正常年轻细胞中,CDK的活化导致Rb蛋白磷酸化和转录子E2F分离,被释放的E2F活化下游基因的转录,促使细胞从G1期进入S期,细胞周期正常运行。
随着细胞的分裂复制,端粒的缩短会导致细胞内DNA修复体系的活化,从而引发细胞复制衰老,修复体系包括p53信号通路。
(1)p53是著名的肿瘤抑制因子,通过诱导细胞凋亡或生长停滞,避免细胞因为DNA的损伤而发生癌变。DNA的损伤会诱导p53的表达。
(2)端粒的缩短(可视做DNA的一种损伤)会使细胞中的p53含量明显增加。因此可推理p53通过识别失去功能的端粒,继而诱导p21的表达,p21使得若干CDKs如CDK2、4、6等失去活性,从而阻止Rb蛋白的磷酸化,Rb蛋白不能与E2F分离,E2F处于持续失活状态,不能正常起始G1/S转换过程中的若干相关因子的转录,导致细胞停滞在G1/S期,最终引发细胞衰老。
(3)实验证明在培养的人成纤维细胞接近衰老时,确实表现出p53的活化,推测p53是一个主要的衰老启动因子,而pl6的作用是维持衰老的状态。