p21是一個在過去近二十年被認為指示腫瘤治療良好預後的「好」蛋白,甚至一度被當作是抑癌蛋白。然而,來自雅典大學、曼徹斯特大學等機構的科學家們卻在最近揭露出了它「陰暗」的一面,並把這一發現發表在了Nature子刊《Nature Cell Biology》上。
作為一種細胞周期蛋白激酶抑制劑,p21一直被認為與大名鼎鼎的抑癌蛋白p53有著密切的功能聯繫。眾所周知,p53是重要的細胞分裂檢驗點蛋白,其通過阻止帶有缺陷的「問題」DNA通過細胞分裂而複製傳播開來,直到缺陷被修復,保證了細胞基因組的完整性,從而遏制了癌變的傾向。為了做到這一點,p53會激活很多抑制細胞生長和促進凋亡的蛋白,而這其中就有p21,後者可使細胞分裂進程停留在G1期。
p21和p53作用機理
基於這樣的認知,醫生們長期以來將p21在腫瘤中的存在當作是好的跡象,認為p53可以藉此更有力地遏制腫瘤生長。
然而,p21的這一副看似「善良」的面孔如今卻被撕破。研究者們發現,當p53缺失時,p21會急劇地促進腫瘤的生長和在全身的擴散。
「多年以前,我們都認為曬太陽是一件有益健康的事,然而現在我們卻意識到日光浴會給人體健康帶來的可怕後果,」作者們表示:「類似的故事如今發生在了p21蛋白身上。當正常功能的p53不在時,p21的存在就絕不再是一件好事。這一個曾經被當作是良性的蛋白如今展現出了陰暗的一面。」
這樣的結論並不是研究者們原本設想的。他們最初是希望通過找到一種上調p21蛋白水平的方法,以達到抑制腫瘤的效果。結果,研究者們卻發現了p21的另一種作用機制。
當p53缺失時,p21的持續積累可抑制CRL4Cdt2 E3泛素連接酶的活性,最終造成複製過程的失控。原來,CRL4Cdt2 E3泛素連接酶本應在細胞分裂S期(即DNA合成期)是發揮作用,通過降解Cdt1、p21和Set8等蛋白,防止DNA在S期的多次複製,保證只進行一次複製。如果CRL4Cdt2 E3泛素連接酶被抑制,那麼DNA複製起始點的許可機制便無法正常工作,導致出現複製脅迫以及基因組的不穩定。就這樣,在沒有p53的「看管」和指引下,p21便走向了一條致癌的「邪路」。
儘管事與願違,研究者們卻並未感到任何的沮喪,因為這一發現同時指明了另一條方向——既然p21有時是危險的,那麼就在那時削弱p21的活性好了。
Paul Townsend教授
「我們現在知道,在不受p53的控制下,p21會導致細胞增殖失控,這是危險的癌變跡象。儘管這一發現打破了我們目前的認知,但卻為抗癌療法的開發提供了新的思路,」文章作者之一、曼徹斯特大學的Paul Townsend教授表示。(生物谷Bioon.com)
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