段杰 趙地 晉亞銘 普布卓瑪

（西藏大學(xué)理學(xué)院，西藏 拉薩 850000）

1 UVA與黑色素瘤

病原學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，紫外照射是黑色素瘤的產(chǎn)生的主要原因［1］，尤其是膚色較淺的人群（色素沉積少）發(fā)病率較高［2］。

紫外線按照波長可分為UVA（320-400nm）、UVB（280-320nm）、UVC（100-280nm），紫外線在傳播過程中，受到大氣層的反射、吸收、散射后，到達地面的紫外線由95%的UVA和5%UVB組成。一直以來，人們一度認為只有UVB才是導(dǎo)致黑色素瘤形成的唯一因素。但通過近二十年來的研究重新認識了這一觀點：UVA也是導(dǎo)致黑色素瘤形成的另一個不容忽視的因素。并進一步發(fā)現(xiàn)了UVA導(dǎo)致黑色素瘤的機制。

2 UVA與DNA損傷

當(dāng)皮膚中表皮細胞受到UVA照射時，細胞內(nèi)的光敏化合物和發(fā)色團，如：卟啉類化合物、黃素類化合物、黑色素等，會吸收UVA而被激發(fā)，隨后被激發(fā)的光敏劑會將能量傳遞給周圍的活性基團，產(chǎn)生大量的自由基，如：ROS（reactive oxygen specie，活性氧自由基）、NOS（reactive nitrogen species，NO、ONOOˉ）等。 其中對細胞損傷最大，被人們廣為研究的最具代表性的就是ROS［8-9］?；钚匝踝杂苫鶗c細胞中的大分子物質(zhì)作用影響細胞的正常生命活動：①活性氧可以把鳥嘌呤（G）氧化為8-OHdG（8-羥脫氧鳥苷），8-OHdG不能再與胞嘧啶（C）配對，反而與腺嘌呤（A）配對，造成DNA損傷，阻塞細胞正常進程。另外，8-OHdG如果沒有被DNA修復(fù)機制修復(fù)，那么它經(jīng)過2次復(fù)制可造成原位G-C配對突變?yōu)锳-T配對［3］。②活性氧與脂質(zhì)作用引起脂質(zhì)過氧化反應(yīng)。脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物會進一步與細胞內(nèi)的DNA、蛋白質(zhì)反應(yīng)引起DNA損傷和蛋白質(zhì)失活［8、12］。除自由基外，UVA還會直接作用于DNA產(chǎn)生少量的CPD（CPD：相鄰的兩個嘧啶堿基第5位和第6位碳原子共價結(jié)合形成環(huán)丁烷嘧啶二聚體）。

黑色素在UVA導(dǎo)致的DNA損傷過程中起到極大的促進作用。當(dāng)細胞內(nèi)色素沉積較少或者褐色素較多時，UVA照射反而會使色素釋放出毒性分子損害細胞，加劇DNA損傷。而如果胞質(zhì)內(nèi)黑色素含量較高時，受UVA照射，黑色素會使細胞內(nèi)ROS急劇增加，ROS導(dǎo)致的8-OHdG也會隨之增加，并且呈現(xiàn)出UVA劑量依賴性。另外，當(dāng)黑色素細胞受到強烈的紫外照射時，胞質(zhì)中的黑色素會降解并擴散進入細胞核內(nèi)造成DNA損傷，即使在接下來的數(shù)小時內(nèi)沒有受到紫外照射，也會持續(xù)有CPD生成（Dark CPD）。

3 DNA修復(fù)

細胞無時無刻都遭受著各種攻擊，DNA作為遺傳信息的載體，保持其完整性對個體乃至物種都具有重要意義。細胞內(nèi)存在一整套嚴(yán)密精準(zhǔn)修復(fù)機制以保證DNA的完整性。當(dāng)細胞受到刺激時，細胞會啟動相應(yīng)修復(fù)機制。這里僅介紹UVA導(dǎo)致DNA損傷時其中的DNA修復(fù)機制。

UVA照射產(chǎn)生ROS、NOS將鳥嘌呤（G）氧化為8-OHdG（8-羥脫氧鳥苷）是UVA引起DNA損傷的主要方式。BER是修復(fù)堿基氧化損傷的最主要方式。BER對錯誤堿基的修復(fù)需要經(jīng)過如下步驟：①在DNA糖基化酶的作用下識別錯誤堿基并切除形成脫嘌呤位點（AP：apurinic site），隨后AP核酸內(nèi)切酶將受損核苷酸的糖苷-磷酸鍵切開造成單鏈斷裂。②對切除部位進行修復(fù)。在DNA聚合酶β作用下，在切除堿基位置接入正確堿基。接下來細胞會根據(jù)AP缺口端不同化學(xué)結(jié)構(gòu)（5’dRP）合成不同長度的“補丁片段”取代受損區(qū)域附近的相同長度DNA片段。③DNA連接酶在缺口處合成磷酸二脂鍵，將新片段接入。

UVA輻射中的光子直接被DNA吸收，生成的CPD和6-4PP光產(chǎn)物是UVA導(dǎo)致的DNA損傷的另一種重要形式。C->T、CC->TT堿基替換是UV照射導(dǎo)致DNA損傷的特征突變，這一特征在UVA導(dǎo)致的DNA損傷得到了驗證。因此，NER也在修復(fù)過程中發(fā)揮了重要作用。NER有兩種途徑：轉(zhuǎn)錄相關(guān)修復(fù)（Transcription Coupled Repair;TCR）和全基因組修復(fù)（Global Genome Repair;GGR）。NER對錯誤堿基的修復(fù)需要經(jīng)過如下步驟：①損傷識別。RPA–XPA蛋白復(fù)合體能高效地識別CPD和6-4PP，而XPC–HR23B蛋白復(fù)合體能特異性識別6-4PP。②錯配切除。識別完成后，TFIIH轉(zhuǎn)錄因子和七種相關(guān)蛋白（XPB，XPD，GTF2H1，GTF2H2，GTF2H3，GTF2H4，CDK7，CCNH，MNAT1）被募集到損傷區(qū)域并在損傷區(qū)域上下幾個堿基位置將DNA鏈切開并解螺旋，隨后將兩切口間的寡核苷酸序列清除。③DNA聚合酶（Polδ和Polε）在空缺處合成新的片段，并在連接酶催化作用下將新合成片段與原DNA鏈連接起來。不過研究發(fā)現(xiàn)，在UVR導(dǎo)致的黑色素瘤中NER受到嚴(yán)重抑制，而GGR是缺失的。④除此之外，UVA還會造成DNA單鏈（SSB）或雙鏈斷裂（DSB）和在DNA復(fù)制過程中引起錯配。因此，核酸切除修復(fù)（NER：Nucleotide excision repair）、錯配修復(fù)（MMR：Mismatch repair）、同源重組或非同源末端互補（HR∕NHEJ）修復(fù)機制也參與其中。

ROS不僅可以造成DNA損傷，也可以作用于蛋白質(zhì)造成蛋白質(zhì)損傷，蛋白質(zhì)的幾乎所有氨基酸側(cè)鏈都能被氧化生成蛋白質(zhì)羰基，除此之外，甲硫氨酸和半胱氨酸的硫基團也特別容易受到氧化。氧化后的蛋白質(zhì)會因空間結(jié)構(gòu)會發(fā)生改變而不能發(fā)揮作用造成細胞對應(yīng)功能降低甚至喪失。如今，多個與DNA復(fù)制和修復(fù)相關(guān)的蛋白質(zhì)都檢測出了被UVA損傷［1］，如PCNA DNA夾、Ku、RPA、XPA、MDM2復(fù)制起始因子等。因此，UVA還可以影響DNA修復(fù)過程，使損傷不能被完美地修復(fù)甚至成為DNA損傷和誘發(fā)癌癥的另一因素。

4 基因突變

癌癥的產(chǎn)生總是伴隨著原癌基因的突變和抑癌基因的突變失活，如果DNA損傷不能夠被修復(fù)就會導(dǎo)致基因突變。黑色素瘤的發(fā)展是多個基因共同參與其中，多條信號通路協(xié)同作用的結(jié)果。研究發(fā)現(xiàn)單獨使用UVA、UVB光源照射引起的黑色素細胞突變與人體黑色素瘤的突變有很大的差異，而太陽光照射引起的人體黑色素瘤突變無法區(qū)分UVA、UVB分別在發(fā)展過程中所起的作用。因此，這里將黑色素瘤發(fā)展過程中涉及的主要基因突變見表1。

除此之外，在黑色素瘤中還發(fā)現(xiàn)了各個細胞周期檢查點的缺失，這造成了黑色素細胞不能受到細胞正常生長調(diào)控和受到損傷時不能激活修復(fù)機制，這或許是黑色素瘤發(fā)展的重要原因。

5 免疫抑制

癌細胞是一種“畸形”細胞。與正常細胞相比，癌細胞表面也存在許多抗原，癌細胞的發(fā)展形成、增殖、遷移卻都逃過了人體最重要的免疫系統(tǒng)的“清理”。

紫外照射不僅會導(dǎo)致DNA損傷，而且還會引起免疫抑制，使瘤細胞免于免疫系統(tǒng)的“監(jiān)督”。通過對UVA引起的黑色素瘤研究發(fā)現(xiàn)，UVA產(chǎn)生的ROS、NOS會改變細胞內(nèi)氧化還原平衡，從而改變免疫細胞的活性和抗原呈遞細胞異常，最終阻止免疫細胞的激活。

表1 黑色素瘤發(fā)展過程中涉及的基因突變

6 展望

UVA是引起黑色素瘤的另一個重要因素這一觀點越來越被人們廣泛接受。正確認識黑色素瘤及其發(fā)展機制對后繼研究工作具有重要作用。如：針對靶點分子開發(fā)靶向藥物特異性治療黑色素瘤；開發(fā)出防護性更好，紫外吸收光譜更寬的防曬霜等等。但是，現(xiàn)在對UVA導(dǎo)致的黑色素瘤的機制還有待進一步認識，這對其他一些疾病如衰老、遺傳性疾病等的認知也具有積極的作用。