[发明专利]由WRN介导端粒引发的细胞信号传导的调节

说明书

本申请是2005年5月19日提交的题为“由WRN介导端粒引发的细胞信号传导的调节”的中国专利申请200580015751.X的分案申请。

发明背景

技术领域

本发明涉及信号传导途径的调节。更具体地，本发明涉及端粒引发的衰老、凋亡、皮肤晒黑(tanning)及其他DNA损伤应答的调节。

相关技术描述

随着人口老龄化，发达世界中的人类癌症患病率随之增高。尽管进行了广泛的研究，近年来对于一些就诊时的癌症类型和疾病期，发病率和死亡率仍然没有得到显著改善。在癌症进展期间，肿瘤细胞越来越不受负调控的控制，包括对于衰老和凋亡的抗性，而衰老和凋亡是如何调节正常细胞与它们的组织特异性环境的相互作用的重要方面。

细胞衰老已经被认为是抗癌的一种重要防御手段。广泛的证据暗示在衰老过程中端粒渐进缩短(由不能复制染色体3′末端引起)或其它形式的端粒机能障碍。在生殖系细胞和大部分癌细胞中，永生化与由端粒酶作用产生的保持端粒长度相关，该端粒酶复合物能够把TTAGGG重复片段添加到染色体的3′末端。端粒，即TTAGGG的串联重复序列，其末端是具有大约150-300碱基的3′单链突出端的环状结构，其隐藏在近端端粒双链DNA内并由端粒重复序列结合因子(telomeric repeat binding factor，TRF)尤其是TRF2所稳定。TRF2的显性-阴性形式(TRF2^DN)的异位表达破坏端粒环状结构，暴露3′突出端，引起DNA损伤应答，在原代成纤维细胞、纤维肉瘤细胞和其它几种恶性细胞类型中引起衰老。

衰老还可能被广泛的DNA损伤或某些癌基因的过表达所剧烈加速。能酶促维持或构建端粒长度的端粒酶反转录酶催化亚基(telomerase reversetranscriptase catalytic subunit，TERT)的异位表达能绕过衰老过程随后导致一些人类细胞类型的永生化，强烈提示复制型衰老的端粒依赖机制。此外，尽管恶性细胞经常具有比正常衰老细胞更短的端粒，但通常恶性细胞表达TERT和/或含有允许细胞绕过衰老应答并无限增殖的突变。然而，一些肿瘤细胞应答于多种抗癌剂而经历衰老，表明获得永生化并不必然意味着丧失对于DNA损伤的基本细胞应答。

人类细胞的衰老主要取决于p53和pRb途径。肿瘤抑制因子p53在细胞应激应答机制中扮演一个重要角色，它能把多种不同刺激例如DNA损伤、转录或复制的失控、癌基因转化和一些化疗药物引起的微管异常转化为细胞生长抑制或凋亡。当被激活时，p53引起细胞生长抑制或程序性自杀性细胞死亡(凋亡)，其依次作为基因组稳定性的重要控制机制。特别地，p53通过从细胞群体中除去遗传损伤细胞来控制基因组稳定性，因而它的一个主要功能就是防止肿瘤形成。

完整的肿瘤抑制因子pRb途径也有助于防止肿瘤发生。在不含有野生型p53的pRb^-/-肿瘤细胞中，导入pRb能诱发衰老。虽然宫颈癌细胞常常保留有野生型p53和pRb基因，但是HPV E6和E7蛋白分别干扰了p53和pRb途径。在宫颈癌细胞系中病毒E2蛋白的异位表达能抑制HPV E6和E7的基因转录并诱导迅速显著的衰老应答，再次证实了p53和pRb在癌细胞衰老中的重要作用。

仅仅抑制p53或pRb途径是不足以让成纤维细胞绕过复制型衰老的。实际上，不论转染了SV 40T抗原还是转导了腺病毒E1A+E1B或者HPVE6+E7组合的人类成纤维细胞，都能同时抑制p53和pRb途径，具有延长的生存期并能逃避复制型衰老。

DNA双链断裂对哺乳动物细胞是极端的细胞毒性。在真核生物中高度保守的MRN复合物参与双链断裂的修复。MRN复合物形成后能立即粘附于双链断裂位点。在细胞周期中的S期，MRN复合物也迁移到端粒处与端粒重复序列结合因子(TRF)结合。

MRN复合物由Mre11、Rad50和NBS(p95)组成。作为Mre11/p95/Rad50复合物的一部分，Mre11与细胞周期S期的端粒结合。Mre11是一种偏好DNA链3′末端的核酸外切酶。人们认为Mre11的活性依赖于与Rad50的相互作用，Rad50是一种ATP酶。Nbs1被认为参与MRN复合物的核定位以及其在双链断裂位点处的装配。