DNA損傷誘発細胞老化は、核病巣および相分離における53bp1の蓄積によって調節されます

細胞の老化は、幅広い加齢に関連した疾患に関連しており、DNA損傷を含むさまざまなストレスによって引き起こされる可能性があります。抗がん剤などのさまざまな遺伝毒性ストレッサーは、DNA二本鎖切断（DSB）を引き起こし、核内の腫瘍抑制タンパク質p53の蓄積を引き起こします。細胞ストレスは、アポトーシス、DNA修復、老化などのさまざまな細胞プロセスを調節するp53シグナル伝達経路を安定化および活性化します。p53シグナル伝達はよく知られている腫瘍抑制経路ですが、細胞の老化中にどのように調節されるかは不明のままです。ここでは、核病巣におけるp53結合タンパク質1（53bp1）がp53活性化を介したDNA損傷誘発細胞老化に必要であることを示します。ヒトの不死化線維芽細胞では、shRNAを介した53BP1の枯渇は、p53ターゲット遺伝子の発現だけでなく、アドリアマイシン治療によって誘導される細胞老化も減少させました。さらに、DSBSが核病巣の53bp1の過蓄積を引き起こすことを確認しました。これは、細胞老化の調節に重要な役割を果たしています。核病巣に53BP1の蓄積を防ぐために、RNF168に対して相分離阻害剤とsiRNAを使用しました。これはDSB遺伝子座に蓄積し、53bp1の複合体を形成します。これにより、p53シグナル伝達経路を活性化することにより、53bp1核病巣とDNA損傷誘発細胞老化の形成がブロックされます。結論として、DNA損傷後の核病巣における53bp1の蓄積の増加は、p53を活性化し、液液相分離メカニズムを介して細胞の老化を支配することを実証しました。

Cellular senescence is linked to a wide range of age-related diseases and can be triggered by a variety of stresses, including DNA damage. A variety of genotoxic stressors, such as anti-cancer drugs, cause DNA double-strand breaks (DSBs), which trigger the accumulation of the tumour suppressor protein p53 in the nucleus. Cellular stresses stabilize and activate the p53 signalling pathway, which regulates various cellular processes, such as apoptosis, DNA repair, and senescence. Although p53 signalling is a well-known tumour suppressor pathway, it remains unclear how it is regulated during cellular senescence. Here, we show that p53-binding protein 1 (53BP1) accumulation in the nuclear foci is required for DNA damage-induced cellular senescence via p53 activation. In human immortalized fibroblast, shRNA-mediated 53BP1 depletion decreased not only the expression of p53-target genes but also the cellular senescence induced by adriamycin treatment. Furthermore, we confirmed that DSBs trigger the hyperaccumulation of 53BP1 in the nuclear foci, which plays a key role in the regulation of cellular senescence. To prevent the accumulation of 53BP1 in the nuclear foci, we used phase separation inhibitors, and siRNA against RNF168, which accumulates at DSB loci and forms complexes with 53BP1. This blocks the formation of 53BP1 nuclear foci and DNA damage-induced cellular senescence by activating the p53 signaling pathway. In conclusion,   we demonstrated that increased accumulation of 53BP1 in the nuclear foci following DNA damage activates p53 and governs cellular senescence via a liquid-liquid phase separation mechanism.