本网讯（物质科学与信息技术研究院）近日，我校物质科学与信息技术研究院健康所杨兴元教授与汪菲菲老师课题组在DNA损伤修复与代谢研究领域取得系列重要进展，两项成果分别以“Vimentin intermediate laments orchestrate DNA nonhomologous end joining repair and lipolysis after DNA damage”（doi: 10.1038/s41388-025-03465-2）和“TOX High-Mobility Group Box Family Member 4 promotes DNA double-strand break repair via nonhomologous end joining”（doi: 10.1016/j.jbc.2025.110174）为题在线发表于Nature子刊《Oncogene》和国际著名期刊《Journal of Biological Chemistry》上，汪菲菲老师为上述论文的第一作者，杨兴元教授，汪菲菲老师，美国北卡罗莱纳大学教堂山分校Aimin Peng教授为共同通讯作者，安徽大学为第一单位。
波形蛋白（Vimentin）是细胞骨架三大系统中与微丝（actin filaments）、微管（microtubules）并列的中间纤维（intermediate filaments）主要成分。其形成的网状结构从质膜延伸至核纤层，环绕细胞核形成笼状框架，参与调控细胞力学特性、迁移和信号传导。杨兴元教授与汪菲菲老师课题组发现波形蛋白能识别DNA双链断裂（DSB）并与介导非同源末端连接（NHEJ）修复的Ku蛋白相互作用，除参与DSB修复外，本研究还揭示了波形蛋白在DNA损伤后脂解调控中的新功能，为理解中间纤维在细胞稳态、抗癌耐药及代谢调控中的功能提供了新见解。
图1 波形蛋白调控DNA非同源末端连接修复和脂肪分解
非同源末端连接（NHEJ）是修复DNA双链断裂的关键机制，其核心是由KU异源二聚体与催化亚基DNA-PKcs组成的DNA依赖性蛋白激酶（DNA-PK）复合体。本研究鉴定出胸腺细胞选择相关的高迁移率族蛋白4（TOX4）可被募集至激光诱导及核酸内切酶介导的DNA双链断裂位点，TOX4在NHEJ修复过程中协同磷酸酶1核靶向亚基（PPP1R10）发挥作用。基于其在DNA修复中的关键作用，杨兴元教授与汪菲菲老师课题组发现TOX4有望成为抗癌药物开发的潜在靶点，靶向抑制TOX4能显著增强头颈癌等恶性肿瘤细胞对DNA损伤的敏感性，为肿瘤治疗提供了新策略。
图2 TOX高迁移率组家族成员4通过非同源末端连接促进DNA双链断裂修复
上述研究部分实验工作得到美国北卡罗莱纳大学教堂山分校Aimin Peng教授课题组的大力支持。杨兴元/汪菲菲研究团队深入研究DNA损伤修复与代谢调控之间的关联机制，为逆转肿瘤耐药提供了新的思路。