p53基因在细胞生物学中非常重要，因此在细胞替代疗法领域也非常重要。它的作用是调节细胞周期，阻止肿瘤的形成，因此被称为“肿瘤抑制基因”。然而，先前关于确定p53是否在多能胚胎干细胞(ESCs) DNA损伤诱导的程序性细胞死亡(凋亡)背后的努力产生了相互矛盾的结果。最初的研究表明并非如此;后来的研究得出结论:确实如此。
今天发表的一项新研究梳理了这一矛盾的迷宫，最终确定p53在细胞周期调节和细胞凋亡中的多重作用是在多能干细胞分化过程中获得的。
马里兰州贝塞斯达国家儿童健康与人类发展研究所真核DNA复制科主任Melvin L. DePamphilis博士与他的研究所同事Sushil K. Jaiswal博士和John J. Oh，学士毕业后的实习生一起进行了这项研究。“如果ESCs被用于形成细胞替代疗法的基础，那么确定p53在多能干细胞中的作用是至关重要的，”他说。“我们的目标是最终解决p53在ESC分化前诱导细胞周期阻滞和/或凋亡是否必要的问题。”
早期的大多数研究使用一种叫做阿霉素/阿霉素(ADR)的化疗药物来诱导细胞凋亡。ADR影响DNA复制和有丝分裂，导致增殖细胞中双链DNA断裂的积累。受损的DNA可以触发p53启动细胞凋亡，防止受损染色体的复制。随着p53水平的上升，它们促进了一种名为p21的蛋白质的产生，这种蛋白质使p53决定的周期停止。它通过结合并抑制Cdk/细胞周期蛋白复合物的活性来实现这一点，Cdk/细胞周期蛋白复合物的作用是关闭细胞周期，让受损的DNA有时间修复。
在目前的研究中，该研究所团队同样使用40倍的ADR浓度范围以及其他化疗药物(staurosporine和WX8)诱导细胞凋亡，所有这些都在50倍的细胞播种密度范围内进行了测试。为了消除结论依赖于p53-/- ESCs来源或来源的可能性，直接从小鼠囊胚中提取的野生型和p53-/- ESCs与在体外从p53基因条件敲除的ESCs中剔除p53基因的ESCs进行了平行表征。Jaiswal博士解释说:“从p53-/-囊胚中分离的ESCs表现为慢性表型，而体外工程的p53-/- ESCs表现为急性表型，可以直接与其亲代ESCs进行比较。”
结果表明，无论来源如何，ESCs既不需要p53、p21或PUMA(由p53诱导的另一种参与凋亡的关键蛋白)激活g2检查点(确保细胞在受损DNA修复之前不会启动有丝分裂)，也不需要快速有效地进行凋亡。“不良反应浓度和细胞融合度的影响很小，但细胞分化的影响很大;依赖p53的细胞分裂和凋亡调节是在p53依赖的细胞分化过程中获得的。”
这些结果使研究人员得出结论，该研究“明确地”证明p53在细胞周期调节和细胞凋亡中的多重作用首先是在多能干细胞分化过程中获得的。
