1. DNA Damage Response（DDR）通路在“指标库”里的定位
DNA Damage Response（DNA 损伤应答，DDR）是细胞维护基因组稳定性的核心网络，其中 ATM/ATR–CHK1/CHK2–p53 是最常被读的主轴：双链断裂（double-strand breaks，DSBs）偏激活 ATM，复制压力与单链 DNA 偏激活 ATR；两者通过检查点激酶 CHK1/CHK2 和 p53/p21 等效应分子，调节细胞周期阻滞、DNA 修复与凋亡。
本篇只关心：DDR 要测哪些指标？各自代表什么？在什么实验平台上最好用？
快速印象：可以把 DDR 的 readout 拆成三层：DNA 损伤标记（γH2AX/53BP1）→ 传感与转导（ATM/ATR–CHK1/CHK2）→ 结果输出（p53/p21、细胞周期阻滞、凋亡）。
图1. DDR 主轴示意：损伤标记（γH2AX/53BP1）→ ATM/ATR 激活 → CHK1/CHK2 检查点 → p53/p21 与细胞命运输出。
2. 一眼看懂：ATM/ATR–CHK1/CHK2–p53 轴核心 readout 列表
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指标
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常用位点 / 读出
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代表意义
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推荐样本 / 方法
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使用提示
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DNA 双链断裂标记 γH2AX
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γH2AX (Ser139) 总水平；核内焦点数目
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DSB 最经典 readout；用于判断“断裂负担/修复速度”
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Western blot；免疫荧光 / 流式磷酸化检测
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建议做时间梯度区分“损伤 vs 修复”。
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53BP1 焦点
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核内 53BP1 foci 数目与大小
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DSB 位点聚集标志；常用于配合 γH2AX 读“断裂聚集点”
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免疫荧光 / 共聚焦
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可做 γH2AX/53BP1 双染提高说服力。
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ATM 激活
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p-ATM (Ser1981)
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DSB 应答的重要传感与转导步骤
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Western blot
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适合放疗/电离辐射与 ATM 抑制剂药效验证。
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ATR 激活
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p-ATR (Thr1989)
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复制压力/单链 DNA 应答关键激酶激活位点
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Western blot
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复制压力模型（HU、aphidicolin）与 ATR 抑制剂实验常用。
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CHK1 激活
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p-CHK1 (Ser345、Ser317)
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ATR 主要下游检查点激酶；调控 S / G2 期检查点
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Western blot
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与 p-ATR、p-RPA32 联合读更清晰。
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CHK2 激活
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p-CHK2 (Thr68)
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ATM 主要下游检查点激酶；参与 G1/S 与 G2/M 检查点
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Western blot
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与 p-ATM 联用可很好读出 ATM 轴。
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RPA32（RPA2）磷酸化
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p-RPA32 (Ser33)
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复制压力/单链 DNA 相关 readout；与 ATR 应答强相关
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Western blot
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常作为“复制压力是否成立”的辅助证据。
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p53 激活
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p-p53 (Ser15 等) + p53 稳定
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DDR → 转录输出关节点（检查点、修复、凋亡）
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Western blot
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注意细胞系 p53 基因状态差异。
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p21（CDKN1A）
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p21 mRNA 与蛋白水平
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p53 经典靶基因；代表细胞周期阻滞输出
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实时定量 PCR；Western blot
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与细胞周期分析联合更完整。
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细胞周期检查点
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p-CDK1 (Tyr15)、Cyclin B1；周期分布
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判断是否发生 G2/M 阻滞或“检查点逃逸”
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Western blot；PI 细胞周期流式
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做 DDR 抑制剂联用时尤其关键。
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凋亡与长期结局
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Cleaved PARP、Cleaved Caspase-3、Annexin V
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损伤不可逆时的细胞命运输出
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Western blot；流式
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与 γH2AX、p53 一起能串起“损伤→检查点→死亡”。
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3. 组合搭配思路：按损伤类型与药物机制选 panel
DDR 的刺激非常多样，建议按损伤类型（DSB vs 复制压力）+ 干预方式（辐射 / 化疗 / 抑制剂）设计 panel，而不是所有位点一起做。
3.1 Panel A：电离辐射 / 放疗（DSB 为主）
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推荐组合：γH2AX + p-ATM (Ser1981) + p-CHK2 (Thr68) + p-p53 (Ser15) + p21
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适用问题：是否产生典型 DSB–ATM–CHK2–p53 应答？
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读图习惯：早期看 γH2AX 与 p-ATM/p-CHK2，随后看 p53/p21，晚期加凋亡读数。
3.2 Panel B：复制压力（HU、aphidicolin 等）
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推荐组合：p-ATR (Thr1989) + p-CHK1 (Ser345) + p-RPA32 (Ser33) + γH2AX
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适用问题：复制压力是否成立并激活 ATR–CHK1？
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读图习惯：p-ATR/p-CHK1 与 p-RPA32 先升高，复制叉崩溃后 γH2AX 增强。
3.3 Panel C：DNA 损伤化疗药物（顺铂、阿霉素等）
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推荐组合：γH2AX + p-ATM/p-ATR + p-CHK1/CHK2 + p-p53 + Cleaved PARP
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适用问题：药物是否通过 DDR 推动检查点与凋亡？
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读图习惯：早期是“损伤+检查点”，晚期是“p53/p21+凋亡”。
3.4 Panel D：ATM/ATR/CHK1 抑制剂药效与“检查点逃逸”
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推荐组合：γH2AX + p-ATM/p-ATR/p-CHK1/p-CHK2 + 细胞周期分析 + 凋亡 readout
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适用问题：抑制剂是否阻断检查点，使带损伤细胞继续分裂并增加致死性？
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读图习惯：对应激酶磷酸化下降，但 γH2AX 可能持续偏高；周期分布与死亡读数决定“结局”。
4. 不同实验平台怎么选 DDR 指标？
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指标类型
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Western blot
（磷酸化/裂解）
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免疫荧光/共聚焦
（foci/定位）
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流式细胞术
（单细胞分群）
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功能实验
（修复/损伤）
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细胞命运
（周期/凋亡）
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损伤标记
γH2AX / 53BP1
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?
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?
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?
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传感与转导
p-ATM / p-ATR / p-RPA32
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?
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检查点层
p-CHK1 / p-CHK2
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?
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?
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转录输出
p53 / p21
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?
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?
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长期结局
克隆形成 / 彗星实验
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?
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图2. DDR 指标 × 检测平台匹配矩阵：优先用“损伤标记 + 激酶磷酸化 + 检查点/命运输出”串出完整链条。
5. 小结：DDR（ATM/ATR–CHK1/CHK2–p53）轴的「必备四件套」
如果只想用最少的指标覆盖 DDR 主轴，建议优先考虑：
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γH2AX (Ser139)：DNA 双链断裂总体 readout。
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p-ATM (Ser1981) 或 p-ATR (Thr1989)：上游传感/激活 readout（按损伤类型选择）。
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p-CHK1 / p-CHK2：检查点激酶层 readout。
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p53/p21 或细胞周期分析：命运输出（阻滞/死亡/逃逸）。
参考文献
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