衰老过程中癌基因的活化对ALT肿瘤发生作用的研究

衰老和肿瘤之间存在协同和拮抗的辩证关系。端粒延长替代（ALT）是肿瘤细胞通过不依赖端粒酶的方式来维持端粒长度，与衰老导致的端粒功能异常密切相关。目前发现的ALT肿瘤占所有肿瘤的10-15%，多为间充质来源，对其发生机理及与上皮来源肿瘤之间的关系研究甚少。衰老模型端粒酶基因敲除（mTR-/-）小鼠发生的肿瘤均为ALT肿瘤。研究表明，抑癌基因的缺失可能使ALT肿瘤转化为上皮肿瘤，而癌基因的活化在衰老导致的ALT肿瘤发生中的作用尚不清楚。基于此，本申请拟将癌基因K-rasG12D突变体引入mTR-/-小鼠中，即建立衰老背景下，K-rasG12D引发的ALT肿瘤小鼠模型来研究活化的ras在衰老过程中对ALT肿瘤发生的作用。本研究将有助于认识衰老过程中癌基因的活化对ALT肿瘤发生，及ALT肿瘤从间充质向上皮转换的调节作用，并发现上皮来源的ALT肿瘤，为ALT肿瘤的治疗提供新的理论依据。

衰老是一把双刃剑，既促进又抑制肿瘤癌的发生， 一方面，衰老会导致DNA突变的累积和染色体畸变，增加肿瘤发生率。另一方面，衰老是除了细胞凋亡外，抑制肿瘤发生的有效屏障。某些肿瘤依靠端粒延长替代机制（Alternative lengthening of telomere, ALT）维持端粒长度，保证细胞无限分裂，这种不依靠端粒酶活性的肿瘤统称为ALT肿瘤，ALT肿瘤大部分为间质来源。原癌基因ras突变会使抑癌基因p53应激，引发下游一系列衰老凋亡反应。当p53被抑制或发生突变时，失去对ras的正常监控，细胞过度增殖引发肿瘤。某些p53突变使其获得癌基因潜能，与ras突变共同作用更加容易发生肿瘤，恶性程度也更高。有研究显示p53部分缺失能够使端粒酶缺失（mTR-/-）的小鼠自发瘤中上皮来源的肿瘤比例大幅增加，即发生了间充质向上皮的转变（mesenechymal-epithelial transition，MET）。作为与p53关系密切的癌基因ras，其活化对于ALT肿瘤发生起到什么作用尚不清楚。本研究将癌基因K-rasG12D 突变体引入mTR-/-小鼠细胞中，发现mTR-/-（G3）MEF细胞，WT-MEF细胞引入KrasG12D突变后细胞中激活p53/p21通路诱导细胞衰老，而SCID66 6B-1+p21siRNA细胞引入KrasG12D突变后p53表达水平升高，p21表达升高，但不诱发衰老；上皮细胞标志蛋白（E-cadherin）并没有升高，相反间质细胞标志蛋白（Snail，N-cadherin等）没有下降反而升高，表明转入KrasG12D后SCID66 6B-1+p21siRNA细胞没有产生MET现象。综上所述癌基因Kras的活化不会造成端粒酶缺失的原代细胞的肿瘤化，而是与正常的原代细胞一样发生衰老，其衰老表型可能由于端粒酶的缺失而更为严重；另一方面，癌基因Kras的活化增加了p53正常的ALT肿瘤细胞的增殖能力，而没有发生MET现象，相反细胞具有了更强的间质表型特征。癌基因Kras的活化并不像抑癌基因p53部分缺失一样导致ALT肿瘤细胞的间充质-上皮转化，在端粒酶缺失的原代细胞中Kras的活化也只会导致加速细胞衰老，表明ras突变与p53缺失对ALT肿瘤细胞的调控作用不同，值得我们下一步深入研究，将为ALT 肿瘤的治疗提供理论依据。