活性氧(ROS)引起的DNA氧化是导致DNA损伤的关键因素之一，可直接引起DNA结构和功能的改变，从而影响细胞增殖、凋亡、自噬和细胞毒性。由于鸟嘌呤(G)在碱基中最容易被氧化，ROS可直接攻击G，将其氧化为8-oxoG。此外，越来越多的富G序列被发现在基因的调控区域富集，富G序列的氧化与基因表达调控密切相关。目前，体内碱基切除修复(Base Excision Repair， BER)系统是修复DNA碱基氧化损伤的主要途径。研究发现，BER途径相关蛋白的功能异常将引起细胞内氧化损伤的累积，导致机体的代谢紊乱进而诱发各种疾病。因此，明确BER修复蛋白自身如何应对氧化压力以确保每个BER中间步骤的完成对于理解基因组稳定性背景下的BER调节是至关重要的。
　　本论文我们根据生物信息学分析，发现人类BER途径相关基因的启动子区和5’-UTR区至少含有一个潜在的G-四链体形成序列(PQS)。通过Westernblot在时间尺度上检测氧化压力下BER蛋白的表达情况，发现TMPyP4(G-四链体特异性配体)预处理组中的DNA糖苷酶(8-oxoguanine DNA glycosylase 1，OGG1)提前表达。在体外，通过序列分析鉴定了OGG1的G-四链体结构的存在，并分析了氧化损伤对其结构的影响；体内实验探究了氧化压力下OGG1的表达调控与G-四链体的关系。通过染色质免疫共沉淀实验(ChIP)发现转录因子ERα在氧化应激的情况下结合在OGG1的G-四链体形成序列的下游并促进OGG1的表达。Westernblot检测了氧化压力下OGG1的缺陷对BER基因表达的影响，暗示了氧化压力下BER基因G-四链体对BER早期应答的重要调控作用。
　　另一方面，在BER系统中，结构特异性核酸内切酶(Flap endonuclease 1， FEN1)是实现BER功能的关键酶。研究发现，FEN1缺陷细胞系对H2O2敏感，但对其他DNA损伤的刺激(紫外线、X射线等)不敏感。本论文通过圆二色光谱(Circular Dichroism，CD)，凝胶迁移(Electrophoretic Mobility Shift Assay, EMSA)和双荧光素酶报告等实验分别在体外和体内发现并鉴定了FEN1的启动子和5’-UTR区G-四链体结构的存在，并阐明了FEN15’-UTR区(+71~+108)RNAG-四链体(rG4)作为氧化应激传感器调节FEN1表达的分子机制。在氧化应激的条件下，异质性核糖核蛋白A1(heterogeneous nuclear ribonucleoprotein A1， hnRNPA1)被招募到FEN1rG4促进FEN1表达，帮助清除DNA氧化损伤。本研究有助于解释BER系统是如何响应氧化应激并为DNA氧化损伤的修复做好准备。
　　综上所述，本论文探究了G-四链体氧化损伤调控的BER应答机制。研究了BER途径关键基因上游G-四链体结构对其表达的调控作用，以及与BER早期应答关键酶FEN1的关系，该研究不仅拓展了该领域对BER修复系统调控的认知界限，还初步阐明了DNA修复系统的氧化应激感应机制，为BER自身的应答机制的研究提供了新方向和新思路。