Μελέτη του ρόλου του ογκοκατασταλτικού γονιδίου p53 κατά το στρες του ενδοπλασματικού δικτύου

Abstract

The unfolded protein response (UPR) is triggered during stress of the endoplasmic reticulum (ER) and facilitates tissue homeostasis. Considering the role of p53 tumor suppressor gene in the interpretation of stress-inducing stimuli, in this study we explored whether p53 modulates UPR. We found that p53 ablation resulted in a profound sensitivity to tunicamycin that was associated with liver dysfunction, ground glass hepatocyte (GGH) development and nuclear atypia/ dysplasia. BiP/GRP78 chaperone was readily detected in the cytoplasm of GGHs’ confirming ER expansion. Tunicamycin administration induced BiP/GRP78 and GRP94 expression more potently in the p53-deficient mice than in controls and elevated phosphatidylcholine, the major lipid of ER, by a p53-dependent mechanism. Furthermore, alternative splicing of XBP1, the transcription factor that executes the UPR, was more efficient in cells which do not express p53. The cytoprotective effects of p53 were confirmed by cell viability studies indicating that p53 deficiency conferred sensitivity against tunicamycin. Our findings show that p53 protects from the hepatotoxic effects of chronic ER stress. Stimulation of p53 activity when intense UPR is undesirable may possess therapeutic implications.

Η απόκριση στις μη ορθά αναδιπλούμενες πρωτεΐνες, πυροδοτείται κατά τη διάρκεια του στρες του ενδοπλασματικού δικτύου και διευκολύνει τη διατήρηση της ομοιόστασης του οργανισμού. Δεδομένου του ρόλου του ογκοκατασταλτικού γονιδίου p53 στην απόκριση σε ποικίλα στρεσογόνα ερεθίσματα, εξετάσαμε αν το p53 δύναται να ρυθμίσει την απόκριση στις μη ορθά αναδιπλούμενες πρωτεΐνες. Διαπιστώσαμε ότι η απουσία του p53 οδηγεί σε έντονη ευαισθησία στην τουνικαμυκίνη, που σχετίζεται με ηπατική δυσλειτουργία, ανάπτυξη ηπατοκυττάρων δίκην θολής υάλου, και πυρηνική ατυπία. Η πρωτεΐνη-μοριακή συνοδός BIP/GRP78 ήταν έντονα εκφραζόμενη στο κυτταρόπλασμα των ηπατοκυττάρων αυτών, επιβεβαιώνοντας την επέκταση του ΕΔ. Ιδιαιτέρως σε ποντίκια p53-/-, η χορήγηση της τουνικαμυκίνης οδήγησε σε έντονη επαγωγή της έκφρασης των πρωτεϊνών ΒΙΡ/GRP78 και GRP94, καθώς και της φωσφατιδυλοχολίνης, το κύριο λιπίδιο του ΕΔ. Τα ευρήματα αυτά φανερώνουν έναν p53-εξαρτώμενο μηχανισμό επαγωγής του στρες του ΕΔ. Περαιτέρω παρατηρήσαμε ότι το εναλλακτικό μάτισμα του ΧΒΡ1, ενός μεταγραφικού παράγοντα, βασικού εκτελεστή του στρες του ΕΔ, ήταν αποτελεσματικότερο σε κύτταρα p53-/-. Τα προστατευτικά αποτελέσματα του p53 επιβεβαιώθηκαν και από μελέτες βιωσιμότητας κυττάρων.Τα ευρήματα μας υποδεικνύουν ότι p53 δύναται να προστατέψει τον οργανισμό από τις ηπατοτοξικές επιδράσεις του χρόνιου στρες του ΕΔ. Επαγωγή της δράσης του p53, κατά τη διάρκεια στρες του ΕΔ, μπορεί να έχει θεραπευτικές επιδράσεις.