抑癌基因p53在特定高溫下作用研究

《抑癌基因p53在特定高溫下作用研究》是依託浙江大學，由陳軍擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：抑癌基因p53在特定高溫下作用研究
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：陳軍
• 項目類別：面上項目

項目摘要

細胞程式死亡主要有三種形式：細胞凋亡、細胞自噬和細胞程式壞死。抑癌基因p53可被DNA損傷激活，誘導損傷的細胞停止分裂或走向凋亡，從而確保遺傳物質的穩定性。p53突變不僅容易導致腫瘤發生，而且此種癌細胞對於化療和放療極不敏感。p53還會被高溫激活，但高溫下p53起著怎樣作用還未有報導。我們在用特定高溫處理野生型和p53突變體斑馬魚胚胎時，驚奇發現野生型在此溫度下的成活率遠遠高於突變體，並且在人類細胞系中獲得類似的結果（未發表）。在此項目中我們將：.1、利用斑馬魚和人類細胞系，揭示p53在此高溫下通過抑制哪種死亡方式來促進細胞成活及其分子機理；.2、利用人類癌細胞系在裸鼠中移植成瘤體系，探討高溫特異性抑制p53突變的癌細胞生長的作用。.研究結果不但首次揭示高溫激活p53起著促進細胞成活的作用及其作用機制，並且為癌細胞中p53突變的患者提供一個嶄新的治療策略。

結題摘要

抑癌基因p53是一個轉錄因子，在50%人類癌細胞中發生變異，在正常情況下並不活躍，但在DNA損傷、高溫等多種脅迫被激活。激活後可以主導大量基因表達和沉默，這些基因不僅與控制細胞周期和誘導細胞凋亡相關，而且有些可直接參與損傷修復，損傷比較輕的細胞，將停止細胞分裂，進行損傷修復，損傷嚴重的細胞p53將促使它走向凋亡，從而確保機體遺傳物質的穩定性，所以p53在損傷反應途徑中處在一個非常中心的位置。p53突變不僅容易導致腫瘤發生，而且p53突變的癌細胞對於化療和放療極不敏感。40oC對於大多數生命來說，是一個非常關鍵的溫度，當人體核心溫度高於40oC時就會引發中暑，這是由於過熱會引起細胞死亡，從而導致中樞神經和器官衰竭。已發表的文獻顯示p53在41.5oC以上高溫下，起著誘導細胞凋亡的作用，但p53在40oC及以下次高溫中起什麼作用還不得而知。該項報導利用斑馬魚和人的細胞系兩種模式體系，研究發現在40oC下，與誘導細胞凋亡功能相反，p53通過抑制過度熱激反應來促進細胞存活，並揭示在兩種不同高溫下p53行使相反功能的分子機制。在40oC次高溫下，細胞啟動熱激反應，熱激反應轉錄因子Hsf1提高Hsc70和Hsp90的表達，一方面Hsc70通過伴侶蛋白介導的細胞自噬(CMA)，來促進錯誤摺疊或多餘蛋白的降解;另一方面，Hsp90通過蛋白互作，但不磷酸化，來提高p53的穩定性，從而激活p53，沒有磷酸化的p53與Hsf1啟動子結合抑制該基因的表達，降低Hsc70介導的蛋白降解，這樣維持細胞穩態，促進細胞存活。如果在此種溫度下，p53失去功能，那么就會產生過激的熱激反應，就會積累過多的Hsf1和Hsc70蛋白，這樣就會造成過多Hsc70介導的蛋白降解，細胞就會死亡；在43oC超高溫度下，誘發DNA損傷反應，ATM被激活，ATM通過對p53 S37位絲氨酸磷酸化，來穩定p53蛋白並激活其轉錄功能，磷酸化p53不與Hsf1的啟動子結合，僅與細胞凋亡蛋白Bax基因的啟動子結合，促進其表達，誘導細胞凋亡。此外，小鼠腫瘤移植實驗顯示，40oC處理能夠顯著p53-/-腫瘤生長，但對p53+/+細胞沒有多大影響，並且這種處理對於小鼠的正常組織也沒有明顯的影響。這項研究對於p53-/-癌症病人的治療提供了新思路。