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《细胞》子刊:抑癌蛋白p53突变跳反!科学家首次发现,突变的p53不仅失职,还压制先天性免疫,促进肿瘤生长丨科学大发现 原创 奇点糕 奇点网 2月8日

来源:奇点网 2021-04-18 18:09:26

我们对最强抑癌蛋白P53/ target=_blank class=infotextkey>P53的认知又要刷新了。Mio帝国网站管理系统

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今天,纽约州立大学石溪分校Luis A. Martinez领衔的研究团队,在顶级期刊《细胞》旗下的《癌细胞》上发表重要研究成果。Mio帝国网站管理系统

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他们发现突变后的P53蛋白不仅失去了抑癌能力,它还直接与先天免疫信号通路相互作用,抑制先天免疫信号的传递,和相关细胞因子的产生,给癌细胞营造免疫逃逸的环境,促进肿瘤的生长[1]。Mio帝国网站管理系统

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TP53基因突变的复杂程度令人咋舌。Mio帝国网站管理系统

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▲ 论文首页截图Mio帝国网站管理系统

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Martinez是如何发现突变p53另一面的呢?Mio帝国网站管理系统

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这件事儿还得从癌症的非整倍性说起。Mio帝国网站管理系统

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非整倍性是癌细胞基因组不稳定的表现,例如染色体的增删或者缺失等(甩掉打压自己的基因,增加对自己有利的基因)。Mio帝国网站管理系统

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据统计,90%的实体瘤都表现出非整倍性[2],因此它也被认为是癌症最常见的遗传变异,还被认为是驱动癌细胞进化的幕后黑手[3]。Mio帝国网站管理系统

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癌细胞这么做不是没有风险的。Mio帝国网站管理系统

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癌细胞染色体表现出的这种不稳定性,很容易导致一些DNA碎片释放到细胞质中[4]。Mio帝国网站管理系统

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▲ 癌细胞的非整倍性(图源:MIT,Wendy Wang and Eliza Vasile)Mio帝国网站管理系统

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而细胞质中出现的DNA碎片,对于细胞来说那可是个危险信号,因为这意味着要么是有病原物入侵,要么就是细胞出问题了,需警惕。关键时候为了机体的安全甚至得启动自毁程序。因此,在细胞里面得有一套专门识别和应对DNA片段的程序。Mio帝国网站管理系统

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这套程序的第一棒是一个叫cGAS蛋白,它负责识别DNA片段。cGAS一旦发现DNA片段,就会合成一个叫cGAMP的信使[5],cGAMP在细胞质中游荡的时候,会被sting识别。Mio帝国网站管理系统

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sting发现cGAMP之后,就会把TBK1和IRF3喊过来,它们仨会抱团在一起组成一个三聚体复合物。随后,STING和TBK1把传递信息的任务交给IRF3,IRF3被磷酸化形成同源二聚体,跑到细胞核里调节基因的表达,合成I型干扰素(IFNs)[6]。Mio帝国网站管理系统

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如果IRF3不辱使命的话,癌细胞此时会合成大量的IFNs。释放到癌细胞外的IFNs会叫来自然杀伤(NK)细胞、细胞毒性T淋巴细胞和巨噬细胞[7,8],癌细胞就没有好果子吃了。Mio帝国网站管理系统

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▲ 复杂的cGAS/STING/TBK1/IRF3信号通路(图源:10.1158/2159-8290.CD-19-0761)Mio帝国网站管理系统

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另一方面IRF3还可以进到线粒体,导致线粒体穿孔,诱导细胞凋亡自杀[9]。Mio帝国网站管理系统

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看完上面的防御机制,是不是觉得挺严密的,甚至可以说有点儿万无一失的感觉。但现实是,这套机制很多时候不起作用。Mio帝国网站管理系统

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有时候不仅不起作用,还起到促进癌细胞转移的反作用[10,11]。你说气人不气人。Mio帝国网站管理系统

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到现在,科学家对于上述监控程序为何会失效仍知之甚少[10]。Mio帝国网站管理系统

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不过有个已知的现象是:在监控程序失效的情况下,最后一个跑腿的IRF3是处于失活状态的[10,11]。这说明上面的监控程序很有可能是被打断了。这是目前知道的一个线索。Mio帝国网站管理系统

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Martinez团队注意到,此前有报道称,突变的p53与头颈癌和胃癌中免疫细胞的缺失或减少存在相关性[12,13]。Mio帝国网站管理系统

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这些研究论文,激发了他们的灵感。Mio帝国网站管理系统

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鉴于突变的p53蛋白本身就与染色体不稳定性相关[14,15],Martinez和他的同时推测,极有可能是突变的p53蛋白中断了cGAS/STING/TBK1/IRF3这条信号通路,导致IRF3失活,以至于细胞对晃荡在细胞质里面的危险信号——DNA片段——无动于衷Mio帝国网站管理系统

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也就是说,突变的p53蛋白,从癌细胞内部帮助癌细胞实现了免疫逃逸。Mio帝国网站管理系统

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难怪有一半以上的癌症会出现p53突变。Mio帝国网站管理系统

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▲ 染色体(图源:Nature,https://doi.org/10.1038/nature03099)Mio帝国网站管理系统

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有了这个想法之后,研究人员迅速在多个人类癌细胞系中检验了突变p53蛋白的功能。Mio帝国网站管理系统

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结果发现,果然是突变的p53阻断了cGAS/STING/TBK1/IRF3这条先天性免疫信号通路。Mio帝国网站管理系统

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只要抑制突变TP53基因的表达,跑最后一棒的IRF3就能被激活;只要突变的TP53基因过表达,IRF3就完蛋。Mio帝国网站管理系统

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值得注意的是,如果是诱导正常TP53基因表达,IRF3活性会增加;而敲除正常TP53基因,IRF3活性会被抑制。Mio帝国网站管理系统

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这就说明,正常的p53和突变的p53对先天免疫信号通路的调控作用完全是相反的。Mio帝国网站管理系统

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好嘛,一突变就彻底变反派,p53,果然有你的。Mio帝国网站管理系统

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那么突变的p53究竟是如何中断cGAS/STING/TBK1/IRF3这条先天性免疫信号通路的呢?Mio帝国网站管理系统

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进一步分析发现,原来突变的p53直接与TBK1结合了,阻止了TBK1与STING和IRF3的合体。这个结合导致IRF3不能通过抱团激活,进而失去了继续传递信息的能力。Mio帝国网站管理系统

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原来如此。Mio帝国网站管理系统

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▲ 论突变p53抑制先天免疫信号通路机制图Mio帝国网站管理系统

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过表达TBK1的话,在一定程度上能恢复先天免疫信号的传递,抑制肿瘤的生长。Mio帝国网站管理系统

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总的来说,这项研究成果揭示了突变p53蛋白不为人知的另一面。也给针对TP53突变开发抗癌药物的研究人员,提供了新的研究思路。Mio帝国网站管理系统

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或许在未来,我们能找到阻止突变p53蛋白TBK1结合的方法,重新释放先天性免疫信号通路的抗癌能力Mio帝国网站管理系统