不同的环境造成的DNA损伤形式多种多样,应对不同类型的DNA损伤,细胞进化出一系列的DNA损伤修复系统。碱基切除修复（Base Excision Repair,BER）主要负责由氧化剂、烷化剂等造成的碱基损伤和单链断裂损伤的修复,Polβ（DNA Polymeraseβ）是BER中一个重要的聚合酶,Polβ缺失将会导致BER效率降低,造成细胞死亡。非同源末端连接（Non-homologous end-joining,NHEJ）则是细胞内修复DNA双链断裂（Double-strand breaks,DSBs）的主要途径,Ku70是NHEJ中重要的识别蛋白,它能够识别双链断裂缺口并与断裂的DNA结合,保护DNA并招募下游的修复蛋白对DNA进行修复。我们发现Polβ缺失的MEF细胞对化疗药物依托泊苷（Etoposide,ETO）表现出较高的敏感性,并通过免疫共沉淀的方法获得了与Polβ相互作用的蛋白复合物,发现Ku70与Polβ能够相互作用并促进BER和NHEJ。我们通过一系列的免疫共沉淀实验证明了Polβ与Ku70存在着直接的相互作用,与Ku80存在着间接的结合。进一步研究发现,在烷化剂MMS（Methyl Methanesulfonate）和ETO处理导致细胞内DNA发生损伤的情况下,细胞中Polβ与Ku70的相互结合显著增强,免疫荧光实验也得到了相似的结果。该部分实验表明Polβ-Ku70结合对于细胞应对DNA单链和双链损伤具有重要作用。接下来我们从两方面研究了Polβ-Ku70结合的生物学意义:一方面,我们测试了Polβ对Ku70/80所参与的NHEJ修复的影响;我们用两种GFP荧光报告系统检测NHEJ修复效率,发现Polβ对c-NHEJ具有促进作用。并且,在ETO诱导细胞形成双链损伤的情况下,Polβ与γH2AX存在共定位,表明Polβ在ETO造成DNA双链损伤时会募集到DNA双链损伤位点。此外,为了进一步研究Polβ缺失对细胞修复双链损伤的影响,我们构建了Polβ敲降的Hela稳转细胞系,用Western Blotting实验检测γH2AX水平发现Polβ缺失会导致细胞修复双链损伤的速度减慢,并且使细胞对ETO敏感性增加。最后,我们也比较了缺失Polβ的Hela细胞和正常细胞对ETO的耐受能力,发现Polβ缺失的细胞对ETO更加敏感,这与之前我们在MEF细胞上得到的ETO敏感性实验结果一致。另一方面,我们探究了Ku70对于Polβ参与的BER修复系统的影响;我们在体外表达纯化了SP-BER和LP-BER过程中所有的必需蛋白,在体外重构了SP/LP-BER,随着Ku70蛋白的加入,SP/LP-BER修复效率均明显升高。除此之外,我们还在HEK293细胞中转染Ku70的si RNA以干扰Ku70的表达,并用细胞裂解液重构了SP/LP-BER过程。结果显示,与对照组相比,降低Ku70的表达量,导致BER效率显著降低。然后我们在体外检测了Ku70对Polβ聚合酶活性的影响,结果表明Ku70会促进Polβ的聚合酶活性。最后,通过进一步的细胞学实验证明Ku70表达量降低会增加HEK293细胞对MMS的敏感性并导致更严重的单链损伤,从而导致细胞死亡率增加。这些实验结果表明,Ku70通过与Polβ结合促进其活性,从而促进BER。在本研究中,我们发现Polβ-Ku70之间的相互作用介导了NHEJ-BER两种修复途径之间的联系,促进了两种DNA修复方式。由于DNA修复通常与肿瘤的耐药性相关,因此,我们的研究结果为解释化疗过程中的耐药现象提供了一种可能的机制,同时也为新型抗肿瘤药物开发提供了新的理论基础。