您所在的位置:首頁 > 腫瘤科醫(yī)學(xué)進(jìn)展 > Nature:華人學(xué)者提示腫瘤抑制基因的調(diào)節(jié)機(jī)制和效應(yīng)機(jī)制
腫瘤抑制基因p53是人類腫瘤中突變最頻繁的單個(gè)基因,其重要性已成為研究領(lǐng)域的共識(shí)。p53能通過促進(jìn)細(xì)胞老化來防止細(xì)胞癌變,通常情況下發(fā)生突變或有危險(xiǎn)的細(xì)胞會(huì)收到信號(hào)讓其停止生長(zhǎng)或死亡,但缺乏p53的細(xì)胞會(huì)無視這些信號(hào)。
顯而易見,p53通路對(duì)于藥物研發(fā)人員來說是相當(dāng)具有吸引力的靶標(biāo)。但目前,把標(biāo)p53通路的策略往往難以實(shí)現(xiàn)。這是因?yàn)榻^大多數(shù)p53調(diào)控蛋白是通過蛋白互作來執(zhí)行功能的,這樣的作用機(jī)制使它們很難成為理想的藥物靶標(biāo)。與此不同的是,酶往往可以成為藥物作用的良好目標(biāo)。
現(xiàn)在,賓西法尼亞大學(xué)Perelman醫(yī)學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)了一類新的p53靶基因和調(diào)控分子,它們有望成為良好的藥物靶標(biāo)。
賓西法尼亞大學(xué)癌癥生物學(xué)教授楊曉路(音譯Xiaolu Yang)及其團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),p53與蘋果酸酶(malic enzyme)同處于一個(gè)分子反饋回路,這說明p53的活性也參與了代謝調(diào)控。這項(xiàng)研究提前發(fā)表在Nature雜志的網(wǎng)站上。在此之前,楊教授的實(shí)驗(yàn)室就曾發(fā)現(xiàn)過p53在葡萄糖代謝中的作用。
楊教授指出,這一新發(fā)現(xiàn)解釋了代謝壓力導(dǎo)致細(xì)胞老化的原因,而p53正是代謝壓力的分子感應(yīng)器。
“我們發(fā)現(xiàn)了p53的一個(gè)重要調(diào)節(jié)機(jī)制和效應(yīng)機(jī)制,” 楊教授說。
值得關(guān)注的是,這項(xiàng)研究不僅使蘋果酸酶成為了癌癥治療中極具潛力的新靶點(diǎn),還指出蘋果酸酶可能是細(xì)胞正常老化過程中的調(diào)節(jié)者,不過這兩種可能性還有待進(jìn)一步研究證實(shí)。
當(dāng)細(xì)胞受損并可能癌變時(shí),p53使這些細(xì)胞老化以免其發(fā)展成為腫瘤。代謝因素同樣調(diào)控著細(xì)胞的老化,但此前人們還并不了解這兩個(gè)過程之間的分子聯(lián)系。
楊教授及其團(tuán)隊(duì)針對(duì)蘋果酸酶1和蘋果酸酶2(ME1和ME2)進(jìn)行了研究。蘋果酸酶負(fù)責(zé)催化蘋果酸(一種中間產(chǎn)物)生成糖酵解的終產(chǎn)物——丙酮酸,并在這一過程中儲(chǔ)存能量。蘋果酸酶對(duì)于調(diào)節(jié)代謝以適應(yīng)細(xì)胞增殖很重要,這兩種酶與細(xì)胞能量和增殖狀態(tài)相協(xié)調(diào)。
研究人員發(fā)現(xiàn),p53會(huì)抑制蘋果酸酶的表達(dá),而p53的缺失會(huì)增加蘋果酸酶的豐度。相反,蘋果酸酶也調(diào)節(jié)著p53,缺乏蘋果酸酶會(huì)增強(qiáng)p53活化,并通過下調(diào)p53抑制子(Mdm2)或產(chǎn)生氧自由基來誘導(dǎo)細(xì)胞老化。
楊教授解釋道,這形成了一個(gè)“前饋循環(huán)”(feed-forward loop),激活p53能抑制蘋果酸酶表達(dá),而蘋果酸酶水平降低和p53的進(jìn)一步上調(diào)會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞老化。另一方面,上調(diào)蘋果酸酶能抑制p53,使其放松對(duì)蘋果酸酶表達(dá)的抑制,從而使蘋果酸酶的水平增高。
“這是一個(gè)回路,”他說。“沿著這一循環(huán),就會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)強(qiáng)的活化作用。”
該研究在動(dòng)物模型中也得出了同樣的結(jié)果。研究顯示,即便是腫瘤細(xì)胞中p53失效,ME1或ME2缺乏也會(huì)減少腫瘤重量,說明蘋果酸酶的這項(xiàng)額外功能是獨(dú)立于p53的。此外,蘋果酸酶的過表達(dá)會(huì)導(dǎo)致腫瘤增加。
楊教授認(rèn)為,蘋果酸酶是聯(lián)系細(xì)胞老化與代謝水平的分子。這些酶不僅有望成為抗癌藥物的靶標(biāo),同樣重要的是它們還在細(xì)胞的正常老化過程中起作用。
“老化是細(xì)胞水平上的衰老,是我們理解衰老機(jī)制的好起點(diǎn)” 楊教授說。他還指出,這項(xiàng)研究展示了熱量限制與壽命之間的關(guān)聯(lián)。
相關(guān)文獻(xiàn):Reciprocal regulation of p53 and malic enzymes modulates metabolism and senescence
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