活性氧簇(reactive oxygen species,,ROS)和蛋白激酶Cδ (PKCδ)之間的正反饋環(huán)(positive feedback loop),與視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤(retinoblastoma)腫瘤抑制途徑合作,,使細(xì)胞不可逆地衰老,。
對(duì)細(xì)胞周期嚴(yán)密控制,是組織維持動(dòng)態(tài)平衡,、預(yù)防腫瘤發(fā)生的關(guān)鍵,。細(xì)胞衰老是指細(xì)胞脫離細(xì)胞周期并不可逆地喪失增殖能力后進(jìn)入的一種相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài),是正常細(xì)胞的必然歸宿,。腫瘤抑制因子,,如視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤蛋白(retinoblastoma protein ,pRb)及其激活物質(zhì)p16INK4a 能夠誘導(dǎo)細(xì)胞衰老,。
《Nature Cell Biology》文章中報(bào)道,,Eiji Hara及其同事發(fā)現(xiàn)在ROS和蛋白激酶Cδ (PKCδ)之間的正反饋環(huán),能夠不可逆地阻止(arrest)細(xì)胞周期中p16INK4a 和 pRb的下游事件,。
研究人員通過(guò)抑制對(duì)溫度敏感的SV40大T抗原的活性,,激活pRb和p53細(xì)胞周期衰老途徑。發(fā)現(xiàn)高血清水平有助于誘導(dǎo)不可逆的細(xì)胞衰老周期,,暗示有絲分裂信號(hào)(mitogenic signals)與腫瘤抑制因子合作,,誘導(dǎo)細(xì)胞衰老。
有絲分裂信號(hào)促進(jìn)ROS水平上升,,已知衰老過(guò)程初期ROS水平上升,。有意思的是,Hara及其同事發(fā)現(xiàn)對(duì)衰老細(xì)胞施加去氧劑(oxygen radical scavengers),,抑制細(xì)胞中ROS水平上升后,,這些細(xì)胞重新開(kāi)始增殖,。
ROS激活PKCδ,進(jìn)一步生產(chǎn)氧自由基,。這是一個(gè)正反饋環(huán),,能夠維持ROS的高水平。研究人員發(fā)現(xiàn),,PKCδ通過(guò)誘導(dǎo)WARTS (也稱LATS)蛋白酶體降解(proteasomal degradation)抑制細(xì)胞分裂,,至少是部分抑制細(xì)胞分裂。已知WARTS是細(xì)胞質(zhì)分裂(cytokinesis)所需的一種有絲分裂退出(mitotic exit)網(wǎng)絡(luò)激酶,。
利用RNAi沉默p16INK4a ,,抑制細(xì)胞老化,ROS-PKCδ信號(hào)途徑下降,。相反,,在老化的人類雙套纖維原細(xì)胞(diploid fibroblasts,生物通編者翻譯)中,,和RNAi沉默的的DNA結(jié)合蛋白-1(DP1,,轉(zhuǎn)錄因子E2F的一種重要催化劑)細(xì)胞中,ROS-PKCδ信號(hào)途徑上升,。
總結(jié)這些結(jié)果,,提示p16INK4a-pRb途徑通過(guò)抑制E2F的活性,引起細(xì)胞周期停滯,,不僅阻止了DNA復(fù)制,,而且通過(guò)促進(jìn)合成錳超氧化物歧化酶(manganese superoxide dismutase,Mn-SOD)而產(chǎn)生ROS。此次研究人員關(guān)注的重點(diǎn)是p16INK4a
在老化過(guò)程中的作用更重要的是,,證明ROS有抑制腫瘤的作用,,這有助于理解“抗氧化劑預(yù)防癌癥”中的矛盾現(xiàn)象。