2
8107

Сигнальные пути p53

р53 - это ключевой сигнальный белок, запускающий многочисленные каскады реакций, приводящих к апоптозу клетки. Все генетические программы организма находятся под пристальным контролем р53 - кроме запуска апоптотических каскадов, он участвует в развитии ответа на стресс, может инициировать репарацию ДНК, остановку клеточного цикла и клеточное старение.

на сайте с 18 января 2010

Гидо Крёмер. р53 и его сигнальные пути - основная мишень в терапии рака и ВИЧ.

Guido Kroemer

Guido Kroemer Ведущий научный сотрудник, заведующий Лабораторией «Апоптоз, рак и иммунитет»  (отделение INSERM U848) при Институте онкологии им. Густава Руасси, Виллежуи, Франция (Institut de cancerologie Gustave Roussy, Villejuif, France).

Отрасль – молекулярная биология. 

Основная тема исследований: В лаборатории Гидо Крёмера ведется ряд работ, направленных на изучение роли сигнальных каскадов р53 в канцерогенезе,  запуске апоптотических реакций и иммунного ответа организма. 

Цель исследования: р53  - это хорошо изученный белок-онкосупрессор, который может запускать апоптоз  как путем индукции транскрипции проапоптотических генов, так и напрямую влияя на митохондриальную мембрану. Примерно 50% случаев рака у человека связано с генетической или эпигенетической инактивацией p53. Поэтому одной из задач исследования была попытка оценки взаимовлияния химиотерапии и сигнальных путей белка р53. Другой задачей было изучение участия р53 в развитии иммунодефицита человека. 

Результаты исследования: На основании исследований, проведенных в группе Крёмера, было установлено, что p53 регулирует процессы апоптоза с помощью модуляции экспрессии генов на четырех функциональных уровнях. Во-первых (1), на уровне рецепторов клеточной смерти. Во-вторых (2) на уровне вторичных мессенджеров цитозоля, а также (3) путем воздействия на функции митоходрий и (4) посредством влияния на даунстрим эффекторы.


Долгое время считалось, что основная функция р53 заключается в модуляции транскрипции генов (2002, Guimaraes DP, Biochimie. P53: A key gene in human cancer), но, по всей видимости, белок р53 способен напрямую влиять на метаболизм митохондрий, перемещаясь в их компартменты и принимая участие в развитии апоптоза. Проникая в митохондрии, p53 может изменять потенциал митохондриальной мембраны. А в условиях патологии изменение проницаемости митохондриальной мембраны может привести к ингибированию процессов апоптоза и повышенной устойчивости к химиотерапии. Сигнальный каскад р53 может быть индуцирован его гомологами - белками р63 и р73. В случае их суперэкспрессии, р63 и р73 связываются с р53, усиливая его способность к трансактивации специфических апоптотических мишеней PERP и NOXA.
Таким образом, из этой части исследований можно сделать однозначный вывод, что понимание функционирования сигнальных путей р53 играет важную роль в планировании терапии различных типов раковых заболеваний.  
Недавно было обнаружено, что кроме канцерогенеза, р53, по всей видимости, играет ключевую роль в разрушении иммунной системы вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ). Вкратце схему клеточной смерти в этом случае можно представить следующим образом:


Специфические сигналы, управляемые рецепторами плазматической мембраны, запускают каскад проапоптотических киназ. Фосфорилирование ингибитора NF-kB (IkB) подавляет его деградацию и инициирует NF-kB-зависимую транскрипцию. Происходит активация циклин-B-зависимой киназы 1(Cdk1), что приводит к абортивному входу в профазу митоза и появлению нескольких ядер в одной цитоплазме (кариогамия). р53 оказывается фосфорилированным по сайтам S15 или S46, что приводит к активации p53-зависимой транскрипции. В результате индуцируются Puma и Bax, запускаются механизмы снижения проницаемости митохондриальной мембраны и клеточного апоптоза.Таким образом, предположение относительно роли р53 в ВИЧ-инфекции было сделано на основе нескольких наблюдений. Для начала, р53 запускает активацию фосфорилирования в популяции моноядерных клеток периферической крови и клетках лимфатических узлов носителей ВИЧ. У носителей ВИЧ суперэкспрессированы некоторые гены-мишени р53 (например, PUMA – член проапоптотического семейства Bcl-2 , а в экспериментах in vitro было показано, что p53 и PUMA лимитируют скорость индукции клеточной смерти от ВИЧ инфекции. Это было продемонстрировано на нескольких модельных системах, в том числе, при изучении вызванного геном Env апоптоза синцития и смерти клетки, индуцированной его продуктом - белком gp120.  Исходя из этого, p53 можно рассматривать как новую мишень для терапии ВИЧ.

Основные публикации по теме:



  • Обзор сигнального пути митохондрий: возможные уроки для химиотерапии?

  • Insights into the mitochondrial signaling pathway: what lessons for chemotherapy? 
    Brenner C, Le Bras M, Kroemer G. J Clin Immunol. 2003 Mar;23(2):73-80. Review. PMID: 12757259

    Апоптоз и нестабильность генома.
    Apoptosis and genomic instability.
    Zhivotovsky B, Kroemer G. Nat Rev Mol Cell Biol. 2004 Sep;5(9):752-62. Review. PMID: 15340382

  • Р53 – проапоптотический сигнальный трансдуктор, вовлеченный в развитие ВИЧ.
    p53-A pro-apoptotic signal transducer involved in AIDS.  
    Castedo M, Perfettini JL, Piacentini M, Kroemer G.Biochem Biophys Res Commun. 2005 Jun 10;331(3):701-6. Review.PMID: 15865925

  • Анти- и проопухолевые функции аутофагии.
    Anti- and pro-tumor functions of autophagy. 
    Morselli E, Galluzzi L, Kepp O, Vicencio JM, Criollo A, Maiuri MC, Kroemer G. Biochim Biophys Acta. 2009 Sep;1793(9):1524-32. Epub 2009 Jan 21. Review. PMID: 19371598

  • Регуляция аутофагии с помощью р53.
    Autophagy regulation by p53. 
    Maiuri MC, Galluzzi L, Morselli E, Kepp O, Malik SA, Kroemer G. Curr Opin Cell Biol. 2009 Dec 29.PMID: 20044243

Контакты:

INSERM, U848; Institut Gustave Roussy; and Universite Paris Sud-XI;
pavillon de recherche 1 - 39 Rue Camille Desmoulins
94805 Villejuif CEDEX, France
Phone: 33 1 42 11 60 46
Fax: 33 1 42 11 52 44 
E-mail: kroemer@orange.fr 
            kroemer@igr.fr

 

Бенджамин Алмон. Сигнальный путь Hedgehog необходим для работы р53 в качестве онкосупрессора.

Benjamin Alman

Benjamin Almon Магистр биологии, профессор хирургии
Отдел Лабораторной медицины и патобиологии, Факультет Медицины Университета Торонто, Канада (Department of Laboratory Medicine and Pathobiology, Faculty of Medicine, University of Toronto, Canada).
Заведующий Отделом ортопедической хирургии, ведущий ученый Группы биологии развития и стволовых клеток в Госпитале для ослабленных детей, Торонто, Канада (Senior Scientist, Program in Developmental & Stem Cell Biology, Hospital for Sick Children, Toronto, Canada). 

Отрасль – клиническая и молекулярная онкология, хирургия. 

Основная тема исследований: роль сигнальных каскадов в развитии неоплазий костной ткани и скелетных мышц. 

Цель исследований: Исследование роли перекрестного взаимодействия сигнальных путей генов р53 и  Hedgehog в развитии злокачественных опухолей костной и хрящевой тканей. Сигнальный путь Hedgehog получил свое название по аналогии с ежами (подсемейство Erinaceinae (Иглокожие)) , основной средой обитания которых являются заросли кустарников и деревьев, которые часто используются на фермах для разделения территорий (т.н. разделительная полоса (hedgerow)). Она служит хорошей защитой от неблагоприятных погодных условий и одновременно является оптимальным местом для жизни ежей. По аналогии с этим, для регуляции нормального функционирования клетки сигнальному пути Hedgehog (Hh) необходим строгий контроль окружающих условий. 

Результаты исследований: Ключевым трансдуктором сигнального пути Hedgehog является трансмембранный белок Smoothened (SMO). Его активность ингибируется другим трансмембранным белком Ptch  , который представляет собой клеточный рецептор для Hh лигандов. При связывании Hh с Ptch ингибирующий блок SMO снимается, вследствие чего последний активирует группу факторов транскрипции Gli, которые активируют целевые гены путем прямого взаимодействия со специфическими областями в области промотора. Главными целевыми генами данного сигнального пути являются глиома-ассоциированные онкогены GLI1 и GLI2 , а также гены PTCH1 и HHIP (2002, Duman-Scheel M. Nature, Hedgehog regulates cell growth and proliferation by inducing Cyclin D and Cyclin E.). Активация этих генов приводит к ряду клеточных реакций – например, активации пролиферации и появлению антиапоптических сигналов (2004, Bigelow R.L.,  J. Biol. Chem. Transcriptional regulation of bcl-2 mediated by the sonic hedgehog signaling pathway through gli-1).  

Alman_pic1


Если позволить сигнальному каскаду Hh работать в полную силу, то это приведет к развитию раковых опухолей в различных типах тканей, включая мозг, кожные покровы и  хрящи. При этом наблюдается снижение активности гена-супрессора р53, что приводит к повышению частоты возникновения раковых опухолей, увеличению их размера и ускорению процессов метастазирования. Р53 обладает целым набором функций, подавляющих образование опухолей и их рост практически во всех типах рака, вызванных неконтролируемой работой сигнального пути Hh. В частности, он подавляет цикл развития раковых клеток и снижает процент их выживания. В последнее время появляется все больше данных, свидетельствующих о том, что именно взаимодействие сигнальных путей р53 и Hedgehog играет ключевую роль в онкосупрессорной функции р53 и формировании «разделительной полосы», защищающей здоровые клетки от инициации канцерогенеза.

Alman_pic2


Основные публикации по теме:


Контакты:

Department of Laboratory Medicine and Pathobiology
Faculty of Medicine, University of Toronto
Medical Sciences Buildings
1 King's College Circle, 6th Floor
Toronto, Ontario    M5S 1A8   Canada 
Phone: (416) 813-7980 
Fax: (416) 813-6414 
E-mail: benjamin.alman@sickkids.ca 

Лаура Аттарди. Сигнальные каскады р53, теломеры и терапия онкозаболеваний.

Laura Attardi

Laura Attardi Доктор биологии, ведущий исследователь
Заведующая лабораторией Радиационной биологии и биологии рака Университета Стенфорда, Калифорния, США (Department of Radiation and Cancer Biology, Stanford University, CA, USA). 

Отрасль: молекулярная биология 

Основная тема исследований: Исследования группы Лауры Аттарди направлены, в первую очередь, на развитие представлений о механизмах действия белка р53 и роли его генов-мишеней в процессах апоптоза и супрессии опухолевого роста у мышей.    Понимание механизмов работы сигнальных каскадов р53 у мышей позволит понять, каким образом инактивация р53 приводит к развитию раковых заболеваний человека, и разработать новые виды комплексной терапии опухолей на основе каскадов р53. 

Цель исследования:  Детальный анализ работы и регуляции гена Perp  – основной мишени белков p53 и p63  и охарактеризовать дополнительные мишени р53 при запуске процессов апоптоза. Кроме того, было необходимо исследовать взаимосвязь работы р53 и укорочения теломерных повторов при старении.

Результаты исследования: Для того, чтобы провести скрининг генов, которые активируются в процессе р53-зависимого апоптоза, сначала был изолирован новый ген Perp (P53 apoptosis Effector Related to PMP-22). Его индукция коррелирует с развитием р53-зависимого апоптоза, но при этом никак не связана со смертью клеток, не зависимой от р53. В группе Лауры Аттарди было показано, что необходимость присутствия Perp зависит от типа клеток – например, если в  незрелых тимоцитах и нейронах Perp частично подавляет развитие апоптоза, то в клетках E1A-MEF его влияние очень незначительно. Кроме участия в апоптозе, Perp выполняет еще одну неожиданную функцию – он вовлечен в адгезию клеток. В отсутствие повреждения ДНК, Perp экспрессируется в развивающемся и зрелом эпителии. Эндогенный белок Perp локализован в десмосомах  – это мультибелковый комплекс, необходимый для нормального межклеточного взаимодействия в этих тканях. Именно поэтому нокаутные по Perp мыши умирали в первую же неделю жизни. По всей видимости, адгезивная функция Perp не зависит от р53, однако, его экспрессия регулируется транскрипционным фактором p63 – основным регулятором развития эпителия и «родственником» белка р53. Двойственная роль Perp в межклеточном взаимодействии и апоптозе свидетельствует о том, что этот белок может быть подвержен влиянию различных заболеваний человека. Мутации р63 приводят к множественным нарушениям развития человека, а каждый из идентифицированных белков десмосомы в случае появления злокачественных новообразований меняет свои функции и влияет на кожные и волосяные покровы, а также на слизистые оболочки ротовой полости. То есть, в таком случае Perp может превращаться в белок неизвестной генетической природы. Таким образом, Perp -  это ген, который трансактивируется белками р53 и р63, влияет на процессы адгезии и апоптоза и может являться неотъемлемой частью сигнальных путей, предотвращающих развитие раковой опухоли и инвазии. Кроме того, с помощью гибридизации блокированной G1 и апоптотической популяций РНК на ДНК-микроматрице была осуществлена идентификация и характеристика других компонентов активируемого р53 каскада клеточной смерти. В ближайшее время планируется провести анализ up-регулируемых в апоптотических клетках генов с помощью методов клеточной биологии и биохимии. В последнее время в лаборатории идет работа по изучению взаимосвязи укорочения теломерных повторов ДНК  и сигнальных путей р53. 

Attardi_pic1


Ослабление защитной функции при старении приводит к индукции повреждения ДНК и активации белка-онкосупрессора р53. р53 играет важнейшую роль в передаче сигналов старения и апоптоза к дисфункциональным теломерам. Недостаток этого белка приводит к тому, что критически короткие декэпированные теломеры образуют хромосомные сшивки. Такие сшитые хромосомы ведут за собой изменение копийности генов и являются причиной инициации канцерогенеза . Особенно часто это встречается в эпителиальных тканях. Дело в том, что происходит активация ATM-киназ, которые фосфорилируют Chk2 , а он, в свою очередь, фосфорилирует р53. Эти события приводят к стабилизации и активации р53, который запускает транскрипцию своих генов-мишеней. Активация мишеней необходима для управления альтернативными путями, находящимися под контролем р53 – в том числе, блокировки G1, старения и апоптоза (2005, Artandi SE, Biochem Biophys Res Commun., Pathways connecting telomeres and p53 in senescence, apoptosis, and cancer). 


Основные публикации по теме:


Контакты:

CCSR-1240 South
Stanford University Medical Center
269 Campus Drive
Stanford, CA 94305-5152
Phone: (650)725-8424
Fax: (650)723-7382
Email: attardi@stanford.edu

Уте Молл. Транскрипционно-независимая модель работы р53 в митохондриях.

Ute Moll

Ute Moll Доктор биологии, профессор

Заместитель заведующего Отдела Патологии Университета Стоуни Брук, Нью Йорк, США (Department of Pathology Stony Brook University, NY, USA).

Отрасль – медицинская молекулярная биология, патобиология
 

Основная тема исследований: функционирование генов семейства р53 в нормальных и опухолевых клетках и регуляция их экспрессии.

Цель исследований: Известно, что р53 индуцирует экспрессию генов-мишеней, которые запускают программу смерти клетки. Основным направлением исследования лаборатории Уте Молл является изучение механизмов регуляции активности р53 in vivo – в частности, его проапоптотической активности в митохондриях и роли убиквитина в дисрегуляции субклеточной локализации р53

Результаты исследований: В лаборатории Уте Молл впервые была разработана транскрипционно-независимая модель регулируемого р53 апоптоза в митохондриях (2009, Vaseva AV, BBA, The mitochondrial p53 pathway.). Белок р53 дикого типа взаимодействует напрямую с белками семейства  Bcl-2, которые контролируют проницаемость митохондриальной мембраны, и модулирует их анти-и проапоптотическую активность. В результате активаторы апоптоза выходят из межмебранного пространства. При этом мутантные производные р53 из опухолевых клеток не способны выполнять эту функцию.


В здоровых клетках проапоптотический фактор BH3 присутствует в виде мономера, или же в комплексе с антиапоптотическими белками Bcl2, BclXL, Bcl-w, и Mcl-1 (показаны прямоугольниками).Сигнал программированной смерти индуцирует митохондриальный р53 (обозначен треугольником), который образует комплекс с BclXL и  Bcl2. Это приводит к гомоолигомеризации белков Bax и Bak и снижению проницаемости митохондриальной мембраны. Кроме того, р53 активирует цитоплазматическую форму Bax с помощью механизма «столкнулся и убежал», что вызывает конформационные изменения структуры Bax, митохондриальные транслокации, олигомеризацию и дополнительное снижение проницаемости мембраны (2005, Erster S, Biochem Biophys Res Commun., Stress-induced p53 runs a transcription-independent death program.) Транслоцированный р53 может связываться с белком Bak, разрушая таким образом ингибиторный комплекс Bak/Mcl1 и позволяя Bak образовать гомоолигомеры и еще больше снизить проницаемость мембраны митохондрий.  


Основные публикации по теме: 



Контакты:

Department of Pathology
BST L9, R132-136
Stony Brook University
Stony Brook NY 11794-8691 
Tel: (631) 444-2459
Fax: (631) 444-3424
E-mail: umoll@notes.cc.sunysb.edu

Карстен Кульмзее. Сигнальные каскады р53 и NF-kB. Вместе против нейродегенеративных нарушений.

Carsten Culmsee

Carsten Culmsee Профессор клинической фармакологии

Институт Фармакологии и токсикологии при Университете Марбурга, Германия (Institut für Pharmakologie und Toxikologie, Philipps-Universität Marburg, Deutschland)

Отрасль – фармакология, нейробиология 

Основная тема исследований: механизмы повреждения клеток нейронов и их защита с помощью ингибиторов р53; сигнальные пути, связанные с апоптозом, нейродегенеративными расстройствами.

Цели исследования: Изучение ассоциированных с р53 сигнальных путей, которые принимают участие в запуске механизмов старения и разрушения нейронов,  и разработка новых препаратов, способных изменить ход событий в программе клеточной гибели. В частности, последнее время в лаборатории Карстена Кульмзее занимаются исследованием ранних стадий запускаемого p53 сигнального пути апоптоза. 

Результаты исследования: Сигнальные события, происходящие в процессе нейронального апоптоза до изменений в работе митохондрий, еще не до конца изучены, но, очень вероятно, они включают в себя повреждение ДНК, запускающее активацию онкосупрессора р53.

Накопление и активация транскрипции р53 в ответ на такие события, как повреждение ДНК, происходит очень быстро. В зависимости от типа начального стресса в активации р53 оказываются задействованы совершенно разные сигнальные пути, которые могут пересекаться между собой уже после активации р53. р53 выполняет свою «смертоносную» функцию с помощью трансактивации проапоптотических генов мишеней, таких как Bax, BH3, PUMA и NOXA. При этом они переносятся в митохондрии, инициируют снижение трансмембранного потенциала и выход факторов апоптоза AIF. Многие транскрипционные мишени – например Peg3/Pw1 , Siah-1a и SIVA – работают сходным образом, взаимодействуя с членами проапоптотического семейства Bcl-2 на уровне митохондрии.   Кроме того, р53 может запускать процесс гибели клетки через трансактивацию рецептора Fas  или up-регуляцию фактора APAF-1, который активирует каспазо-зависимый путь апоптоза после формирования апоптосомы, содержащей цитохром С и каспазу 9. (2005, Culmsee C, Biochem Biophys Res Commun, p53 in neuronal apoptosis.) Хотя повреждение ДНК часто рассматривается как один из финальных аккордов в процессе апоптоза, данные К. Кульмзее и сотрудников говорят о том, что оно может играть определенную роль в формировании сигнального каскада, приводящего к активации р53 или ATM на ранних стадиях развития апоптоза нейронов. Не так давно ими была описана нейропротекторная роль ДНК-репарирующего фермента ДНК-зависимой протеинкиназы  DNA-PK. Нейроны, в которых находилось недостаточное количество DNA-PK, были  высокочувствительными к различным стрессовым ситуациям in vitro и in vivo, что говорит о чрезвычайной важности механизма репарации ДНК в эндогенных сигнальных путях. С использованием ингибитора р53 пифитрина-альфа (PFT) и его вновь синтезированного аналога ученые показали, что р53 играет важную роль в нейродегенеративных нарушениях, включая ушибы, травмы мозга, эпилепсию и болезнь Альцгеймера. Последние результаты свидетельствуют об очень высоком потенциале применения обратимого ингибирования р53 в терапии неврологических заболеваний, так как ингибиторы р53 блокируют апоптотический каскад и индуцируют эндогенную сигнализацию через NF-kB.
В нейронах р53 активируется различными стрессовыми сигналами, которые появляются в ответ на повреждение ДНК и кислородно-глюкозное голодание. После активации р53 переносится в ядро и инициирует транскрипцию проапоптотических факторов (PIGs= p53-inducible genes). Конститутивная сигнализация, напротив, включает в себя активацию NF-kB и индуцирует синтез антиапоптотических белков (bcl-2, bcl-xl, MnSOD, калбиндин) или ингибиторов белков апоптоза (IAPs). Для эффективного взаимодействия с соответствующими промоторными участками оба этих фактора транскрипции нуждаются в кофакторе p300. Поскольку пул р300 в ядре лимитирован, транскрипционные факторы p53 и NF-kB вынуждены «соревноваться» в возможности связывания с этими кофакторами. В зависимости от победителя, запускается про- или антиапоптотический путь.Таким образом, ингибирование ядерной транслокации р53 пифитрином-а и его производными косвенно активирует сигнальный путь NF-kB – путь выживания клетки, и приводит к усилению антиапоптотического действия ингибиторов р53.  



Основные публикации по теме:



Контакты:

Institut für Pharmakologie und Toxikologie
- Klinische Pharmazie -
Philipps-Universität Marburg
Karl-von-Frisch-Strasse 1
D-35033 Marburg, Germany
Room-No.: 203
Phone: +49 6421 2825780
Fax: +49 6421 2825720
E-mail: culmsee@staff.uni-marburg.de

 

 

Марк Мэттсон. p53 и неврологические заболевания.

Mark P. Mattson

Mark Mattson Доктор биологии, ведущий научный сотрудник,

Заведующий Лабораторией нейрологии и Отдела клеточной и молекулярной нейрологии, Национальный Институт старения, Биомедицинский научный центр, Балтимор, США (Laboratory of Neurosciences, Biomedical Research Center National Institute of Aging, Baltimore, USA)

Отрасль – нейробиология. 

Основная тема исследований: участие р53 и его мишеней в развитии нейродегенеративных заболеваний. 

Цель исследований: исследование работы теломераз как одной из основных мишеней р53 на ранних этапах развития сигнального пути апоптоза

Результаты исследований:


На диаграмме отражено текущее состояние наших знаний о механизмах, благодаря которым «антивозрастной» фермент теломераза может увеличивать шансы клетки на выживание в стрессовых условиях и надежно защищать ее даже от таких серьезных возрастных дегенеративных расстройств, как болезнь Альцгеймера и инсульт. Теломераза состоит из каталитической субъединицы TERT, РНКового компонента и ряда белков, ассоциированных с теломерами или теломеразами - TRF-1, TRF-2 и TEP-1. Основная, хорошо изученная функция теломеразы – это способность присоединять повтор ДНК из 6 оснований к концам хромосомы. Эта активность теломеразы может защищать хромосому от повреждения и таким образом подавлять апоптотические сигналы, идущие от поврежденной ДНК. Кроме того, было показано, что белок TERT подавляет развитие апоптоза нейронов на ранних этапах клеточной гибели еще до развития дисфункции митохондрий и активации каспаз. Ключевую роль в этом антиапоптотическом действии теломераз играет изменение активности онкосупрессора р53.

Основные публикации по теме:



Контакты: 

Laboratory of Neurosciences
Biomedical Research Center, 05C214
251 Bayview Boulevard, Suite 100
Baltimore, MD 21224-6825
Phone 410-558-8463
Fax 410-558-8465
E-mail mattsonm@grc.nia.nih.gov

Игал Хаупт. Сигнальные пути и онкосупрессоры.

Ygal Haupt

Ygal Haupt Доктор биологии, профессор.

Заведующий группой Подавления опухолей, Центр исследования рака Питера МакКаллума, Мельбурн, Австралия (Tumour supression group, Peter MacCallum Cancer Centre, Melbourne, Australia)

Отрасль – клеточная сигнализация. 

Основная тема исследований: исследование функционирования и регуляции онкосупрессоров на уровне сигнализации с целью их дальнейшего использования в клинической практике.

Цель исследования: определить ключевые детерминанты регуляции онкосупрессора р53, изучить особенности функционирования его мутантных форм и детально исследовать механизмы ингибирования р53 с помощью Mdm2. 

Результаты исследования: Для того, чтобы облегчить терапию раковых заболеваний, нам необходимо понять – каким образом контролируется работа как нормального, так и мутантного р53. К сожалению, о функции и регуляции мутантных форм р53 известно очень мало. Не так давно было показано, что онкосупрессор PML является ключевым позитивным регулятором мутантного р53. Неожиданно оказалось, что PML жизненно необходим для пролиферации раковых клеток, несущих мутантный р53, что подтверждает предположение о том, что онкосупрессорная функция PML зависит от статуса р53. Эта работа открывает широкие перспективы для новых исследований – например, для возможности идентификации новых противораковых мишеней, вовлеченных в сигнальные пути мутантного р53. 
Mdm2 – это ключевой ингибитор р53 дикого типа, а  c-Abl, как было показано (2005, Levav-Cohen Y, Biochem Biophys Res Commun, C-Abl as a modulator of p53.), нейтрализует его способность как к промотированию убиквитина и деградации р53, так и к ингибированию его транскрипционной и апоптотической активности (2003, M. Sedarous, J. Biol. Chem., Calpains mediate p53 activation and neuronal death evoked by DNA damage). Низкие концентрации убиквитина служат сигналом для выхода р53 из ядра. Таким образом, c-Abl освобождает р53 от супрессии убиквитином, что ведет к аккумуляции транскрипционно-активной формы в ядре.  

Haupt_pic1


Наиболее простым объяснением этой защиты может быть интерференция c-Abl и взаимодействия p53/Mdm2. Так как Mdm2  связывается с транактивирующим доменом р53 и маскирует его взаимодействие с аппаратом транскрипции, остается загадкой – каким же образом c-Abl удается освободить p53 из-под ареста Mdm2. Сейчас обсуждается роль киназного домена c-Abl во взаимодействии с р53, однако многое остается неясным. Поэтому была создана экспериментальная модель на основе не несущих c-Abl фибробластов, реконструированных с c-Abl дикого типа или мутантными производными, экспрессирующимися в диапазоне физиологических концентраций. Довольно неожиданно сравнительное исследование линий фибробластов выявило, что функциональная активность киназы является критичной для эффективного накопления р53 в ответ на повреждение ДНК. Это открытие привело к тому, что Mdm2 стали рассматривать как самую вероятную мишень для регулируемого c-Abl фосфорилирования. Таким образом, киназная активность c-Abl необходима для взаимодействия с р53 при формировании стрессового ответа клетки.  Вполне возможно также, что c-Abl координированно работают для нейтрализации активности Mdm2 в ответ на повреждение ДНК, тем самым предоставляя эффективную и быструю защиту для р53. 

Основные публикации по теме:



  • C-Abl как модулятор р53 C-Abl as a modulator of p53.
    Levav-Cohen Y, Goldberg Z, Zuckerman V, Grossman T, Haupt S, Haupt Y.Biochem Biophys Res Commun. 2005 Jun 10;331(3):737-49. Review.PMID: 15865930

  • Mdm2 в сигнальных путях роста и рак.
    Mdm2 in growth signaling and cancer.
    Levav-Cohen Y, Haupt S, Haupt Y.Growth Factors. 2005 Sep;23(3):183-92. Review.PMID: 16243710


  • PML усиливает степень регуляции р53 СК1 в ответ на повреждение ДНК.
    PML enhances the regulation of p53 by CK1 in response to DNA damage.
    Alsheich-Bartok O, Haupt S, Alkalay-Snir I, Saito S, Appella E, Haupt Y. Oncogene. 2008 Jun 12;27(26):3653-61. Epub 2008 Feb 4.PMID: 18246126

  • c-Abl фосфорилирует Hdmx и регулирует его взаимодействие с р53.
    c-Abl phosphorylates Hdmx and regulates its interaction with p53.
    Zuckerman V, Lenos K, Popowicz GM, Silberman I, Grossman T, Marine JC, Holak TA, Jochemsen AG, Haupt Y. J Biol Chem. 2009 Feb 6;284(6):4031-9. Epub 2008 Dec 15.PMID: 19075013


  • Подавление опухолей р53: важность процессов апоптоза и старения клеток.
    Tumour suppression by p53: the importance of apoptosis and cellular senescence.
    Zuckerman V, Wolyniec K, Sionov RV, Haupt S, Haupt Y. J Pathol. 2009 Sep;219(1):3-15. Review. PMID: 19562738 

Контакты:

Research Division,
Peter MacCallum Cancer Centre
St Andrew's Place,
East Melbourne VIC 3002

Postal Address: Locked Bag 1, A'Beckett Street
Victoria 8006
Phone: +61 (0)3 9656 5871
E-mail: ygal.haupt@petermac.org 

Комментарии

Оставить комментарий

Поделиться с друзьями

Share on Twitter