Исследование разрешает противоречия, связанные с ролью гена p53 в дифференцировке плюрипотентных стволовых клеток

Новое открытие может помочь врачам определить детей, которым грозит рецидив опухоли Вильмса

            

Ген р53 чрезвычайно важен в клеточной биологии и, следовательно, в мире клеточной заместительной терапии. Его роль заключается в регулировании клеточного цикла и прекращении образования опухолей, что приводит к прозвищу "ген-супрессор опухолей". Однако предыдущие попытки определить, находится ли p53 за запрограммированной клеточной гибелью (апоптозом), вызванной повреждением ДНК в плюрипотентных эмбриональных стволовых клетках (ESCs), дали противоречивые результаты. Первоначальные исследования показали, что это не так; более поздние исследования пришли к выводу, что это так.

Новое исследование, опубликованное сегодня в STEM CELLS сортирует этот лабиринт противоречий, чтобы окончательно определить, что множественные роли p53 в регуляции клеточного цикла и апоптозе приобретаются во время плюрипотентной дифференцировки стволовых клеток.

Мелвин Л. Де Памфилис, доктор философии, начальник отдела репликации эукариотической ДНК в Национальном институте здоровья детей и развития человека, Бетесда, Мэриленд, проводил исследование вместе со своими коллегами по институту Сушилом К. Джайсвалом, Ph. Д. и Джон Дж. О, стажер-бакалавр. «Если ESC будут использоваться для формирования основы заместительной терапии клеток, то необходимо определить роль или роли p53 в плюрипотентных стволовых клетках», – сказал он. «Наша цель заключалась в том, чтобы окончательно решить этот вопрос о том, является ли p53 существенным для индукции остановки клеточного цикла и / или апоптоза до дифференцировки ESC».

В большинстве ранних исследований для индукции апоптоза использовался химиотерапевтический препарат под названием адриамицин / доксорубицин (ADR). ADR влияет на репликацию и митоз ДНК, что приводит к накоплению разрывов двухцепочечной ДНК в пролиферирующих клетках. Поврежденная ДНК может вызвать р53, чтобы инициировать апоптоз и предотвратить дублирование поврежденных хромосом. Когда уровни p53 повышаются, они стимулируют выработку белка, называемого p21, который вызывает остановку цикла, продиктованного p53. Это достигается путем связывания и ингибирования активности комплексов Cdk / циклин, работа которых заключается в выключении клеточного цикла и предоставлении времени для восстановления поврежденной ДНК.

В текущем исследовании команда Института также индуцировала апоптоз, используя 40-кратный диапазон концентраций ADR, а также другие химиотерапевтические препараты (ставроспорин и WX8), все из которых были протестированы в 50-кратном диапазоне плотностей посева клеток. Чтобы исключить возможность того, что выводы зависели либо от источника, либо от происхождения ЭСК р53 – / -, ЭСК дикого типа и р53 – / -, полученные непосредственно из бластоцист мыши, были охарактеризованы параллельно с ЭСК, в которых гены р53 были удалены in vitro. из ESCs, несущих условные нокауты гена p53. «ESC, выделенные из p53 – / – бластоцист, имели хронический фенотип, тогда как p53 – / – ESC, сконструированные in vitro, имели острый фенотип, который можно было напрямую сравнить с их родительскими ESC», – объяснил д-р Jaiswal.

Результаты показали, что независимо от происхождения ESCs не требовали p53, p21 или PUMA (другой критический белок, участвующий в апоптозе, который индуцируется p53), либо для активации G2-контрольной точки, которая гарантирует, что клетки не инициируют митоз. пока поврежденная ДНК не будет восстановлена, или подвергнуться апоптозу быстро и эффективно. «Эффекты концентрации ADR и слияния клеток были незначительными, но эффекты дифференцировки клеток были драматичными; p53-зависимая регуляция клеточного деления и апоптоза была приобретена во время p53-зависимой дифференцировки клеток», – сказал г-н О

.

Эти результаты привели исследователей к выводу, что исследование «однозначно» демонстрирует, что множественные роли p53 в регуляции клеточного цикла и апоптозе впервые приобретаются во время дифференцировки плюрипотентных стволовых клеток.

Новый доклад Jaiswal et al. чрезвычайно важен для согласования противоречивых результатов, касающихся роли р53 в области стволовых клеток. В настоящее время авторы определенно показали, что важность p53 в аресте клеточного цикла и инициации апоптоза впервые приобретается во время дифференцировки плюрипотентных стволовых клеток. "

Д-р. Ян Нолта, главный редактор STEM CELLS

Источник:

Ссылка на журнал:

Jaiswal, S.K., и др. (2020) Арест клеточного цикла и апоптоз не зависят от p53 до p53-зависимой дифференцировки эмбриональных стволовых клеток. Стволовые клетки . doi.org/10.1002/stem.3199.

        

Source link