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本篇研究的目标蛋白PERIOD 1(以下简称PER1)是周期节律蛋白家族的一员,由周期节律基因1(Period1)编码产生。PER1的表达在细胞水平、个体水平呈现出一定的周期节律性,在分子水平上的周期节律震荡过程中发挥着非常重要的作用。PER1广泛地参与了周期节律调控、黑色素沉淀、血压调节等生理过程。PER1与乳腺癌的发生发展也密切相关。有研究报道,PER1在乳腺癌细胞中低表达,在乳腺癌细胞中过表达PER1后,细胞周期阻滞在G0/G1期。其中的分子机制有待进一步阐释。抑癌基因p53是迄今为止发现的与人类癌症相关性最高的基因之一。在超过一半的人类肿瘤中存在p53基因的缺失、突变和重组。p53蛋白受到细胞内外多种因子的调节,在维持基因组的稳定性、细胞增殖等方面发挥重要作用。p53蛋白结合在p21启动子上,激活p21的转录,诱导p21WAF1/CIP1蛋白的表达,p21WAF1/CIP1抑制CDK2/cyclin E的活性,进而阻滞细胞周期在G0/G1期。本研究以PER1抑制乳腺癌细胞增殖为出发点,探讨其中可能存在的分子机制。首先,在MCF-7、ZR-75-30细胞中外源过表达PER1,发现细胞增殖受到抑制,且细胞周期被阻滞在G0/G1期,这与之前的研究报道结果具有一致性。其次,在HeLa、MCF-7、ZR-75-30细胞中的报告基因实验结果表明,在同时外源过表达p53的情况下,过表达PER1可以激活p21-Luc活性。在T47D细胞中,同时外源过表达p53和PER1实验组中p21的mRNA水平有明显提高。接着,在ZR-75-30细胞中,过表达PER1的实验组中p21的mRNA相对表达量与对照组相比有着显著提高。随后,在MCF-7、ZR-75-30细胞中干扰内源p53表达的情况下,过表达PER1对p21-Luc的激活作用消失。表明PER1以p53依赖的方式激活p21的转录。最后,在HEK-293T细胞中实施免疫共沉淀实验(CO-IP),在T47D和MCF-7细胞中实施哺乳动物双杂交实验系统,得出外源PER1与p53之间存在相互作用的结论。接着,在MCF-7细胞中,利用CO-IP和免疫荧光实验,确定内源的PER1与p53可以发生相互作用且共定位在细胞核中。随后,构建Flag标签的PER1截短体,利用CO-IP实验发现,PER1通过其PAS结构域与p53发生相互作用。在HEK-293T细胞中外源过表达p53和梯度的PER1,利用western blotting实验发现梯度过表达的PER1对p53蛋白水平无影响。此部分实验表明PER1与p53发生相互作用,且不影响p53的蛋白水平。本研究主要证实了,周期节律蛋白PER1能够抑制乳腺癌细胞的增殖,并阻滞细胞周期在G0/G1期。而这一过程,很可能是PER1通过自身PAS结构域与p53发生相互作用,激活p21的转录。表达水平升高的p21WAF1/CIP1与CDK2/cyclin E复合物结合,进而抑制此复合物的活性,阻止促进细胞周期进程的相关基因表达,使细胞阻滞在G0/G1期。这为更深次地探讨周期节律调控乳腺癌发生发展的分子机制提供了重要的理论依据,并丰富了周期节律与细胞周期之间功能上的联系。