【研究】确定了！多能干细胞分化过程中可获得“肿瘤抑制基因”的多重作用

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作者：竹子

导言：P53基因在细胞生物学中极为重要，因为它的作用是调节细胞周期并阻止肿瘤的形成，因此被称为“肿瘤抑制基因”。而由p53基因编码的蛋白质是一种转录因子。但是，之前关于多能胚胎干细胞（ESCs）中DNA损伤诱导的细胞凋亡背后是否有p53基因的研究结果并不一致。最初的研究表明并非如此，但后来的研究却证实了这一结果。

现在，美国国立卫生研究院（NIH）的研究人员在《干细胞》（Stem Cell）期刊发表的一份新报告表明，经过一系列错综复杂的矛盾的筛选，最终确定了多能干细胞分化过程中获得了p53在细胞周期调控和凋亡中的作用。

先前的尝试就确定多能胚胎干细胞（ESC）中DNA损伤诱导的凋亡是否需要转录因子和抑癌蛋白p53而言，产生了矛盾的结论。为了解决这个问题，采用两种不同方法——用衍生的p53 + / +和p53-/-ESC定量分析了核DNA含量随时间的变化，膜联蛋白V的结合，细胞通透性以及蛋白质的表达、修饰和定位。

大多数早期研究使用ADR诱导细胞凋亡。ADR影响DNA复制和有丝分裂，导致增殖细胞中双链DNA断裂的积累。受损的DNA可以触发p53启动细胞凋亡，并防止受损染色体的重复。

随着p53水平的升高，它们会促使产生p21蛋白质。p21会通过结合并抑制细胞周期蛋白依赖性激酶/细胞周期蛋白复合物（ Cdk/cyclin complexes）的活性，来实现在p53决定的循环中强制停止。Cdk/cyclin complexes的工作是结束细胞周期，并让受损的DNA有时间修复。

在当前的研究中，研究小组使用40倍范围的ADR浓度以及其他化学疗法药物，星状孢菌素（staurosporine）和WX8，诱导了细胞凋亡，所有这些都在50倍范围的细胞接种密度下进行了测试。为了消除结论取决于p53-/-ESC的来源或衍生的可能性，从小鼠胚泡中直接获得的野生型和p53-/-ESC进行了表征，并与体外敲除p53基因的ESC进行了比较。从p53-/-胚泡中分离出的ESC具有慢性表型，而体外工程改造的p53-/-ESC具有急性表型，可以直接与父母的ESC进行比较。

这项研究结果表明，无论p53，p21和PUMA（另一种参与p53诱导凋亡的关键蛋白）是否存在，抗肿瘤药阿霉素（doxorubicin ，Adriamycin ，ADR）的浓度比先前研究中常用的浓度低10至40倍，可在相同时间内诱导DNA损伤依赖性G2检查点，并完成细胞凋亡。增加的ADR浓度延迟了p53-/-ESC中细胞凋亡的开始，但是细胞凋亡的速率仍然相等。通过星状孢菌素（staurosporine）抑制激酶活性或WX8破坏溶酶体稳态来诱导细胞凋亡，也获得了相似的结果。

综合来讲，该研究明确地证明了p53首先是在多能干细胞分化过程中，获得了细胞周期调控和凋亡中的多种作用。

参考：

https://www.genengnews.com/news/p53s-multiple-roles-are-acquired-during-pluripotent-stem-cell-differentiation/

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