Role of p53 in antioxidant defense of HPV-positive cervical carcinoma cells following H2O2 exposure

Abstract

[한글]

HPV양성 자궁암세포주에서 p53단백은 기능적으로 E6 단백과 길항작용을 하는 것으로 알려져 있으나 실제 정상적인 p53단백과 관련 경로들은 다양한 실험모델을 통해 규명한 바에 의하면 p53은 자궁암세포주에서 완전히 비활성화되는 것은 아닌 것으로 밝혀졌다. 이 점을 착안하여 본 연구는 인유두종 바이러스가 감염된 자궁암세포주의 p53단백의 항산화기능을 확인하는데 목적을 두었다. 특히 인유두종 바이러스 16형이 감염된 SiHa세포주가 p53단백이 다른 자궁암세포주에 비해 현저히 많이 발현되고 H2O2의 고농도에도 비교적 저항하여 생존하는 특징을 보였다. 또한 SiHa 세포주의 p53을 RNA간섭으로 저하시켜 p53관련 항산화 인자들의 발현저하를 확인하였고 ROS가 세포내 축적되는 것을 확인하였다. 반면에 다른 자궁암세포주인 HeLa, CaSki, ME180세포주는 동일한 RNA간섭 방법으로도 ROS가 변하지 않았다. 경미하거나 고농도의 H2O2로 인한 자극에 p53 저하를 유도한 SiHa세포주가 mock SiHa세포주에 비해 더 높은 ROS치수를 보였다. H2O2투여 후 세포의 활성도와 세포자연사를 측정한 결과 p53저하 SIHa세포주가 H2O2에 더 민감하게 반응함을 확인하였다. P53의 저하는 SiHa세포주에서 과도한 양의 DNA 산화를 유도했고, mock SiHa 세포주는 p53-저하 SiHa세포주에 비해 같은 농도의 H2O2자극에도 DNA로부터 8-oxo-7,8-dihydro-2'-deoxyguanosine을 급속히 처리하는 결과를 보였다. 본 연구의 모든 결과를 종합하면, SiHa세포주의 내재적인 p53이 항산화기능이 았을 뿐 아니라 항산화방어기전을 더욱 공고히하는 역할을 하는 것으로 생각된다.

[영문]In HPV-positive cervical carcinoma cell lines, p53 protein is functionally antagonized by the viral E6 oncoprotein; however, normal p53 function and p53 associated pathways can be demonstrated in several experimental model systems, suggesting that p53 is not completely inactivated in cervical cancer cells. Here, we investigated the possible role of p53 protein in antioxidant defense of HPV-positive cervical cancer cell lines. We found that SiHa cells containing integrated HPV 16 had higher expression of p53 and exhibited the greatest resistant to H2O2-induced oxidative damage, as compared with HeLa, CaSki and ME180 cell lines. Downregulation of p53 using RNA interference (RNAi) resulted in the inhibition of p53-regulated antioxidant enzymes and elevated intracellular ROS in SiHa cells. In contrast, the ROS level was not affected in HeLa, CaSki and ME180 cell lines after inhibition of p53 protein. Under mild or sever H2O2-induced stress, p53-deficient SiHa cells exhibited much higher ROS levels than control SiHa cells. Furthermore, we analyzed cell viability and apoptosis after H2O2 treatment and found that p53 deficiency sensitized SiHa cells to H2O2 damage. Inhibition of p53 resulted in excessive oxidation of DNA; control SiHa cells exhibited a more rapid removal of 8-oxo-7,8-dihydro-2'-deoxyguanosine from DNA than p53-deficient SiHa cells exposed to the same level of H2O2 challenge. Taken together, this present study provides evidence that endogenous p53 in SiHa cells has an antioxidant function and involves in the reinforcement of the antioxidant defense.