MDMX基因定点诱变小鼠模型的建立及其生物学功能研究

MDMX是一种重要的p53负调控蛋白，系肿瘤蛋白。其一端与p53结合，另一端通过RING功能域与MDM2形成降解p53所必须的稳定的异源二聚体。研究表明MDMX和MDM2在p53的负调控中均起着重要的作用，但二者的关系和作用方式尚未明了。新近的研究发现位于RING功能域内的第463位的半胱氨酸在异源二聚体的形成中起着关键作用。MDMX/C463A不但阻止了和MDM2形成的异源二聚体， p53的水平和活性也得到了恢复。说明在p53的调控过程中，MDMX和MDM2是缺一不可的统一体。.本研究拟在此工作基础上，在国际上率先建立Mdmx/C462A突变Knockin小鼠模型，从个体水平研究Mdmx/C462A突变体所产生的生物学效应，揭示MDMX对p53调控的分子机制，阐明p53在DNA损伤或癌基因激活等肿瘤发生发展过程中的作用规律，为肿瘤的预防和治疗靶向药物的开发提供实验动物依据和理论研究基础。

为了研究MDM2 和MDMX 对p53 的调控机制，课题组建立了MDMX/MDM2复合体形成的关键位点突变——MdmxC462A Knockin 小鼠模型。研究发现MdmxC462A/C462A纯合子出现胚胎死亡现象；进一步分析发现MdmxC462A/C462A纯合子小鼠胚胎发育停止于9.5天左右；TUNEL染色和BrdU渗入研究提示胚胎致死的主要原因是细胞凋亡的增多和增殖的减少。深入分析发现MdmxC462A/C462A纯合子小鼠胚胎细胞中p53蛋白的表达水平和活性明显增加，提示p53活性过高导致胚胎致死。为进一步证实该假设我们将MdmxWT/C462A杂合子与p53-/-小鼠交配得到MdmxWT/C462A p53+/-双杂合子小鼠，用该基因型雌鼠与雄鼠交配并观察后代基因型，结果发现p53基因敲除小鼠可以完全拯救MdmxC462A/C462A纯合子小鼠胚胎致死的表型，证明了MdmxC462A/C462A胚胎致死依赖于p53的作用。研究表明Mdmx/C462A突变后阻止了MDM2和MDMX形成异源二聚体，使p53的水平和活性得到了明显提高，从而导致小鼠胚胎死亡，提示MDM2和MDMX异源二聚体复合物的形成是调控p53的必要步骤。本课题进一步研究MdmxW/C462A杂合子小鼠对辐射引起的DNA损伤应激反应的情况，发现与MdmxW/W野生型相比，损伤早期并没有出现放射敏感性的明显改变，但是长期观察MdmxW/C462A杂合子存活时间更久，提示C462A位点的突变可能在一定程度上影响小鼠p53的激活过程。本课题同时对HER2癌基因激活状态下， MdmxW/C462A杂合子小鼠体内p53的激活情况进行了研究。结果发现与MdmxW/W野生型相比，MdmxW/C462A杂合子肿瘤发生时间有延长趋势，提示C462A位点的突变可能影响了癌基因诱导的p53失活的过程。表明该位点可能是p53激活的途径，从而可能作为肿瘤治疗靶点。. 总之，本项目首次在模式动物个体水平揭示了MDMX/MDM2 复合体的形成对p53调控的必要性，表明了p53 基因的表达水平及其调控网络的精细作用在胚胎发育中的重要生物学功能；该研究同时证明了MDMX/MDM2 在由于p53 调控失活而导致的肿瘤发生中的重要功能，也提示了其作为相关肿瘤预防和治疗的靶点的重要价值。