含雙色胺酸功能區氧化還原酶在cellular senescence中的調控性角色

DNA複製時會誘導「DNA損害反應」(DDR) 的作用來確保基因訊息正確複製，這對於維護細胞基因體完整是很關鍵的。細胞受到複製過程的壓力刺激而進入senescence的作用是DDR的機制之一，可避免DNA已受損的細胞進行分裂，將傷害傳給子代細胞，過去研究發現細胞驅動senescence的能力減弱與癌症發展有關。人類WWOX基因位在易發生變異的FRA16D區，會製出「含雙色胺酸功能區氧化還原酶」的腫瘤抑制蛋白質。在具有轉移侵犯性的癌症中，常發現 WWOX蛋白質表現減少，而缺乏WWOX的細胞也有基因不穩定性增高的情形，然而WWOX在DDR中的角色仍不清楚。我們發現Wwox基因剔除小鼠胚胎纖維母細胞 (MEFs) 經過多代數培養後，無法在複製壓力的誘導下進入senescence。我們偵測到後期代數Wwox基因剔除MEFs的細胞週期加速，凋亡情形增加，表現γH2AX的細胞增多，顯示這些細胞有大量DNA損傷累積的現象。p16和p21的訊息對於調控senescence是很關鍵的，我們發現在後期代數的Wwox基因剔除MEFs中，p16和p21表現量顯著降低，有趣的是，在培養過程若加入NAC來抑制ROS，則可以在Wwox基因剔除MEFs中提高p16和p21表現量，並誘導細胞進入 senescence。據此，我們將驗證：1) 在壓力反應下，WWOX表現量會提高並且活化，可增進p16和p21的訊息而誘導細胞進入 senescence; 2) WWOX抑制ROS過量產生，藉以調控senescence與疾病發展。我們的研究特定目標為： 1) 利用Wwox基因剔除的細胞和組織，分析若干壓力刺激誘導細胞進入senescence的作用; 2) 利用微陣列分析法，測定Wwox基因剔除細胞的基因表現型式，也將分析調控senescence (如p16和p21)的訊息路徑; 3) 探討誘導senescence時，Wwox基因剔除細胞內ROS生成量、以及氧化壓力調控的訊息傳遞; 4) 開發特定組織基因剔除小鼠模式，將利用Cre重組酶將胰臟組織的Wwox基因剔除，我們將檢視小鼠胚胎發育及器官型態，也將在胰臟組織檢視senescence、DDR、細胞增殖以及凋亡之標記分子。我們的研究針對癌症發展提出創新策略方向，並驗證WWOX誘導細胞進入senescence的生理性角色，對於分子病理機制的瞭解將有重大影響。