抑癌基因p53在特定高温下作用研究
批准号:
31571511
项目类别:
面上项目
资助金额:
65.0 万元
负责人:
陈军
依托单位:
学科分类:
组织器官发育及体外构建
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
龚璐、杨利娜、龚红建、姜昆鹏、马志鹏、朱佩佩、郭李伟、叶晟帆
关键词:
中文摘要
细胞程序死亡主要有三种形式:细胞凋亡、细胞自噬和细胞程序坏死。抑癌基因p53可被DNA损伤激活,诱导损伤的细胞停止分裂或走向凋亡,从而确保遗传物质的稳定性。p53突变不仅容易导致肿瘤发生,而且此种癌细胞对于化疗和放疗极不敏感。p53还会被高温激活,但高温下p53起着怎样作用还未有报道。我们在用特定高温处理野生型和p53突变体斑马鱼胚胎时,惊奇发现野生型在此温度下的成活率远远高于突变体,并且在人类细胞系中获得类似的结果(未发表)。在此项目中我们将:.1)利用斑马鱼和人类细胞系,揭示p53在此高温下通过抑制哪种死亡方式来促进细胞成活及其分子机理;.2)利用人类癌细胞系在裸鼠中移植成瘤体系,探讨高温特异性抑制p53突变的癌细胞生长的作用。.研究结果不但首次揭示高温激活p53起着促进细胞成活的作用及其作用机制,并且为癌细胞中p53突变的患者提供一个崭新的治疗策略。
英文摘要
Tumor repressor p53 is activated in response to DNA damage stresses. Activated p53 triggers cell cycle arrest in cells with less DNA damage to repair damage and apoptosis in cells with severe DNA damage. Thus it ensures genomic stability. p53 is mutated in more than 50% of human cancer cells. Mutations in p53 not only predispose an organism to cancer, but also lead these tumors to respond poorly to radio- or chemo-therapy. .There are three main types of programmed cell death including: apoptosis, programmed necrosis and autophagy. Autophagy is a cellular process that involves degradation and recycling long-lived proteins and organelles, in lysosomes. It is a cell survival mechanism to maintain homeostasis, quality control, defense against intra- and extracellular insults, and the cellular energetic balance. If autophagic activity is insufficient, cells will accumulate long-lived proteins and defective organelles which finally leads cell apoptosis. However, if the proteins and organelles destroyed by autophagy are beyond a certain threshold, autophagic cell death will occur. Degradation of proteins and organelles by lysosomes can be achieved by at least three different mechanisms: macroautophagy, microautophagy and chaperone-mediated autophagy (CMA). CMA is responsible for the degradation of a subset of cytosolic proteins carrying a consensus motif in their amino acid sequence, similar to KFERQ, in a stress condition such as nutrient deprivation, however, little is known about the consequence of excessive CMA activation. .p53 plays a dual role in the process of macroautophagy, nuclear p53 promotes macroautophagy by regulating gene expression, whereas cytoplasmic p53 suppresses macroautophagy. However, whether p53 plays a role in CMA is unclear. .It was known that p53 is also activated in response to heat shock stress. To investigate what role p53 plays in high temperature conditions, we incubated zebrafish p53M214K mutant and wild type (WT) embryos at a high temperature for continuously growing. Very interestingly, we found that WT embryos (still with about 45% viability at 28 hour post treatment hpt for instance) were much more tolerance to the high temperature than p53M214K mutant embryos (with 100% mortality at 28 hpt) at the high temperature (unpublished). The results were further confirmed in human cell lines(unpublished data). The aims of this project are as follow:.1. To identify in what mechanisms for p53 to promote cell survival in the high temperature stress;.2. To investigate whether the high temperaturre treatment is able to suppress tumor growth of p53-deficient xenografts by transplantation of human cancer cells in immunocompromised mice..The discoveries of this research will not only be the first one to reveal a new function of p53 to promote cell survival at a high temperature and molecular mechanisms behind of it, but also be highly appropriate to adopt thermotherapy to treat p53-deficient tumors/cancers.
抑癌基因p53是一个转录因子,在50%人类癌细胞中发生变异,在正常情况下并不活跃,但在DNA损伤、高温等多种胁迫被激活。激活后可以主导大量基因表达和沉默,这些基因不仅与控制细胞周期和诱导细胞凋亡相关,而且有些可直接参与损伤修复,损伤比较轻的细胞,将停止细胞分裂,进行损伤修复,损伤严重的细胞p53将促使它走向凋亡,从而确保机体遗传物质的稳定性,所以p53在损伤反应途径中处在一个非常中心的位置。p53突变不仅容易导致肿瘤发生,而且p53突变的癌细胞对于化疗和放疗极不敏感。.40oC对于大多数生命来说,是一个非常关键的温度,当人体核心温度高于40oC时就会引发中暑,这是由于过热会引起细胞死亡,从而导致中枢神经和器官衰竭。已发表的文献显示p53在41.5oC以上高温下,起着诱导细胞凋亡的作用,但p53在40oC及以下次高温中起什么作用还不得而知。该项报道利用斑马鱼和人的细胞系两种模式体系,研究发现在40oC下,与诱导细胞凋亡功能相反,p53通过抑制过度热激反应来促进细胞存活,并揭示在两种不同高温下p53行使相反功能的分子机制。.在40oC次高温下,细胞启动热激反应,热激反应转录因子Hsf1提高Hsc70和Hsp90的表达,一方面Hsc70通过伴侣蛋白介导的细胞自噬(CMA),来促进错误折叠或多余蛋白的降解;另一方面,Hsp90通过蛋白互作,但不磷酸化,来提高p53的稳定性,从而激活p53,没有磷酸化的p53与Hsf1启动子结合抑制该基因的表达,降低Hsc70介导的蛋白降解,这样维持细胞稳态,促进细胞存活。如果在此种温度下,p53失去功能,那么就会产生过激的热激反应,就会积累过多的Hsf1和Hsc70蛋白,这样就会造成过多Hsc70介导的蛋白降解,细胞就会死亡;在43oC超高温度下,诱发DNA损伤反应,ATM被激活,ATM通过对p53 S37位丝氨酸磷酸化,来稳定p53蛋白并激活其转录功能,磷酸化p53不与Hsf1的启动子结合,仅与细胞凋亡蛋白Bax基因的启动子结合,促进其表达,诱导细胞凋亡。.此外,小鼠肿瘤移植实验显示,40oC处理能够显著p53-/-肿瘤生长,但对p53+/+细胞没有多大影响,并且这种处理对于小鼠的正常组织也没有明显的影响。这项研究对于p53-/-癌症病人的治疗提供了新思路。
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Short body length phenotype is compensated by the upregulation of nidogen family members in a deleterious nid1a mutation of zebrafish
斑马鱼有害的 nid1a 突变中 nidogen 家族成员的上调补偿了短体长表型
DOI:
10.1016/j.jgg.2017.09.011
发表时间:
2017
期刊:
Journal of Genetics and Genomics
影响因子:
5.9
作者:
[Zhu Peipei, Ma Zhipeng, Guo Liwei, Zhang Wei, Zhang Qinghe, Zhao Ting, Jiang Kunpeng, Peng Jinrong, Chen Jun]
通讯作者:
Chen Jun
p53 Protects Cells from Death at the Heatstroke Threshold Temperature
p53 保护细胞在中暑阈值温度下免于死亡。
DOI:
10.1016/j.celrep.2019.11.032
发表时间:
2019-12-10
期刊:
CELL REPORTS
影响因子:
8.8
作者:
[Gong, Lu, Zhang, Qinghe, Chen, Jun]
通讯作者:
Chen, Jun
p73 coordinates with Δ133p53 to promote DNA double-strand break repair.
p73与Delta 133p53协调促进DNA双链断裂修复
DOI:
10.1038/s41418-018-0085-8
发表时间:
2018-06
期刊:
Cell death and differentiation
影响因子:
12.4
作者:
[Gong H, Zhang Y, Jiang K, Ye S, Chen S, Zhang Q, Peng J, Chen J]
通讯作者:
Chen J
DOI:
10.16288/j.yczz.19-101
发表时间:
2019
期刊:
遗传
影响因子:
--
作者:
[马志鹏, 陈军]
通讯作者:
陈军
p53 and its isoforms in DNA double-stranded break repair.
DNA 双链断裂修复中的 p53 及其亚型。
DOI:
10.1631/jzus.b1900167
发表时间:
2019
期刊:
J Zhejiang Univ Sci B
影响因子:
--
作者:
[Zhang Yu-Xi, Pan Wen-Ya, Chen Jun]
通讯作者:
Chen Jun
共 7 条
适应性渐滲对栎属多样性的影响及其遗传机制的探索
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批准号:32371689
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项目类别:面上项目
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资助金额:50万元
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批准年份:2023
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负责人:陈军
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依托单位:
去唾液酸糖蛋白受体1(ASGR1)通过Nemo样激酶(NLK)抑制STAT3磷酸化影响肝癌增殖的作用及机制研究
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批准号:82103073
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项目类别:青年科学基金项目(C类)
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资助金额:30.0万元
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批准年份:2021
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负责人:陈军
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依托单位:
维生素D通过肝脏VDR调节胆汁成分抑制胆结石形成机制研究
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批准号:LQ21H030006
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2020
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负责人:陈军
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依托单位:
从麻栎的抗性适应性进化看正选择对林木基因组宏观进化的重要影响
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批准号:31972946
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项目类别:面上项目
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资助金额:59.0万元
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批准年份:2019
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负责人:陈军
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依托单位:
∆113p53/∆133p53特异性促进编码区中的DNA双链断裂进行同源重组修复的分子机制研究
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批准号:31871500
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项目类别:面上项目
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资助金额:59.0万元
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批准年份:2018
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负责人:陈军
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依托单位:
抑癌基因p53异构体delta113p53/delta133p53促进DNA双链断裂修复基因表达分子机制研究
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批准号:31371491
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项目类别:面上项目
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资助金额:90.0万元
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批准年份:2013
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负责人:陈军
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依托单位:
MHz高重频亚ns短脉冲激光产生及放大技术研究
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批准号:11076025
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项目类别:联合基金项目
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资助金额:36.0万元
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批准年份:2010
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负责人:陈军
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依托单位:
delta113p53特异性拮抗p53介导的细胞凋亡分子机理研究
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批准号:30971677
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项目类别:面上项目
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资助金额:30.0万元
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批准年份:2009
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负责人:陈军
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依托单位:
复合型光纤位相共軛技术研究
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批准号:10376033
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项目类别:联合基金项目
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资助金额:25.0万元
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批准年份:2003
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负责人:陈军
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依托单位:
基于外腔振荡的激光二极管列阵光束相干合成技术研究
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批准号:60278038
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项目类别:面上项目
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资助金额:5.0万元
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批准年份:2002
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负责人:陈军
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依托单位:
高重复率高保真度双程激光振荡-放大系统(MOPA)研究
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批准号:69578017
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项目类别:面上项目
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资助金额:14.0万元
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批准年份:1995
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负责人:陈军
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依托单位:
应用位相共轭镜的ND:YAG激光系统的研究
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批准号:68978020
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项目类别:面上项目
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资助金额:3.5万元
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批准年份:1989
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负责人:陈军
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依托单位:
国内基金
海外基金