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Cancer cell survival following DNA damage-mediated premature senescence is regulated by mammalian target of rapamycin (mTOR)-dependent Inhibition of sirtuin 1.
Back, Jung Ho; Rezvani, Hamid Reza; Zhu, Yucui; Guyonnet-Duperat, Véronique; Athar, Mohammad; Ratner, Desiree; Kim, Arianna L.
Afiliación
  • Back JH; Department of Dermatology, Columbia University Medical Center, New York, New York 10032, USA.
J Biol Chem ; 286(21): 19100-8, 2011 May 27.
Article en En | MEDLINE | ID: mdl-21471201
ABSTRACT
DNA-damaging agents can induce premature senescence in cancer cells, which contributes to the static effects of cancer. However, senescent cancer cells may re-enter the cell cycle and lead to tumor relapse. Understanding the mechanisms that control the viability of senescent cells may be helpful in eliminating these cells before they can regrow. Treating human squamous cell carcinoma (SCC) cells with the anti-cancer compounds, resveratrol and doxorubicin, triggered p53-independent premature senescence by invoking oxidative stress-mediated DNA damage. This process involved the mTOR-dependent phosphorylation of SIRT1 at serine 47, resulting in the inhibition of the deacetylase activity of SIRT1. SIRT1 phosphorylation caused concomitant increases in p65/RelA NF-κB acetylation and the expression of an anti-apoptotic Bfl-1/A1. SIRT1 physically interacts with the mTOR-Raptor complex, and a single amino acid substitution in the TOS (TOR signaling) motif in the SIRT1 prevented Ser-47 phosphorylation and Bfl-1/A1 induction. The pharmacologic and genetic inhibition of mTOR, unphosphorylatable S47A, or F474A TOS mutants restored SIRT1 deacetylase activity, blocked Bfl-1/A1 induction, and sensitized prematurely senescent SCC cells for apoptosis. We further show that the treatment of UVB-induced SCCs with doxorubicin transiently stabilized tumor growth but was followed by tumor regrowth upon drug removal in p53(+/-)/SKH-1 mice. The subsequent treatment of stabilized SCCs with rapamycin decreased tumor size and induced caspase-3 activation. These results demonstrate that the inhibition of SIRT1 by mTOR fosters survival of DNA damage-induced prematurely senescent SCC cells via Bfl-1/A1 in the absence of functional p53.
Asunto(s)
Carcinoma de Células Escamosas/metabolismo; Senescencia Celular; Daño del ADN; Sirtuina 1/metabolismo; Serina-Treonina Quinasas TOR/metabolismo; Acetilación/efectos de los fármacos; Acetilación/efectos de la radiación; Proteínas Adaptadoras Transductoras de Señales/genética; Proteínas Adaptadoras Transductoras de Señales/metabolismo; Sustitución de Aminoácidos; Animales; Antibióticos Antineoplásicos/farmacología; Apoptosis/efectos de los fármacos; Apoptosis/genética; Apoptosis/efectos de la radiación; Carcinoma de Células Escamosas/genética; Proteínas Portadoras/genética; Proteínas Portadoras/metabolismo; Caspasa 3/genética; Caspasa 3/metabolismo; Línea Celular Tumoral; Supervivencia Celular/efectos de los fármacos; Supervivencia Celular/genética; Supervivencia Celular/efectos de la radiación; Doxorrubicina/farmacología; Activación Enzimática/efectos de los fármacos; Activación Enzimática/genética; Activación Enzimática/efectos de la radiación; Humanos; Ratones; Ratones Noqueados; Antígenos de Histocompatibilidad Menor; Mutación Missense; Estrés Oxidativo/efectos de los fármacos; Estrés Oxidativo/genética; Estrés Oxidativo/efectos de la radiación; Fosforilación/efectos de los fármacos; Fosforilación/genética; Fosforilación/efectos de la radiación; Proteínas Proto-Oncogénicas c-bcl-2/genética; Proteínas Proto-Oncogénicas c-bcl-2/metabolismo; Proteína Reguladora Asociada a mTOR; Sirtuina 1/genética; Serina-Treonina Quinasas TOR/genética; Factor de Transcripción ReIA/genética; Factor de Transcripción ReIA/metabolismo; Proteína p53 Supresora de Tumor/genética; Proteína p53 Supresora de Tumor/metabolismo; Rayos Ultravioleta

Texto completo: 1 Banco de datos: MEDLINE Asunto principal: Daño del ADN / Carcinoma de Células Escamosas / Senescencia Celular / Sirtuina 1 / Serina-Treonina Quinasas TOR Idioma: En Año: 2011 Tipo del documento: Article

Texto completo: 1 Banco de datos: MEDLINE Asunto principal: Daño del ADN / Carcinoma de Células Escamosas / Senescencia Celular / Sirtuina 1 / Serina-Treonina Quinasas TOR Idioma: En Año: 2011 Tipo del documento: Article