堿基的DNA分子中，使正常核苷酸序列恢復(fù)的修復(fù)方式；主要用來糾正DNA雙螺旋上錯(cuò)配的堿基對(duì)，還能修復(fù)一些因復(fù)制打滑而產(chǎn)生的小于4nt的核苷酸插入或缺失。 現(xiàn)已在大腸桿菌、酵母和哺乳動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)了這一系統(tǒng)。 MMR的過程需要區(qū)分母鏈和子鏈，做到只切除子鏈上錯(cuò)誤的核苷酸，而不會(huì)切除母鏈上本來就正常的核苷酸。修復(fù)的過程是：識(shí)別出正確的鏈，切除掉不正確的部分，然后通過DNA聚合酶III和DNA連接酶的作用，

17、合成正確配對(duì)的雙鏈DNA。 MMR(mismatch repair) 修復(fù)時(shí)首先要區(qū)別模板鏈和新合成的DNA鏈，這是通過堿基的甲基化來實(shí)現(xiàn)的。半甲基化DNA成為識(shí)別模板鏈和新合成鏈的基礎(chǔ)。 錯(cuò)配修復(fù)發(fā)生在GATC的鄰近處，故這種修復(fù)也稱為甲基指導(dǎo)的錯(cuò)配修復(fù)。 錯(cuò)配修復(fù)是一個(gè)低效率、高耗能的過程。所有錯(cuò)配都可由這一系統(tǒng)修復(fù)，但其中以GT錯(cuò)配修復(fù)更為有效，CC錯(cuò)配的修復(fù)為弱。 修復(fù)時(shí)首先要區(qū)別模板鏈和新合成的DNA35 如何識(shí)別新鏈和舊鏈？Methyl group Not methylated yet Parent New G T GATC CTAG Hemi-methylation 35 如何識(shí)

18、別新鏈和舊鏈？Methyl group Not 圖5-15 E. coli錯(cuò)配修復(fù)的詳細(xì)過程MutS: 識(shí)別錯(cuò)配堿基，具有弱ATP酶活性MutL: 調(diào)節(jié)MutS和MutH之間的相互作用，與UvrD作用MutH: 結(jié)合半甲基化的GATC位點(diǎn)，序列和甲基化特異性內(nèi)切酶，剪切非甲基化GATC的5-端UvrD: 解鏈酶，催化被切開的含有錯(cuò)配堿基的子鏈與母鏈的分離圖5-15 E. coli錯(cuò)配修復(fù)的詳細(xì)過程MutS: 識(shí)5.1.2.3 DSBR(Double-stranded break repair) DNA斷裂特別是雙鏈斷裂是一種極嚴(yán)重的損傷。這種損傷難以徹底修復(fù)，因?yàn)殡p鏈斷裂修復(fù)難以找到互補(bǔ)鏈來提

19、供修復(fù)斷裂的遺傳信息。 細(xì)胞主要用兩種機(jī)制來修復(fù)DNA雙鏈斷裂：第一種是同源重組，通過同源重組從同源染色體那里獲得合適的修復(fù)斷裂的信息，精確度較高；第二種稱為非同源末端連接(NHEJ)，在無序列同源的情況下，讓斷裂的末端重新連接起來，精確性低，是人類修復(fù)雙鏈斷裂的主要方式。5.1.2.3 DSBR(Double-stranded圖5-16 哺乳動(dòng)物細(xì)胞DNA雙鏈斷裂的非同源末端連接圖5-16 哺乳動(dòng)物細(xì)胞DNA雙鏈斷裂的非同源末端連接5.1.2.4 損傷跨越 當(dāng)損傷無法修復(fù)(如復(fù)制叉已經(jīng)解開了母鏈，致使切除修復(fù)系統(tǒng)無法利用互補(bǔ)鏈作為修復(fù)合成的模板)，或者修復(fù)系統(tǒng)還沒有機(jī)會(huì)去修復(fù)，細(xì)胞利用兩套相

20、對(duì)獨(dú)立的損傷跨越修復(fù)系統(tǒng)重組跨越、跨越合成，先不管損傷，設(shè)法完成復(fù)制。 5.1.2.4 損傷跨越5.1.2.4.1 重組跨越 重組跨越又稱為重組修復(fù)，利用同源重組的方法將DNA模板進(jìn)行交換以克服損傷對(duì)復(fù)制的障礙，而隨后的復(fù)制仍然使用細(xì)胞內(nèi)高保真的聚合酶。是一種無錯(cuò)修復(fù)，因?yàn)橹覍?shí)性未受到影響。 以大腸桿菌為例，一旦復(fù)制叉到達(dá)損傷位點(diǎn)，DNA聚合酶III即停止移動(dòng)，隨后與模板鏈解離，在損傷點(diǎn)下游約1kb的地方重啟DNA復(fù)制，在子鏈上留下一段空缺。 在RecA蛋白的催化下，原DNA的一條母鏈(與新合成的子鏈序列一致)的同源片段被重組到子代DNA上，填補(bǔ)子鏈的空缺，但在母鏈上產(chǎn)生新的空缺。5.1.2.

21、4.1 重組跨越圖5-17 E. coli的重組跨越 圖5-17 E. coli的重組跨越 受損傷的DNA鏈復(fù)制時(shí)，產(chǎn)生的子代DNA在損傷的對(duì)應(yīng)部位出現(xiàn)缺口。 完整的另一條母鏈DNA與有缺口的子鏈DNA進(jìn)行重組交換，將母鏈DNA上相應(yīng)的片段填補(bǔ)子鏈缺口處，而母鏈DNA出現(xiàn)缺口。 以另一條子鏈DNA為模板，經(jīng)DNA聚合酶催化合成一新DNA片段填補(bǔ)母鏈DNA的缺口，最后由DNA連接酶連接，完成修補(bǔ)。 受損傷的DNA鏈復(fù)制時(shí)，產(chǎn)生的子代DNA在損 重組修復(fù)在DNA損傷未被切除或修復(fù)的情況下使細(xì)胞恢復(fù)DNA復(fù)制，等到復(fù)制完成后再通過其他機(jī)理修復(fù)殘留的損傷，這種修復(fù)方式稱為復(fù)制后修復(fù)。 重組修復(fù)不能完全

22、去除損傷，損傷的DNA段落仍然保留在親代DNA鏈上，只是重組修復(fù)后合成的DNA分子是不帶有損傷的，但經(jīng)多次復(fù)制后，損傷就被“稀釋”了，在子代細(xì)胞中只有一個(gè)細(xì)胞是帶有損傷DNA的。 重組修復(fù)在DNA損傷未被切除或修復(fù)的情 重組修復(fù)與切除修復(fù)的最大區(qū)別在于前者不須立即從親代的DNA分子中去除受損傷的部分,卻能保證DNA復(fù)制繼續(xù)進(jìn)行。原母鏈中遺留的損傷部分,可以在下一個(gè)細(xì)胞周期中再以切除修復(fù)方式去完成修復(fù)。 重組修復(fù)與切除修復(fù)的最大區(qū)別在于前者不5.1.2.4.2 跨越合成 跨越合成又稱為跨損傷合成TLS，由特殊的DNA聚合酶取代停留在損傷位點(diǎn)上的催化復(fù)制的DNA聚合酶，在子鏈上(模板鏈上損傷堿基的

23、對(duì)面)隨機(jī)插入核苷酸(正確或錯(cuò)誤的)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)損傷位點(diǎn)無錯(cuò)或易錯(cuò)的修復(fù)。5.1.2.4.2 跨越合成(1) 大腸桿菌的跨越合成 大腸桿菌的TLS是其SOS反應(yīng)的一部分，屬于一種可誘導(dǎo)的過程。SOS反應(yīng)指細(xì)胞在受到潛在致死性壓力后，做出的有利于細(xì)胞生存、但以突變?yōu)榇鷥r(jià)的代謝預(yù)警反應(yīng)，包括易錯(cuò)的TLS、細(xì)胞絲狀化(細(xì)胞伸長(zhǎng)，但不分裂)和切除修復(fù)系統(tǒng)的激活，其中涉及到近20個(gè)sos基因的表達(dá)，整個(gè)反應(yīng)受到阻遏蛋白LexA和激活蛋白R(shí)ecA的調(diào)節(jié)。 “SOS”是國(guó)際上通用的緊急呼救信號(hào)。 SOS系統(tǒng)只在細(xì)胞受到嚴(yán)重?fù)p傷或復(fù)制系統(tǒng)受到抑制時(shí)才出現(xiàn)，代價(jià)是保真度降低 “好死不如賴活著”。(1) 大腸桿菌的

24、跨越合成 大腸桿菌在正常的生長(zhǎng)條件下，LexA蛋白與20個(gè)sos基因的上游的一段被稱為SOS盒子的操縱基因結(jié)合，阻止這些基因的表達(dá)；當(dāng)細(xì)胞面臨致死性壓力，其DNA遭遇到嚴(yán)重?fù)p傷而出現(xiàn)單鏈缺口的情況下，RecA蛋白被單鏈DNA激活后作用于LexA蛋白，使LexA蛋白發(fā)生自我切割，失去與sos基因的操縱基因結(jié)合的活性，解除其對(duì)sos基因表達(dá)的抑制。 大腸桿菌在正常的生長(zhǎng)條件下，LexA蛋 SOS 修復(fù)無模板指導(dǎo)的DNA復(fù)制 大劑量的紫外線照射，大量的二聚體產(chǎn)生 SOS系統(tǒng)誘導(dǎo)，錯(cuò)誤潛伏的復(fù)制超越二聚體而進(jìn)行錯(cuò)誤堿基 SOS 修復(fù)無模板指導(dǎo)的DNA復(fù)制 大劑量的紫外線照射RecA-P; 三種功能a、

25、 DNA 重組活性b、 與S.S. DNA結(jié)合活性c、 少數(shù)蛋白的proteinase活性當(dāng)DNA正常復(fù)制時(shí)(無復(fù)制受阻，無DNA損傷， 無TT dimer) RecA-p不表現(xiàn)proteinase活性SOS修復(fù)酶只有在細(xì)胞受到損傷時(shí)才存在(正常細(xì)胞中不存在)機(jī)制a、SOS系統(tǒng)以某種方式對(duì)pol進(jìn)行修飾(改變校對(duì)亞基功能) b、由pol負(fù)責(zé)超越創(chuàng)傷復(fù)制結(jié)果大量的沒有被錯(cuò)配修復(fù)系統(tǒng)和切除修復(fù)系統(tǒng)糾正的錯(cuò)誤堿基導(dǎo)致突變錯(cuò)誤傾向性存活下來總比死亡好RecA-P; 三種功能a、 DNA 重組活性b、 與S當(dāng)DNA復(fù)制度過難關(guān)后SOS repair 是一種錯(cuò)誤傾向性極強(qiáng)的修復(fù)機(jī)制是進(jìn)化中形成的“ 竭盡全

26、力，治病救人” 的措施(正常狀態(tài)下，SOS是關(guān)閉的)RecA-p很快消失LexA gene onSOS off當(dāng)DNA復(fù)制度過難關(guān)后SOS repair 是一種錯(cuò)誤傾向性 SOS修復(fù)是一種旁路系統(tǒng)，它允許新生的DNA鏈越過胸腺嘧啶二聚體而生長(zhǎng)，其代價(jià)是保真度的極大降低，這是一種易錯(cuò)修復(fù)系統(tǒng)。 SOS修復(fù)是SOS反應(yīng)的一種功能。 SOS反應(yīng)是DNA受到損傷或脫氧核糖核酸的復(fù)制受阻時(shí)的一種誘導(dǎo)反應(yīng)。 SOS反應(yīng)機(jī)制：在潛在的致死壓力下，細(xì)胞的新陳代謝系統(tǒng)幫助細(xì)胞存活。 SOS修復(fù)是一種旁路系統(tǒng)，它允許新生的SOS反應(yīng)的機(jī)制未誘導(dǎo)的細(xì)胞靶基因lexA基因被LexA 蛋白質(zhì)部分阻遏recA基因被Lex

27、A 蛋白質(zhì)部分阻遏（40個(gè)不同的位點(diǎn)被阻遏）LexA(阻遏物) RecA(輔蛋白酶)靶基因表達(dá)lexA靶基因表達(dá) 但產(chǎn)物被分解recA大量表達(dá)RecA促使分解LexA誘導(dǎo)的細(xì)胞單鏈DNAATPSOS反應(yīng)的機(jī)制未誘導(dǎo)的細(xì)胞靶基因lexA基因被LexAre圖5-18 E. coli的SOS反應(yīng) 圖5-18 E. coli的SOS反應(yīng) 圖5-19 E. coli DNA損傷的跨越合成 圖5-19 E. coli DNA損傷的跨越合成 圖5-20 DNA polV參與的跨損傷合成的詳細(xì)步驟 圖5-20 DNA polV參與的跨損傷合成的詳細(xì)步驟 圖5-21 酵母細(xì)胞DNA的兩種跨損傷合成機(jī)制 真核生物

28、TLS的方式有兩種：一種無錯(cuò)，另一種易錯(cuò)。細(xì)胞選擇哪一種方式，取決于損傷的類型以及細(xì)胞內(nèi)各種參與TLS的聚合酶之間的相對(duì)活性。圖5-21 酵母細(xì)胞DNA的兩種跨損傷合成機(jī)制 5.1.2.5 DNA修復(fù)缺陷與癌癥的關(guān)系 DNA修復(fù)系統(tǒng)在維持DNA的完整性和穩(wěn)定性上具有非常重要的作用，當(dāng)復(fù)制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，機(jī)體會(huì)產(chǎn)生各種遺傳性疾病或癌癥。 人類遺傳性疾病已發(fā)現(xiàn)4000多種，其中不少與DNA修復(fù)缺陷有關(guān)，這些DNA修復(fù)缺陷的細(xì)胞表現(xiàn)出對(duì)輻射和致癌劑的敏感性增加。 例: 紫外線所致的基因突變， 290-320nm 由于修復(fù)系統(tǒng)的缺陷或偶發(fā)的錯(cuò)誤修復(fù)，會(huì)導(dǎo)致某些基因突變，使得角質(zhì)形成細(xì)胞的細(xì)胞周期的調(diào)控出

29、現(xiàn)異常，進(jìn)一步發(fā)生克隆性增生和永生化生長(zhǎng)而導(dǎo)致皮膚癌的發(fā)生。5.1.2.5 DNA修復(fù)缺陷與癌癥的關(guān)系管理基因( caretaker genes) : 執(zhí)行DNA的損傷修復(fù)，維持基因組的完整性。如著色性干皮病的修復(fù)基因XPAXPF?？撮T基因( gatekeeper genes) : 控制細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)，調(diào)控細(xì)胞的增殖、分化和凋亡。如p53、patched基因和ras等。皮膚癌的發(fā)生與看門基因突變關(guān)系密切。管理基因( caretaker genes) : 執(zhí)行DNA著色性干皮病xerodermapigmentosis著色性干皮病xerodermapigmentosis 著色性干皮病(XP)是一種常

30、染色體隱性遺傳病?；颊咂つw對(duì)日光過度敏感，暴露部位的皮膚易發(fā)生色素沉著、萎縮、角化過度和癌變等。其病因是患者DNA切除修復(fù)酶系統(tǒng)的功能缺陷或降低。 XP患者缺乏對(duì)包括由紫外線引起的大塊DNA損傷的核苷酸切除功能，至少有7種不同基因的缺陷可導(dǎo)致XP。 50以上的XP患者與De Sacchione綜合癥相關(guān)，此綜合癥包括：性發(fā)育不良，生長(zhǎng)遲緩，伴智力障礙的神經(jīng)異常，小頭和感覺神經(jīng)性耳聾，神經(jīng)異常與尸體解剖中發(fā)現(xiàn)的中樞和外周神經(jīng)系統(tǒng)過早神經(jīng)原死亡有關(guān)。 著色性干皮病(XP)是一種常染色體隱性遺傳病。 主要特征是皮膚光敏和早發(fā)性肉瘤，初期表現(xiàn)為皮膚病癥狀，如光敏、雀斑、角化、毛細(xì)血管擴(kuò)張、皮膚癌(黑素

31、瘤、鱗狀基底細(xì)胞瘤)。神經(jīng)系統(tǒng)癥狀包括精神發(fā)育遲滯、癡呆、周圍神經(jīng)病、共濟(jì)失調(diào)、舞蹈手足動(dòng)癥、癲癇發(fā)作、痙攣性四肢癱、耳聾、頭及身材矮小和性腺發(fā)育不足等。皮膚損傷于嬰兒期出現(xiàn)，神經(jīng)系統(tǒng)癥狀在30歲以前逐步發(fā)展，患者在1120歲時(shí)可因轉(zhuǎn)移性腫瘤而死亡。病檢可見大腦、小腦、腦干神經(jīng)元變性缺失。病檢基因 XP分7個(gè)互補(bǔ)組(A-G)，6個(gè)已被克隆，即XPA、ERCC-3、XPC、ERCC-2、ERCC-4、ERCC-5。 主要特征是皮膚光敏和早發(fā)性肉瘤，初期表p53 當(dāng)UVB損傷DNA造成p53突變后，突變型p53因失去了對(duì)細(xì)胞周期的正常調(diào)控，使得損傷的DNA繼續(xù)復(fù)制，從而提高了染色體畸變的偶發(fā)率和遺

32、傳的不穩(wěn)定性，角質(zhì)形成細(xì)胞極易發(fā)生克隆增生和惡性轉(zhuǎn)化。p535.2 DNA的突變 當(dāng)DNA遭到損傷后，如果修復(fù)系統(tǒng)在下一次復(fù)制前未能將其修復(fù)，這些損傷將傳給子代。發(fā)生在DNA分子上可遺傳的永久性結(jié)構(gòu)變化通稱為突變(mutation)。發(fā)生突變的基因、基因組、細(xì)胞或個(gè)體稱為突變體(mutant)。 對(duì)于多細(xì)胞動(dòng)物來說，只有影響到生殖細(xì)胞的突變才具有進(jìn)化層次上的意義。對(duì)細(xì)菌、原生動(dòng)物、植物和真菌而言，發(fā)生在體細(xì)胞的突變一樣可以傳給后代。5.2 DNA的突變 正常人約有1014個(gè)細(xì)胞，在人的整個(gè)一生中約進(jìn)行1016次細(xì)胞分裂，人體的自發(fā)突變頻率約為1.410-10，實(shí)際上加上輻射和自然界普遍存在的致

33、突變劑的影響，突變頻率要遠(yuǎn)高于這個(gè)數(shù)值。如果單個(gè)突變可以致癌，僅據(jù)自發(fā)突變率計(jì)算，人一生中大約有28細(xì)胞將癌變，那么癌癥將是日常事件。 正常人約有1014個(gè)細(xì)胞，在人的整個(gè)一5.2.1 突變的類型與后果 DNA突變可分為點(diǎn)突變(point mutation)和移碼突變(frameshift mutation)。 突變并不總是導(dǎo)致表現(xiàn)型的變化，因?yàn)橐恍┩蛔兾稽c(diǎn)沒有影響到基因的功能或表達(dá)，或者高一級(jí)的基因組功能(如DNA復(fù)制)。這樣的突變從進(jìn)化的角度看屬于中性的(neutral)，因?yàn)樗]有影響到個(gè)體的生存和適應(yīng)能力。5.2.1 突變的類型與后果5.2.1.1 點(diǎn)突變 點(diǎn)突變也稱為簡(jiǎn)單突變或單一

34、位點(diǎn)突變，最主要的形式為堿基對(duì)置換，包括轉(zhuǎn)換(transitions)和顛換(transversions)兩種形式。 轉(zhuǎn)換指一種嘧啶變成另一種嘧啶，或一種嘌呤變成另一種嘌呤，顛換指嘧啶和嘌呤之間的互變。5.2.1.1 點(diǎn)突變 如果點(diǎn)突變發(fā)生在基因組的垃圾DNA上，就可能不產(chǎn)生任何后果，因?yàn)槠渖系膲A基序列缺乏編碼和調(diào)節(jié)基因表達(dá)的功能； 如果發(fā)生在一個(gè)基因的啟動(dòng)子或其他調(diào)節(jié)基因表達(dá)的區(qū)域，則可能會(huì)影響到基因表達(dá)的效率； 如果發(fā)生在一個(gè)基因的內(nèi)部，則突變后果取決于該突變基因是RNA基因還是蛋白質(zhì)基因，如果是蛋白質(zhì)基因，又取決于是編碼區(qū)還是非編碼區(qū)。 如果點(diǎn)突變發(fā)生在基因組的垃圾DNA上，圖5-22

35、堿基突變的幾種方式 圖5-22 堿基突變的幾種方式 (1) 同義突變或沉默突變 突變的密碼子所編碼的氨基酸并沒改變，這種突變稱同義突變。DNA損傷修復(fù)變課件(2)、錯(cuò)義突變 基因編碼序列中堿基的置換發(fā)生在密碼子的第1或第2位堿基，導(dǎo)致密碼子改變，并編碼另一種氨基酸，這種突變稱錯(cuò)義突變。 如果錯(cuò)誤的氨基酸與原來的氨基酸屬于同種性質(zhì)，則稱為中性突變。 如果突變的后果只在某種條件下顯現(xiàn)，則將此類突變體稱為條件突變體。(2)、錯(cuò)義突變(3)、無義突變： 指基因編碼序列中堿基置換使氨基酸密碼子轉(zhuǎn)變?yōu)榻K止密碼子的突變稱為無義突變。 TAG琥珀型突變 TAA赫石型突變 TGA乳白型突變(3)、無義突變： 如

36、果終止密碼子突變成編碼氨基酸的密碼子，則會(huì)使突變的mRNA在翻譯時(shí)發(fā)生通讀，使肽鏈加長(zhǎng)，因此稱為加長(zhǎng)突變(elongation mutations)或通讀突變(read-through mutations)。 如TAG突變成CAG，原來應(yīng)該翻譯終止的地方卻變成了Gln。加長(zhǎng)突變可能會(huì)改變多肽的性質(zhì)，如影響其穩(wěn)定性。但多肽鏈一般不會(huì)加得很長(zhǎng)，因?yàn)橥ǔＴ谠瓉淼慕K止密碼子下游還存在其他天然的終止密碼子。 如果終止密碼子突變成編碼氨基酸的密碼子5.2.1.2 移碼突變 移碼突變或移框突變，指在一個(gè)蛋白質(zhì)基因的編碼區(qū)發(fā)生的一個(gè)或多個(gè)核苷酸(非3的整數(shù)倍)的缺失或插入。翻譯的閱讀框改變，致使插入點(diǎn)或缺失點(diǎn)

37、下游的氨基酸序列發(fā)生根本性的變化，但也可能會(huì)提前引入終止密碼子而使多肽鏈被截短。突變位置離起始密碼子越近，功能喪失的可能性就越大。5.2.1.2 移碼突變圖5-23 移碼突變 圖5-23 移碼突變 5.2.1.3 隱性突變和顯性突變 如果一條染色體中的DNA發(fā)生突變，表型不發(fā)生改變，只有在兩條染色體的DNA均發(fā)生突變時(shí)才會(huì)出現(xiàn)表型的變化，這樣的突變就是隱性突變。 如果一條染色體的DNA突變即可導(dǎo)致表型改變，這樣的突變就是顯性突變。5.2.1.3 隱性突變和顯性突變圖5-24 隱性突變和顯性突變 圖5-24 隱性突變和顯性突變 5.2.2 突變的原因 幾乎任何導(dǎo)致DNA損傷的因素都可能成為DNA

38、突變的誘因，前提是它們?cè)斐傻膿p傷在DNA復(fù)制前還沒有被體內(nèi)的修復(fù)系統(tǒng)修復(fù)。因此，導(dǎo)致DNA損傷的因素都可同樣導(dǎo)致DNA突變。 由內(nèi)部因素引起的突變稱為自發(fā)突變，由外部因素引起的突變稱為誘發(fā)突變。 導(dǎo)致DNA突變的因素稱為突變?cè)?.2.2 突變的原因5.2.2.1 自發(fā)突變5.2.2.1.1 自發(fā)點(diǎn)突變 導(dǎo)致自發(fā)點(diǎn)突變的原因有 (1) DNA復(fù)制過程中的錯(cuò)配 (2) 自發(fā)脫氨基 DNA分子中的胞嘧啶容易發(fā)生自發(fā)脫氨基反應(yīng)，胞嘧啶脫氨基后變成尿嘧啶，細(xì)胞內(nèi)的BER系統(tǒng)很容易修復(fù)。真核細(xì)胞DNA中含有很多修飾的5-甲基胞嘧啶，可自發(fā)脫氨基則變成胸腺嘧啶，細(xì)胞無法糾正，在下一輪復(fù)制時(shí)，將導(dǎo)致C:G變

39、成T:A。 5.2.2.1 自發(fā)突變 (3) ROS的氧化 細(xì)胞正常代謝產(chǎn)生的ROS對(duì)堿基造成的損傷能改變堿基的配對(duì)性質(zhì)。如活性氧作用于鳥嘌呤的產(chǎn)物8-氧鳥嘌呤與A配對(duì)，導(dǎo)致G:C堿基對(duì)到T:A堿基對(duì)的顛換。 ROS由正常的細(xì)胞代謝產(chǎn)生，線粒體利用細(xì)胞85%的O2，是主要的ROS來源，導(dǎo)致DNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)損傷。常見的形式：過氧化氫 (H2O2)、超氧化物自由基 (O2-)、一氧化氮 (NO)、羥基自由基 (HO)、過氧亞硝基陰離子 (O=NOO-)、烷過氧化物 (ROOH)、烷氧自由基 (RO)。 (4) 堿基的烷基化 細(xì)胞內(nèi)一些天然的烷基化試劑(如S-腺苷甲硫氨酸)引起的DNA上某些堿基

40、的甲基化，改變了堿基的配對(duì)性質(zhì)。 (3) ROS的氧化圖5-25 自發(fā)脫氨基和活性氧作用引起的堿基轉(zhuǎn)換 圖5-25 自發(fā)脫氨基和活性氧作用引起的堿基轉(zhuǎn)換 5.2.2.1.2 自發(fā)的移碼突變 (1) 復(fù)制打滑 當(dāng)DNA聚合酶拷貝到一些具有短重復(fù)序列區(qū)域(如微衛(wèi)星序列)時(shí)，子鏈和母鏈之間容易發(fā)生錯(cuò)配而形成突環(huán)結(jié)構(gòu)。如果突環(huán)出現(xiàn)在子鏈上，復(fù)制就會(huì)向后打滑，導(dǎo)致插入突變；如果突環(huán)出現(xiàn)在母鏈上，復(fù)制就會(huì)向前打滑，導(dǎo)致缺失突變。5.2.2.1.2 自發(fā)的移碼突變圖5-26 復(fù)制打滑引起的插入或缺失突變圖5-26 復(fù)制打滑引起的插入或缺失突變 如果這種突變發(fā)生在一個(gè)基因的編碼區(qū)，將可能產(chǎn)生異常的蛋白質(zhì)，導(dǎo)致

41、機(jī)體病變。 如亨廷頓氏病(Huntingtons disease)是CAG重復(fù)序列在HD基因的編碼區(qū)因復(fù)制打滑增多造成的。 正常人的HD基因在編碼區(qū)內(nèi)有1035個(gè)CAG重復(fù)序列，但亨廷頓氏病患者的HD基因內(nèi)的CAG重復(fù)序列高達(dá)3675個(gè)，甚至更多。 該突變蛋白質(zhì)的形狀發(fā)生改變，并在神經(jīng)元內(nèi)形成大的叢群。這將殺滅大腦紋狀體部位的這些細(xì)胞，從而導(dǎo)致特有的協(xié)調(diào)力喪失和癡呆癥。初期為輕度的認(rèn)知障礙，隨后出現(xiàn)進(jìn)行性加重的舞蹈樣動(dòng)作，也可出現(xiàn)一些精神癥狀。 如果這種突變發(fā)生在一個(gè)基因的編碼區(qū)，將 (2) 轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)座作用 轉(zhuǎn)座子是細(xì)胞內(nèi)可移動(dòng)的DNA片段，很容易導(dǎo)致突變的發(fā)生。當(dāng)一個(gè)基因內(nèi)部被轉(zhuǎn)座子插入后

42、，不僅會(huì)引起移碼突變，還可能導(dǎo)致基因的中斷和失活等其他變化。 (2) 轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)座作用 5.2.2.2 誘發(fā)突變5.2.2.2.1 誘發(fā)點(diǎn)突變 能夠誘發(fā)點(diǎn)突變的突變?cè)幸韵聨最悾?(1) 堿基類似物 堿基類似物與天然的堿基在結(jié)構(gòu)上十分相似，如5-溴尿嘧啶與T相似，2-氨基嘌呤與A相似。它們?cè)贒NA復(fù)制過程以假亂真進(jìn)入DNA鏈，導(dǎo)致堿基對(duì)變化。 5-BU是胸腺嘧啶(T)的結(jié)構(gòu)類似物，酮式結(jié)構(gòu)易與A配對(duì)；烯醇式結(jié)構(gòu)易與G配對(duì)。 2-氨基嘌呤可代替A進(jìn)入DNA鏈中，它既可與T配對(duì)又可與C配對(duì)。5.2.2.2 誘發(fā)突變圖5-27 5-溴尿嘧啶誘發(fā)的點(diǎn)突變 圖5-27 5-溴尿嘧啶誘發(fā)的點(diǎn)突變 (2)

43、烷基化試劑 烷基化試劑(如氮芥和硫芥等)能夠通過修飾堿基而改變被修飾堿基的配對(duì)性質(zhì)，從而將堿基對(duì)的轉(zhuǎn)換引入DNA分子中。6-甲基鳥嘌呤可與T配對(duì)，導(dǎo)致G:C變成A:T。 (3) 脫氨基試劑 亞硝酸可促進(jìn)C、A、G脫氨基，轉(zhuǎn)變成尿嘧啶、次黃嘌呤、黃嘌呤。黃嘌呤的配對(duì)性質(zhì)與G相同，尿嘧啶、次黃嘌呤的配對(duì)性質(zhì)發(fā)生變化，導(dǎo)致堿基對(duì)的轉(zhuǎn)換。 (4) 羥胺 羥胺在細(xì)胞內(nèi)能直接修飾堿基，改變其配對(duì)性質(zhì)，導(dǎo)致堿基對(duì)的轉(zhuǎn)換。例如，C經(jīng)羥胺的修飾變成能與A配對(duì)的羥胞嘧啶，最終導(dǎo)致C:G變成T:A。 (2) 烷基化試劑圖5-28 誘變劑誘發(fā)的點(diǎn)突變圖5-28 誘變劑誘發(fā)的點(diǎn)突變5.2.2.2.2 誘發(fā)移碼突變 DN

44、A嵌入試劑，如吖啶黃、原黃素、溴化乙錠等，都是扁平的多環(huán)分子，能與DNA分子中的堿基雜環(huán)相互作用，插入到堿基之間，拉長(zhǎng)雙螺旋，并騙過DNA聚合酶，致使DNA在復(fù)制時(shí)發(fā)生移碼突變。 如果嵌入試劑插入到復(fù)制的模板鏈上，則會(huì)在子鏈上、嵌入試劑分子的對(duì)面隨機(jī)插入一個(gè)核苷酸，誘發(fā)插入突變；相反，如果嵌入試劑分子插入到一個(gè)正在延伸的子鏈上，那么在進(jìn)行下一輪復(fù)制的時(shí)候，一旦嵌入分子脫落，將會(huì)導(dǎo)致缺失突變。5.2.2.2.2 誘發(fā)移碼突變圖5-29 嵌入試劑誘發(fā)的移框突變 圖5-29 嵌入試劑誘發(fā)的移框突變 圖5-30 各種化學(xué)誘變劑化學(xué)結(jié)構(gòu)圖5-30 各種化學(xué)誘變劑化學(xué)結(jié)構(gòu)馬兜鈴酸是現(xiàn)今已知最強(qiáng)的致癌物質(zhì)

45、2013年8月7日，美國(guó)、新加坡和臺(tái)灣多個(gè)醫(yī)學(xué)中心科學(xué)家發(fā)布了關(guān)于馬兜鈴酸的致癌性研究報(bào)告，并同步在線發(fā)表于科學(xué) - 轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)網(wǎng)站首頁(yè)顯著位置。尿道上皮細(xì)胞癌細(xì)胞基因突變率達(dá)每百萬個(gè)堿基對(duì)150個(gè)突變點(diǎn)，高于紫外線誘發(fā)黑色素細(xì)胞瘤的111個(gè)突變點(diǎn)，更顯著高于眾所周知的吸煙誘發(fā)肺癌的8個(gè)突變點(diǎn)。馬兜鈴酸是現(xiàn)今已知最強(qiáng)的致癌物質(zhì) 早在上世紀(jì)90年代，國(guó)際學(xué)術(shù)界就發(fā)現(xiàn)馬兜鈴酸可以導(dǎo)致不可逆性腎病以及尿道上皮細(xì)胞癌。1999年英國(guó)率先全面禁用所有含馬兜鈴酸的中草藥，2000年世界衛(wèi)生組織(WHO)發(fā)出警示并指明馬兜鈴酸是一種潛在的致癌物質(zhì)，隨后的2001年到2005年間歐美以及世界上許多國(guó)家、地區(qū)，包

46、括我國(guó)臺(tái)灣和香港，先后全面禁用所有含有馬兜鈴酸的中草藥。2009年，WHO將馬兜鈴酸列為 一級(jí)致癌物。 小劑量馬兜鈴酸即可引起腎臟不可逆損傷，大劑量則直接引起急性腎小管上皮細(xì)胞壞死，并進(jìn)而發(fā)生腎間質(zhì)纖維化，導(dǎo)致腎衰竭。無論是腎病還是癌癥，目前均無有效的根治方法。因此，要避免攝入馬兜鈴酸。 早在上世紀(jì)90年代，國(guó)際學(xué)術(shù)界就發(fā) 馬兜鈴酸在我國(guó)也曾引起了轟動(dòng)一時(shí)的所謂“龍膽瀉肝丸事件”，但是最終結(jié)果很遺憾，作為一個(gè)人口超過13億國(guó)家的食品藥品監(jiān)管機(jī)構(gòu)CFDA(即原SFDA)，不是基于保護(hù)民眾身體健康和用藥安全原則，而是為了保護(hù)和支持中醫(yī)藥事業(yè)，僅僅象征性地取消了關(guān)木通、廣防己、青木香這三種中藥材的用

47、藥標(biāo)準(zhǔn)，而更多的含有馬兜鈴酸的中藥材卻仍在廣泛使用。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，明確或者可能含有馬兜鈴酸的、并仍在使用的中藥材有朱砂蓮、天仙藤、細(xì)辛、尋骨風(fēng)、馬兜鈴、漢中防己、追風(fēng)藤、淮通、三筒管、杜衡、管南香、南木香、藤香、背蛇生、假大薯、蝴蝶暗消、逼血雷、白金果欖、金耳環(huán)、烏金草、威靈仙等，多達(dá)數(shù)十種，而用這些中藥材制成的中成藥更是數(shù)以百計(jì)。 馬兜鈴酸在我國(guó)也曾引起了轟動(dòng)一時(shí)的 部分含有馬兜鈴酸的中成藥：伊痛舒注射液、猴棗牛黃散、小兒咳喘沖劑/顆粒、兒童清肺丸、兒童清肺口服液、小兒保安丸、八寶鎮(zhèn)驚丸、驚風(fēng)丸、鸕鶿涎丸、小兒肺閉寧片、九龍化風(fēng)丸、解暑片、鎮(zhèn)驚散、參三七傷藥/散/片、小兒治哮靈片、羊癇瘋癲丸、珠貝定喘丸、京制咳嗽痰喘丸、感特靈膠囊、川芎茶調(diào)沖劑、復(fù)方半夏片、風(fēng)濕安泰片、醒腦再造膠囊、傷痛寧片、追風(fēng)透骨片、兩面針鎮(zhèn)痛片、跳骨片、六經(jīng)頭痛片、鎮(zhèn)腦寧膠囊、杜仲壯骨膠囊、寒濕痹顆粒/片/