Mutant p53 调控 HDAC6 减轻内质网应激诱导的 DNA 损伤：结肠癌治疗新靶点

《Cell Death Discovery》：Mutant p53 upregulates HDAC6 to resist ER stress and facilitates Ku70 deacetylation, which prevents its degradation and mitigates DNA damage in colon cancer cells

在癌症研究领域，癌细胞应对内质网（ER）应激的机制尚不明晰。为探究此问题，研究人员以结肠癌为研究对象，聚焦 mutant p53（mutp53）。研究发现 mutp53 通过上调 HDAC6，维持 Ku70 水平，减轻 ER 应激诱导的 DNA 损伤。该成果为攻克 mutp53 相关癌症提供新方向。

　　在癌症的复杂世界里，癌细胞就像一群顽强的 “敌人”，拥有多种应对压力的手段来维持自身的生长和存活。其中，内质网应激（ER stress）和 DNA 损伤反应（DDR）是癌细胞应对外界压力的重要防线。内质网应激会引发未折叠蛋白反应（UPR），而 DNA 损伤反应则负责修复受损的 DNA，确保基因组的稳定性。这两个过程相互关联，共同帮助癌细胞抵御各种压力。

然而，在这一复杂的防御体系中，突变型 p53（mutant p53，mutp53）扮演着特殊的角色。p53 基因原本是守护基因组的 “卫士”，但在癌细胞中，它常常发生突变。尤其是在结肠癌中，约 60% 的病例存在 p53 突变。mutp53 不仅失去了原有的抑癌功能，还可能获得致癌的 “新技能”。此前的研究虽然揭示了 mutp53 与 UPR、DDR 之间存在关联，但具体的调控机制仍不明确。因此，深入探究 mutp53 如何调控 UPR 和 DDR 之间的相互作用，成为了癌症研究领域亟待解决的关键问题。

为了揭开这一谜团，来自意大利罗马 “Sapienza” 大学实验医学系等机构的研究人员展开了深入研究。他们以携带野生型 p53（wild - type p53，wtp53）和热点 p53 突变（R273H）的结肠癌细胞为研究对象，利用内质网应激诱导剂毒胡萝卜素（thapsigargin，TG）处理细胞，模拟内质网应激环境，观察细胞内 UPR 激活和 DNA 损伤的动态变化，以及 mutp53 和 wtp53 对 DNA 损伤修复相关分子表达的影响。研究成果发表在《Cell Death Discovery》杂志上。

研究人员在实验中主要运用了以下几种关键技术方法：细胞培养技术，培养多种结肠癌细胞系；基因转染技术，转染相关质粒或 siRNA 以改变基因表达；蛋白质免疫印迹（western blot）分析技术，检测蛋白表达水平；免疫荧光染色（IFA）技术，观察蛋白定位；定量实时聚合酶链反应（qRT - PCR）技术，检测基因转录水平；GEO 数据集分析技术，挖掘不同 p53 状态下的差异表达基因 。

研究结果如下：

• Mutp53 减轻 TG 诱导的 DNA 损伤：研究人员通过比较 mutp53 和 wtp53 细胞在 TG 处理后的情况，发现 mutp53 细胞中促凋亡的 UPR 分子 CHOP 的增加幅度低于 wtp53 细胞，同时促凋亡分子 BAX 在 wtp53 细胞中上调，而在 mutp53 细胞中未上调。从 DNA 损伤指标来看，TG 诱导的 γ - H2AX 阳性焦点在 wtp53 细胞中数量更多。此外，沉默 mutp53 或过表达 mutp53、wtp53 的实验进一步证实，mutp53 能够减轻结肠癌细胞在 ER 应激下的 DNA 损伤，维持细胞存活。
• Mutp53 维持 Ku70/Ku80 的表达水平：在对 DNA 损伤修复分子的研究中，研究人员发现，经 TG 处理 18 小时后，同源重组（HR）相关分子 BRCA1 和 Rad51 在 wtp53 和 mutp53 细胞系中的蛋白和 mRNA 水平均下降。而 Ku70 和 Ku80 组成的二聚体，在 wtp53 细胞中蛋白水平下调，在 mutp53 细胞中则轻微上调或保持稳定。进一步实验表明，mutp53 能增加 Ku70 的稳定性，抑制其降解，且蛋白酶体和溶酶体参与了 wtp53 细胞中 Ku70 和 Ku80 的降解过程。
• HDAC6 促进 Ku70 去乙酰化：研究发现，TG 处理后，wtp53 细胞中的 Ku70 发生高乙酰化，而 mutp53 细胞中的 Ku70 则去乙酰化。HDAC6 作为一种在应激反应中起关键作用的组蛋白去乙酰化酶，在 mutp53 细胞中表达上调，且与 Ku70 的相互作用增强。使用 HDAC6 抑制剂 tubacin 或沉默 HDAC6，会抑制 Ku70 的去乙酰化，导致其降解。这表明 HDAC6 通过促进 Ku70 去乙酰化，维持其在 mutp53 细胞中的高表达。
• HDAC6 影响 Ku70 的定位和相互作用：Ku70 的乙酰化状态影响其核定位。在 mutp53 细胞中，TG 促进 Ku70 向细胞核定位，而在 wtp53 细胞中则相反。这种定位差异与 Ku70 和 Importin - α、Exportin 1 以及 MDM2 的相互作用改变有关。在 mutp53 细胞中，Ku70 与 Importin - α 的相互作用增强，与 Exportin 1、MDM2 的相互作用减弱；在 wtp53 细胞中则呈现相反趋势。使用相关抑制剂调节核转运，会影响 Ku70 的表达水平，进一步证实了这种关联。
• HDAC6 维持 ATF6 的激活：mutp53 细胞能够增强 ATF6 的激活以抵抗 ER 应激。研究发现，HDAC6 在维持 ATF6 激活中起重要作用。使用 HDAC6 抑制剂 tubacin 会抑制 ATF6p50 和 BiP 的激活，而过表达 mutp53 后再使用 tubacin/TG 组合处理，依然能观察到 ATF6p50 和 BiP 表达水平下降，表明 HDAC6 在支持 ATF6 激活中具有关键作用。同时，抑制 ATF6 会轻微降低 HDAC6 的表达，说明 ATF6 对 HDAC6 表达也有一定影响。

综合研究结论和讨论部分，该研究首次揭示了 mutp53 通过差异调节 HDAC6，在 ER 应激过程中调控 UPR 和 DDR 之间的相互作用。HDAC6 在维持 Ku70 表达、促进其去乙酰化和核定位，以及激活 ATF6 方面发挥了核心作用。这一发现为理解癌细胞在应激条件下的生存机制提供了新的视角，也为开发针对 mutp53 阳性癌症的治疗策略提供了潜在的靶点。抑制 HDAC6 有望增加 mutp53 癌细胞对内质网应激的敏感性，抑制肿瘤进展，为癌症治疗带来新的希望。