青藏高原小哺乳动物p53基因突变与功能的比较研究

在低氧环境中繁衍的高原动物具有独特的低氧适应机制。 p53是高突变人类抑癌基因、低氧靶基因、且参与正常细胞基因转录。p53随物种环境适应进化而突变。此项目研究青藏高原优势种小哺乳动物高原鼠兔（Ochotona curzoniae），根田鼠（Microtus oeconomus）和高原鼢鼠（Myospalax baileyi）的p53基因序列、用生物信息学原理比对差异，确定突变位点，分析分子系统发生与进化；比较三物种野生型p53对细胞周期和凋亡的作用，以突变位点定点敲除，确立突变点的功能意义；研究p53对低氧靶基因IGF-I、IGFBP-1/-2/-3的转录靶点激活机制及受体后信号通路；分析野生型突变的p53对人类癌细胞的作用；阐述低氧诱导的p53（主基因）突变与诱导低氧靶基因"多模式"表达的关系，丰富环境应激与基因进化生物学理论。

转录因子p53通过控制多种靶基因来诱导细胞周期停滞或程序性死亡，以保证细胞的完整性并决定细胞命运。研究选用高原动物，高原鼢鼠（Myospalax Baileyi, M.b.）和根田鼠（Microtus oeconomus, M.o.）为研究对象，而甘肃鼢鼠(Myospalax Cansus, M.c.)为平原对照。 .高原鼢鼠、甘肃鼢鼠和根田鼠的p53基因序列与人类及大小鼠p53有不同程度的相似；高原鼢鼠p53在核心区的104，127，215位和C端的322位及根田鼠p53N端的86位，核心区的104，258位和C端的340位发生变异；高原鼢鼠和甘肃鼢鼠p53对促凋亡靶基因IGFBP3，Apaf1和bax的转录激活高于人类，高原鼢鼠p53对Noxa转录活性低于人类，甘肃鼢鼠p53对Puma转录活性高于人类。而根田鼠p53对这五个靶基因的转录激活都低于人类。.两种动物的p53对诱导周期停滞的靶基因p21和参与稳定调节的靶基因Hdm2转录激活与人类相似。高原鼢鼠p53第104位点Ser转变成Asn（N-S）的突变与其高促凋亡基因转录有关，而根田鼠p53第104位点Ser转变成Glu（E-S）的突变是造成其低促凋亡基因转录的关键。.根田鼠p53诱导细胞凋亡的能力显著低于人类，将104位点突变使促凋亡能力升高一倍。高原鼢鼠p53诱导凋亡能力与人类接近，因为高原鼢鼠p53转录激活促凋亡靶基因IGFBP3和Apaf1的同时，它失去了对保护凋亡的靶基因Bcl-2的转录抑制，反而使其转录水平升高，从而与促凋亡靶基因的高转录水平相抗衡。低氧下高原鼢鼠p53上调Apaf1，IGFBP3维持不变，甘肃鼢鼠p53上调IGFBP3，Apaf1维持不变。根田鼠p53对IGFBP3和Apaf1转录激活维持不变，104位点突变完全反转结果。低温下甘肃鼢鼠p53上调IGFBP3，根田鼠p53对IGFBP3转录维持不变，104位点突变后两者均变为下调。酸性环境下p53对IGFBP3的转录活性降低，使Bcl-2的转录水平升高，提示高原鼢鼠促凋亡与抗凋亡的内环境平衡对策，趋向抗凋亡的平衡。.p53基因104位点的长期适应进化变异表现出对促凋亡靶基因的反向转录激活和不同的诱导细胞凋亡能力，体现了高原动物在转录水平上对高原低氧、低温以及高CO2环境适应的多模式化分子机制。