本文關鍵詞：增殖細胞中p53基因表達的研究以及新的功能　出處：《南京大學》2017年博士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 細胞競爭 細胞增殖 p53基因啟動子 Mdm2 Mdm4 p53

【摘要】：p53被認為是最重要的腫瘤抑制基因之一。流行病學調查數(shù)據(jù)很好詮釋了p53的抑癌作用：一半以上的人類腫瘤樣品攜帶有p53的基因突變。p53基因編碼了一個53KD的轉錄因子,它可能參與了對數(shù)百個靶基因的調控,從而行使其誘導細胞周期阻滯、細胞凋亡和衰老的功能。關于p53的調控已經(jīng)作了大量的研究,其中,翻譯后修飾被認為在p53活力調控方面起主導地位。MDM2和MDM4被認為是最關鍵的兩個p53負調控因子。然而,關于p53轉錄水平的調控,尤其是體內的調控,卻鮮有關注。因此,p53基因轉錄調控的重要性也不得而知。在本研究中,我們首先構建了BAC轉基因的p53-LacZ報告小鼠來研究p53在體內的表達模式。我們發(fā)現(xiàn),p53啟動子在多個組織中的增殖區(qū)域中高度活躍。這提示,p53基因啟動子在增殖細胞中活力比較高。為了研究p53基因本身的表達是否遵循p53-Lacz報告小鼠所揭示的規(guī)律,我們進行了一些列的體內體外實驗。首先,在體外細胞培養(yǎng)實驗中,我們發(fā)現(xiàn)p53mRNA在增殖細胞中高表達,這與以前的觀察一致。在壓力信號存在的情況下,增殖細胞中p53通路激活強烈。然后,我們研究了體內p53表達的情況。通過比較幼年小鼠和成年小鼠體內p53的表達情況,我們發(fā)現(xiàn)p53的表達水平的高低和增殖細胞的多少間存在正相關。為了更精確的研究細胞增殖和p53表達間的關系,我們采用了部分肝切除的模型。同時,我們也發(fā)現(xiàn)肝臟再生過程中的肝細胞表達更高水平的p53 mRNA.進一步,在另外一個實驗中,經(jīng)過X光照射后,我們發(fā)現(xiàn)有BrdU摻入的細胞特異地累積更高水平的p53蛋白。這些都說明p53基因的啟動子在增殖細胞中是高度活躍的。在壓力信號下,高水平的p53導致增殖細胞中p53通路的強烈激活。強烈的p53激活能夠通過細胞自主性的方式導致增殖細胞出現(xiàn)周期阻滯甚至凋亡。但是,考慮到健康人群很少受到諸如放射性物質或者化療藥物等極端壓力信號的威脅,討論輕微的p53激活所產(chǎn)生的生理效應或許更有意義。為了研究p53輕微激活所產(chǎn)生的生物學效應,我們構建了胰腺特異的Mdm2和Mdm4雙雜合小鼠。我們發(fā)現(xiàn),在胰腺發(fā)育過程中,Mdm2+/- Mdm4+/-細胞丟失了。然而,小鼠胰腺的大小,結構和功能都沒有受到影響。我們觀察到的現(xiàn)象與“細胞競爭”有些類似。細胞間的交流是個體發(fā)育的核心。作為細胞間交流的一個方面,細胞間的競爭決定了哪些細胞能夠存活下來,從而有利于選擇最合適的細胞來參與個體發(fā)育的后續(xù)進程。細胞競爭也被認為參與了腫瘤發(fā)生和生長的過程。目前為止,對哺乳動物中細胞競爭知之甚少,研究得也不多。作為一個重要的腫瘤抑制基因和壓力-響應網(wǎng)絡的節(jié)點,p53是否也參與了固態(tài)組織中的細胞競爭行為,尤其是p53是否在哺乳動物胚胎發(fā)育過程中的細胞競爭現(xiàn)象中起作用還不清楚。在本課題中,通過采用Mdm2+/- Mdm4+/-雙雜合策略,我們發(fā)現(xiàn)這種策略確實能夠輕微的激活p53信號通路,但是,Mdm2+/- Mdm4+/-雙雜合的小鼠胚胎的發(fā)育是正常的,并未顯現(xiàn)明顯的發(fā)育缺陷。令我們感到驚訝的是,Mdm2+/-Mdm4+/-細胞在嵌合體的胚胎發(fā)育過程中被淘汰了。通過使用不同的系統(tǒng),我們發(fā)現(xiàn)Mdm2+/-Mdm4+/-細胞在嵌合體的胚胎發(fā)育過程中的淘汰現(xiàn)象時普遍的。這也提示了胚胎發(fā)育過程中,個體偏好選擇p53活力較弱的細胞群體�？偨Y一下,我們首次發(fā)現(xiàn),p53基因的啟動子在增殖細胞中是高度活躍的；在壓力信號下,這導致增值細胞中p53通路的強烈激活。增殖細胞中p53通路的強烈激活會導致細胞周期阻滯甚至細胞凋亡。這可能對p53基因的功能至關重要。另外,我們的發(fā)現(xiàn)有助于解釋為什么細胞增殖旺盛的組織對諸如放療和化療等壓力信號更敏感。通過輕微地激活p53,在小鼠的胚胎發(fā)育中,我們觀察到一例新的細胞競爭現(xiàn)象。這是在哺乳動物中觀察到的為數(shù)不多的細胞競爭現(xiàn)象之一,它進一步肯定了細胞競爭現(xiàn)象的普遍性和保守性。其次,我們的發(fā)現(xiàn)也提出了另一個關于p53基因作用方式的全新的模型：強烈的p53激活會通過細胞自主性的方式導致細胞周期阻滯甚至細胞凋亡；輕微的p53激活則通過非細胞自主性的方式導致不同細胞間的競爭行為。我們的發(fā)現(xiàn)可能有助于解釋人類腫瘤中p53基因突變的廣泛性。
【學位授予單位】：南京大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：Q75

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本文編號：1324815