共抗白癜风你我同行 https://m-mip.39.net/disease/mipso_5788631.html初波团队（山东大学）
供稿
王福俤团队（浙江大学）
审校
GenesDev文献解读
自年p53基因被发现以来，三十多年内一直处于分子生物学和肿瘤医学研究的热点，而对p53基因的认识也经历了癌蛋白抗原-癌基因-抑癌基因的三重转变。Pubmed上关于p53的研究文章已超过，篇，发现了p53在器官发育，肿瘤抑制，新陈代谢等多方面的功能。
顾伟教授是全球p53研究领域的权威科学家之一，其在p53调控的抑制肿瘤功能上（主要为p53的乙酰化与泛素化）取得了非常杰出的成就，主要成果发表在Cell、Nature、Science、NatureCellBiol.等，论文总被引次。其中最重要的贡献在于乙酰化对于p53抗肿瘤功能的调控。
顾伟教授团队（美国哥伦比亚大学）在年发现p53K能被乙酰化修饰（Molcell,），该位点的突变p53KR无法激活PUMA基因，从而丧失诱导细胞凋亡的能力。随后在年发现了p53K（对应于小鼠的和位）的乙酰化(Cell，），p53KR抑制了p53诱导细胞周期阻滞以及细胞衰老的功能。
在以往对p53的研究中认为，p53调控肿瘤的发展主要通过诱导细胞凋亡，细胞周期阻滞和细胞衰老三方面来完成。因此顾伟教授团队构建了pKR（,和）的小鼠，抑制p53的这三个经典功能，去观察pKR的小鼠是否能如同p53-/-的小鼠早期成瘤。但是实验结果令人出乎意料，pKR的小鼠的存活时间远远超过p53-/-小鼠（Cell，），这提示p53除了经典的调控细胞衰老，周期阻滞和衰老外，还有着未被发现的新的调控肿瘤发展的机制。
于此同时，年美国哥伦比亚大学BrentStockwell实验室首次发现了一种新的依赖于铁的死亡方式——铁死亡。这一发现让顾伟教授团队提出了新的假设：pKR是否通过调控铁死亡来抑制肿瘤的发展。在年顾伟团队在Nature发表重磅研究成果：首次发现p53可以通过转录抑制胱氨酸转运蛋白SLC7A11来促进铁死亡的发生，从而抑制肿瘤的发生。这也初步阐明了为什么pKR依旧能够抑制小鼠肿瘤的形成以及其作用机制。
在此基础上，顾伟实验室发现了p位（对应小鼠98位）乙酰化修饰的调控对于铁死亡的功能是至关重要的（CellReports，）。那么利用pKR（98,,和）在抑制p53的调控细胞凋亡，周期阻滞，衰老和铁死亡后，p53就会失去其抑制肿瘤的功能呢？
年12月10号，顾伟教授团队在GenesDevelopment上发表了题为“mTORinhibitionactsasanunexpectedcheckpointinp53-mediatedtumorsuppression”的研究工作，发现pKR的小鼠相对于p53-/-的小鼠，并不会形成早发性肿瘤，而这一功能的实现是通过p53k位点的乙酰化调控mTOR的功能。在pKR的基础上突变K位点后，小鼠会类似p53-/-小鼠形成早发性肿瘤。除此之外，pKR能够完全回复mdm2敲除导致的胚胎致死。这些结果说明了p53除了通过诱导细胞凋亡，周期阻滞，衰老和铁死亡外，还可以通过mTORpathway来抑制肿瘤的发展和胚胎发育。
为了研究p53在缺失凋亡，细胞周期阻滞，衰老和铁死亡功能后能否导致肿瘤的发展，作者构建了pKR的小鼠，通过实验发现，pKR的小鼠在失去了诱导铁死亡的能力后，相对于p53WT和pKR的小鼠更容易得瘤，这说明诱导铁死亡是p53抑制肿瘤的重要机制之一。然而pKR小鼠却并不会像p53-/-小鼠在生长早期形成肿瘤。组化的结果显示无论在pKR小鼠的原位瘤还是转移瘤中，都有着非常强的p53染色，而对CD3的染色发现，这些肿瘤细胞主要来源于胸腺瘤的T细胞，这些结果虽然说明了抑制凋亡，细胞周期阻滞，衰老和铁死亡功能后会促进体内肿瘤的发展，但是其不会形成早发性肿瘤暗示着pKR还有着尚未被揭示的新的抑制肿瘤发展的功能。之前顾伟团队发现p53调控的铁死亡功能能够影响胚胎发育以及mdm2缺失导致的胚胎致死，为了验证pKR是否能够完全缓解mdm2缺失导致的胚胎致死，作者利用pKR/4KR/mdm2+/-小鼠进行交配发现，尽管无法得到pKR/4KR/mdm2-/-的婴儿小鼠，但是pKR能够完全缓解E14.5天前的胚胎发育，而在mdm2缺失的情况下，pKR的胚胎在E14.5天时已死亡。这些结果说明了pKR只能部分恢复mdm2缺失诱导的胚胎致死，但是在E16.5天后无法恢复，这暗示了在mdm2敲除的小鼠中，pKR有着额外的功能诱导胚胎致死。
为了探索p53除了铁死亡以外的调控肿瘤发展的能力，作者利用质谱技术确定了人p53一个位于DNAbindingdomain新的保守乙酰化位点K(对应小鼠K位)。为了确定该位点特异性，作者通过共转
pKR(Kwildtype,8KR:KR+KR+KR+KR+KR+KR+KR+KR+KR)和9KR(KR+8KR)以及乙酰基转移酶Tip60或CBP进行免疫共沉淀发现，p53K可以被Tip60orCBP乙酰化。作者进一步实验发现在DNAdamage情况下，检测到了p53K的乙酰化，这些结果说明了在体内p53激活的情况下，发生了K位点的乙酰化。在此基础上，作者构建了pKR(K98R,KR,KR,KR,andKR)的小鼠去观察K位的突变对p53功能的影响。实验发现pKR小鼠体内肿瘤发展时间与类型同p53-/-小鼠高度一致，而且相对于pKR小鼠61周的中位生存周期，pKR的小鼠中位生存周期只有37周，这意味着pKR失去了几乎所有的抑制肿瘤发展的功能。
那么K位的乙酰化是如何发挥p53抑制肿瘤的功能呢？为了阐述这一机制，作者利用pKR的RNA-SEQ数据发现，pKR能够上调SESN-1和SESN-2的mRNA水平。SESN-1和SESN-2属于SESTRIN家族，该家族在抑制mTORC1和mTORC2的功能上发挥着重要作用。
作者进一步利用诱导表达p53-3KR,p53-4KR,andp53-5KR的H细胞来检测激活p53后SESN-1和SESN-2的mRNA水平变化，实验结果发现pKR能够诱导SESN-1和SESN-2的表达，而这种诱导表达被pKR所阻滞。除此之外，另外一个经典的抑制mTOR功能的p53靶基因DDIT4,都可以被p53-3KR,p53-4KR所上调，而不能被p53-5KR所调控。
为了进一步验证该结果，作者使用了p53-4KR和p53-5KRMEFs细胞进行实验发现，pKR而不是pKR能够诱导SESN-2和DDIT4的mRNA水平上升，这些结果都说明了pKR依旧保留激活SESN-2和DDIT4的能力。作者同时观察了在正常条件与DNA损伤下p53-4KR和p53-5KRMEFs细胞中的mTOR活力，发现只有p53-4KR能够在DNA损伤条件下抑制mTOR信号通路。这些结果都能证明pKR而不是5KR能够抑制mTOR信号通路的活化。
除此之外，作者还发现，pKR/5KR/mdm2+/-小鼠互相交配可以得到pKR/5KR/mdm2/-的婴儿小鼠，而且存活的很好。综上所述，这些结果说明了pKR阻滞了pKR遗留的抑制肿瘤的功能，并且能够完全回复缺失mdm2所导致的胚胎致死情况。作者在之前的实验中发现pKR能够抑制mTOR活力，因此猜测mTOR信号通路对pKR以及p53-/-小鼠早发性肿瘤的形成是至关重要的。
为了验证这一假设，作者在pKR以及p53-/-小鼠的鼠粮中添加mTOR抑制剂雷帕霉素（rapamycin）进行喂食，发现雷帕霉素喂食的pKR小鼠有着更低的肿瘤负担以及更长的生存周期，在p53-/-的小鼠中也同样的发现了类似的结果。作者进一步的通过Westernblot验证了在喂食雷帕霉素后，pKR以及p53-/-的小鼠肿瘤中，mTOR活力受到显著的抑制，这些结果说明了mTOR信号通路的抑制对早发性肿瘤的形成至关重要。
结论
综上，该研究利用了之前顾伟教授团队多年在p53乙酰化功能研究的基础上，进一步的拓展了p53新的调控肿瘤发展的机制，证明了调控铁死亡和mTOR信号通路对于p53抑癌功能的重要性，也进一步的阐述了p53通过代谢调控肿瘤发展的机制。在这其中，p53通过铁死亡抑制肿瘤发展在体内动物实验中得到了完美的证明，对于未来体内铁死亡制剂治疗肿瘤打下了牢固的理论与实验基础。
通讯作者介绍
顾伟教授，年毕业于北京大学，年获美国哥伦比亚大学博士学位，年至今在哥伦比亚大学医学中心（IrvingCancerResearchCenter）担任终身正教授。
顾伟教授主要从事p53在肿瘤抑制和老化两方面的课题研究。他在p53相关调控通路（乙酰化和去泛素化）研究领域取得了杰出成就，在Cell、Nature、Science、NatureCellBiol.、NatureGenetics、MolecularCell和CellMetab.等国际权威杂志上发表论文50余篇，包括以通讯作者在Cell（7篇）、Nature（6篇）和Science（1篇）发表论文13篇，并担任Cell、Nature、Science和PNAS等国际权威期刊的特约评审人。
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