单细胞追踪发现两个不同的 p53 阶段
哈佛医学院（Harvard Medical School）与诺华生物医学研究所（Novartis Institutes for Biomedical Research）研究者在 2016 年发表于 Science 的论文中，研究降低 MDMX 后，癌细胞对 DNA 损伤的反应为何会随时间改变。团队使用单细胞活体成像，连续观察 p53 信号，再比较不同阶段受到第二次干预后的细胞命运。
研究采用小干扰 RNA（small interfering RNA，siRNA）降低 MDMX，模拟对该靶点的干预。在 MCF7 乳腺癌细胞中，MDMX 降低后，p53 先出现一次较高脉冲，随后进入持续的低幅振荡阶段。
不同细胞并不在同一时刻分裂，因此高脉冲也不同步。若只看整个细胞群的蛋白平均值，容易把许多错开的短脉冲误读为持续升高。随后出现的低幅振荡可持续至实验观察结束，最长跟踪约 60 小时；类似的双阶段动态在非癌性的 RPE1 细胞中也被观察到。
相近的 p53 振荡，不一定来自相同刺激
降低 MDMX 后的 p53 振荡，与 DNA 双链断裂引起的振荡有相似周期，但振幅较低。研究者未发现相应 DNA 损伤标志及主要损伤应答激酶的变化，因此认为该振荡不能简单归因于细胞已发生 DNA 损伤。
在第二阶段，细胞周期调控蛋白 p21 持续积累。其编码基因 CDKN1A 的转录量在 24 小时约升至原来的 8 倍，48 和 72 小时仍超过 5 倍，细胞也出现周期停滞。恢复 MDMX、压低 p53 振荡后，p21 减少，细胞更容易退出停滞状态。这些比较把动态信号与后续细胞状态联系起来。
第二次干预的时机可以改变相互作用方向
研究者分别在 MDMX 降低后的早期与晚期施加 DNA 损伤。较早的 12 小时条件下，细胞死亡比例由单独 DNA 损伤的 66% 增至 95%；较晚的 48 小时条件下，死亡比例则由 67% 降至 16%。上述数值来自紫外线损伤实验。
论文还报告，在多柔比星等 4 种化疗相关处理条件中，也观察到类似的时序依赖现象。这说明，第一次干预改变的细胞状态，可能使后续处理从增强杀伤转为减弱杀伤。
晚期两组在 DNA 损伤后的 p53 积累幅度相近，因此死亡减少不能仅由“p53 更少”解释。除了 p21 相关停滞，研究还观察到促存活信号磷酸化 Akt 增强、促凋亡蛋白 PUMA 积累减弱。作者认为，这些变化可能共同提高细胞对后续损伤的耐受性。
评价组合处理，需要同时观察信号与细胞命运
这项研究把连续成像、基因表达、细胞周期与存活观察放在同一框架内，显示一次终点检测可能遗漏重要的时间信息。同一靶点干预与同一损伤处理，在细胞处于不同状态时，可出现方向相反的相互作用。
作者由此提出，组合方案研究不仅需要比较剂量，还要理解每次干预如何改变细胞状态及其持续时间。本文提供的是培养细胞中的时序机制与比较方法，MDMX 候选抑制剂的具体效果仍需单独检验。