Mdm2在Axin-p53信号通路中的调控机制

p53是一种多功能蛋白，在肿瘤抑制、DNA损伤修复及代谢调控中起重要的作用。我们实验室的研究表明Axin是一种介导p53激活的重要架构蛋白，它能与HIPK2激酶和p53形成复合体介导UV等激活p53，进而调控细胞凋亡。Mdm2是p53最重要的负调控因子，它既被p53诱导表达，又反过来抑制p53的活性，形成一个自动调节的负反馈循环。以往的研究认为Mdm2在p53通路中的主要作用是其泛素化p53引起的，我们发现缺乏泛素连接酶活性的Mdm2仍能抑制Axin激活p53，表明在Axin-p53路中Mdm2的泛素连接酶作用并不是最主要的，可能存在一种全新的作用机制。本项目拟探讨Mdm2在Axin诱导激活的p53信号通路中的作用，从而阐述Mdm2和Axin/HIPK2/p53复合体在细胞凋亡途径的调控机制，进一步揭示Mdm2抑制Axin激活p53的分子机制。

体轴发育抑制因子Axin是一个重要的架构蛋白，参与Wnt、JNK、TGF-β及p53等多种信号转导途径的调控。在p53信号通路中，Axin与p53、HIPK2及Daxx等相互作用形成复合物，诱导p53的转录活化，共同促进细胞的凋亡。Mdm2（鼠双微体基因2）是p53信号通路中最重要的负调节因子，它可与p53相互作用下调p53的转录活性，并通过其泛素连接酶功能介导p53的降解。Mdm2是否参与Axin诱导p53的转录激活，其作用机制如何至今未明。本项目采用生物化学及分子生物学方法对Mdm2在Axin-p53信号通路中的作用及其作用机制进行研究，发现Mdm2能够抑制Axin诱导p53的转录激活，同时抑制p53第46位丝氨酸的磷酸化及p53依赖的细胞凋亡。有趣的是，与以往研究不同，Mdm2对Axin-p53信号通路的抑制作用不依赖于它的泛素连接酶活性，无论是野生型Mdm2或是其泛素连接酶失活体都能通过竞争Axin与p53及Axin与HIPK2的结合而抑制Axin复合体对p53的激活。Mdm2的p53结合域缺失体则不能抑制Axin对p53的激活。在不同的刺激强度下，Mdm2的表达水平发生改变，从而调节Axin/p53/HIPK2复合体的形成。在亚致死损伤剂量刺激下，Mdm2的表达量急剧升高，破坏Axin/p53/HIPK2复合体的形成，细胞进入周期阻滞；在致死剂量刺激下，Mdm2表达量降低，Axin/p53/HIPK2复合体大量形成，激活p53的转录活性及其介导的细胞凋亡。此外，我们对p53信号通路中另一个重要的负调控因子MdmX也进行了初步的研究。MdmX在结构上与Mdm2高度相似，但不具备其泛素连接酶活性。我们发现，MdmX对Axin-p53信号通路的抑制与Mdm2相似，都是通过竞争Axin与p53的结合而实现。本项目的研究揭示了Mdm2及MdmX对Axin-p53信号通路调控的一种新的作用机制，对全面了解Mdm2及MdmX的细胞生物学功能及深入了解Axin-p53信号通路在细胞及肿瘤生物学中的作用具有重要意义。