周期蛋白依赖性激酶抑制剂 1A

CDKN1A 在细胞对 DNA 损伤的反应中起着关键作用，它的过度表达会导致细胞周期停滞。CDKN1A mRNA的上调和蛋白以下电离辐射是依赖对p53（TP53; 191170），并介导CDKN1A细胞周期阻滞响应于所述检查点的p53途径（Bendjennat等人，2003。）。

▼ 克隆与表达
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细胞周期蛋白依赖性激酶 2（CDK2; 116953 ）与细胞周期蛋白 A（CCNA2; 123835 ）、D（CCND1; 168461 ）和 E（ CCNE1 ; 123837 ）相关，并参与控制哺乳动物的 G1 到 S 期转变. Harper 等人使用酵母 2-杂交筛选鉴定 CDK2 相互作用蛋白（1993）克隆了 CDKN1A，他们称之为 CIP1。推导出的 164 个氨基酸的蛋白质的计算分子量为 18.1 kD，并包含二分核定位信号。通过 SDS-PAGE，体外翻译的 CIP1 迁移的表观分子量为 21 kD。Northern印迹分析在所有检查的组织中检测到2.1-kb的转录物，尽管在大脑中观察到的水平低5倍。CIP1 mRNA 的表达在同步的正常乳腺上皮细胞的细胞周期中没有变化。

p53 从特定序列激活转录的能力表明 p53 诱导的基因可能介导其作为肿瘤抑制因子的生物学作用。El-Deiry 等人使用减法杂交方法（1993）将 CDKN1A（他们称为 WAF1 ）鉴定为一种基因，其诱导与人脑肿瘤细胞系中的野生型而非突变型 p53 基因表达相关。El-Deiry 等人（1993）发现 p53 的序列、结构和激活在啮齿动物中是保守的。此外，El-Deiry 等人（1993）发现Harper 等人描述的 CIP1 的序列（1993），与 WAF1 相同。

▼ 测绘
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El-Deiry 等人（1993）通过荧光原位杂交将 WAF1 基因定位到染色体 6p21.2。通过荧光原位杂交，Demetrick 等人（1995）还将 CDKN1A 基因定位到染色体 6p21.2。

胡皮等人（1994）克隆并测序了小鼠 p21 cDNA，并确定基因位点 Waf1 位于 17 号染色体上 H-2 的近端。

▼ 基因功能
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通过免疫沉淀分析，Harper 等人（1993）发现 CIP1 与人二倍体成纤维细胞中的细胞周期蛋白 A、细胞周期蛋白 D1、细胞周期蛋白 E 和 CDK2 相关。他们表明 CIP1 是一种强效的 CDK 紧密结合抑制剂，可以抑制其中几种复合物对 RB1 蛋白（ 614041 ）的磷酸化。共转染实验表明，CIP1 和 SV40T 抗原以相互拮抗的方式起作用，以控制人成纤维细胞的细胞周期进程。

El-Deiry 等人（1993）发现 WAF1 cDNA 的引入抑制了人脑、肺和结肠肿瘤细胞在培养中的生长。使用酵母增强剂陷阱，他们在 WAF1 编码序列上游 2.4 kb 处确定了 p53 结合位点。WAF1 启动子，包括这个 p53 结合位点，赋予异源报告基因依赖 p53 的诱导能力。

WAF1 编码的蛋白 p21 介导 p53 对肿瘤细胞生长的抑制。p21 在肿瘤细胞系中的过表达抑制集落形成，类似于 p53 过表达导致的集落形成。为了在 p21 结构内定位肿瘤抑制功能，Zakut 和 Givol（1995）使用了由 p21 系统截断构建的载体，并测试了它们抑制肿瘤细胞生长的效率。他们证明 p21 分子的 N 端一半显示出比整个 p21 分子更好的肿瘤细胞生长抑制，而 p21 的 C 端一半没有显示出这种效果。

生长因子剥夺后人内皮细胞的凋亡与细胞周期蛋白 A 相关 CDK2 活性的快速和显着上调有关。Levkau 等人（1998）表明，在凋亡细胞中，CDK 抑制剂 CDKN1A 和 CDKN1B（ 600778 ）的 C 末端被特异性切割截断。参与这种切割的酶是CASP3（ 600636）和/或类似 CASP3 的半胱天冬酶。切割后，CDKN1A 失去其核定位序列并离开细胞核。CDKN1A 和 CDKN1B 的切割导致它们与核细胞周期蛋白-CDK2 复合物的关联显着减少，导致 CDK2 活性的显着诱导。显性阴性 CDK2 以及对半胱天冬酶切割具有抗性的突变 CDKN1A，部分抑制了细胞凋亡。这些数据表明，通过半胱天冬酶介导的 CDK 抑制剂裂解，CDK2 激活可能有助于半胱天冬酶激活后细胞凋亡的执行。

受体酪氨酸激酶 ERBB2（ 164870 ）的过度表达赋予乳腺癌中的紫杉醇抗性（ 114480 ）。余等人（1998）发现 ERBB2 的过表达抑制了紫杉醇诱导的细胞凋亡。紫杉醇激活 CDC2 激酶（ 116940）在 MDA-MB-435 乳腺癌细胞中，导致细胞周期停滞在 G2/M 期，随后导致细胞凋亡。CDC2 的化学抑制剂和 CDC2 的显性失活突变体阻止了这些细胞中紫杉醇诱导的细胞凋亡。通过转染在 MDA-MB-435 细胞中过表达 ERBB2 转录上调 CDKN1A，CDKN1A 与 CDC2 相关联，抑制紫杉醇介导的 CDC2 活化，延迟细胞进入 G2/M 期，从而抑制紫杉醇诱导的细胞凋亡。在 CDKN1A 反义转染的 MDA-MB-435 细胞或 p21-/- MEF 细胞中，ERBB2 不能抑制紫杉醇诱导的细胞凋亡。因此，CDKN1A 参与 G2/M 检查点的调节，该检查点有助于在 ERBB2 过表达的乳腺癌细胞中抵抗紫杉醇诱导的细胞凋亡。

DNA 损伤后，许多细胞似乎进入细胞周期 G2 期的持续停滞。本茨等人（1998）证明只有当 p53 存在于细胞中并且能够转录激活细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂 p21 时，这种停滞才能持续。在 p53 或 p21 基因被破坏后，γ 辐射的细胞进入有丝分裂阶段，并且仅因为胞质分裂失败而呈现 G2 DNA 含量。因此，p53 和 p21 似乎对于维持人类细胞中的 G2 检查点至关重要。

拉杰等人（2001）报道腺相关病毒（AAV）在缺乏活性 p53 的细胞中选择性诱导细胞凋亡。具有完整 p53 活性的细胞不会被杀死，而是会在细胞周期的 G2 期停滞。这种停滞的特征是 p53 活性和 p21 水平的增加以及 CDC25C（ 157680 ）的靶向破坏。细胞杀伤和阻滞都不依赖于 AAV 编码的蛋白质。相反，两端带有发夹结构的单链 AAV DNA 会在细胞中引发 DNA 损伤反应，在没有 p53 的情况下，会导致细胞死亡。

强直性营养不良 1（DM1; 160900 ）是一种显性神经肌肉疾病，由肌强直蛋白激酶基因（DMPK; 605377 ）中的三核苷酸（CTG）重复扩增引起。阿马克和马哈德万（2001）表明含有扩展的 CUG 束的 DMPK 转录物可以形成核和细胞质 RNA 病灶。然而，既不包含单独的 CUG 扩展也不包含 CUG 扩展加上 DMPK 3-prime 非翻译区 RNA 远端区域的转录本影响 C2C12 成肌细胞中的肌生成。这意味着该过程中涉及的任何 RNA 结合因子的 RNA 病灶形成和扰动不足以阻止成肌细胞分化。肌源性标记物的 RNA 分析显示，突变的 DMPK 3 引物非翻译区 mRNA 显着阻碍了分化因子肌细胞生成素（MYOG; 159980 ）和 p21 的上调。

DNA 损伤激活肿瘤抑制因子 p53（ 191170 ）可诱导细胞周期停滞或细胞凋亡。Seoane 等人（2002）证明 MYC（ 190080 ）是这种选择的主要决定因素。MYC 被 DNA 结合蛋白 MIZ1（ 604084 ）直接募集到 p21（CIP1）启动子。这种相互作用会阻止 p53 和其他激活剂对 p21（CIP1）的诱导。结果，MYC 将结肠癌细胞对 DNA 损伤的 p53 依赖性反应从细胞抑制转变为凋亡。MYC 不会改变 p53 与 p21（CIP1）或 PUMA 结合的能力（ 605854）启动子，但选择性地抑制结合的 p53 激活 p21（CIP1）转录。通过抑制 p21（CIP1）表达，MYC 有利于细胞凋亡的启动，从而影响 p53 反应的结果，有利于细胞死亡。

日笠等人（2003）在类风湿性关节炎患者的淋巴细胞中发现 p21 下调与 c-fos（ 164810 ）上调相结合。类风湿性关节炎淋巴细胞中 STAT1（ 600555 ）的磷酸化也降低。日笠等人（2003）确定 c-fos 过表达导致 STAT1 的磷酸化和二聚化下调，进而下调 p21 基因表达。他们得出结论，这种调节途径可能会增强类风湿性关节炎患者淋巴细胞的增殖。

t（11;22）易位导致融合蛋白 EWS（ 133450 ）-FLI1（ 193067 ）的表达，该蛋白与尤文肉瘤（ 612219 ）相关。通过电泳迁移率变化分析，Nakatani 等人（2003）发现 EWS-FLI1 与 p21（WAF1）基因启动子区域内的 ETS 共有序列相互作用。报告基因检测表明，EWS-FLI1 与至少 2 个 ETS 结合位点的结合负向调节 p21（WAF1）启动子活性。EWS-FLI1 还通过与 p300（ 602700 ）相互作用并抑制其组蛋白乙酰转移酶活性来抑制 p21（WAF1）的诱导。

本杰纳特等人（2003）发现低剂量的紫外线（UV）照射与几种人类和啮齿动物细胞系中的 p21 降解有关。相反，用 DNA 损伤剂或伽马辐射处理细胞会增加 p21 水平。高剂量的紫外线照射导致细胞快速死亡，而 p21 水平没有变化。UV 诱导的 p21 降解与细胞转化和细胞系的 p53 或 Rb 状态无关，但它需要 ATR（ 601215 ）、SKP2（ 601436 ）和 p21 泛素化。Bendjennat 等人使用泛素化缺陷 p21 蛋白（2003）发现紫外线照射后未能降解 p21 会干扰 PCNA（ 176740 ）的核积累并损害 DNA 修复。本杰纳特等人（2003）得出结论，紫外线诱导的 p21 泛素化和降解是细胞对紫外线诱导的 DNA 损伤的反应的一部分。

吴等人（2003）表明人类 p53RFP（RNF144B; 618869 ）与 p21WAF1 相互作用并负调节其表达。p53RFP 作为 E3 泛素蛋白连接酶发挥作用，并泛素化 p21WAF1 以使其降解，从而从 G1 期释放停滞的细胞并诱导细胞死亡。

浅田等（2004）确定 p21在体外和体内直接与 BRAP（ 604986 ）相互作用，这种相互作用需要 BRAP 的 C 端部分和 p21 的核定位信号。当与 BRAP 共转染时，p21 在细胞质中表达。早幼粒单核细胞系的单核细胞分化与 BRAP 表达的上调以及 p21 的上调和细胞质重新定位相关。浅田等（2004）得出结论，BRAP 在单核细胞分化过程中 p21 的细胞质易位中起作用。

卡雷拉等人（2005）表明，MITF（ 156845 ）可以作为一种新型抗增殖转录因子，能够诱导 G1 细胞周期停滞，这依赖于 MITF 介导的 p21（Cip1）细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂基因的激活。此外，MITF 和 RB1 之间的合作增强了 MITF 激活转录的能力。卡雷拉等人（2005）表明，MITF 介导的 p21（Cip1）表达激活和随之而来的 RB1 低磷酸化有助于细胞周期退出和分化程序的激活。

兰加拉扬等人（2001）发现 Notch1（ 190198 ）激活在分化的小鼠角质形成细胞中诱导 p21，并且这种诱导与 Rbpjk（ 147183 ）靶向p21 启动子有关。马穆卡里等人（2005）表明 Notch1 还通过作用于 p21 TATA 框近端区域的钙调神经磷酸酶（见114105）依赖机制激活 p21 。Notch 信号通过钙调神经磷酸酶/NFAT（见600490）途径也涉及钙加压素（见602917）和 Hes1（139605）。

Jascur 等人通过酵母 2-杂交筛选小鼠 T 细胞淋巴瘤 cDNA 文库（2005）发现 p21 与 Wisp39（FKBPL; 617076 ）相互作用。人类和小鼠细胞的实验表明，WISP39通过不同的基序同时与 p21 和分子伴侣 HSP90（见140571）相互作用，并且 WISP39 充当转换因子以介导 HSP90 依赖性 p21 稳定性，抵抗蛋白酶体介导的降解。在不存在 HSP90 的情况下，WISP39 对 p21 的稳定性没有影响。在细胞暴露于 10 Gy 的电离辐射后，通过小干扰 RNA 敲除 WISP39 可防止 p21 的积累和细胞周期停滞。

张等人（2007）指出，尽管存在 CD4（ 186940 ）和 CXCR4（ 162643 ），造血干细胞仍能抵抗人类免疫缺陷病毒（HIV）-1 感染（见609423）），它们参与病毒进入。他们发现小干扰 RNA 介导的 p21 敲低，而不是其他 CDK 抑制剂，改变了 HIV-1 感染，增强了 HIV-1 复制，并在细胞周期变化之前增加了 HIV-1 整合，并且不改变 CD4 和 CXCR4 表面表达. 共免疫沉淀和蛋白质印迹分析表明 p21 与 HIV-1 整合机制相互作用，似乎抑制了 HIV-1 整合到细胞 DNA 中的能力。p21 的沉默对其他抗 HIV-1 感染介质的表达没有影响。张等人（2007）得出结论，p21 是干细胞中的内源性细胞成分，为 HIV-1 感染提供分子屏障。

唐纳等人（2007）发现人类细胞系中 p21 启动子的转录活性随着不同的 p53 激活刺激而变化。无论使用何种 p53 激活刺激物，核心介质亚基 MED1（PPARBP；604311）和 MED17（603810）都被募集到 p21 基因。与此相反，中保的CDK模块的3个亚基，CDK8（603184），MED12（300188），和细胞周期蛋白C（CCNC; 123838），被招募以下用nutlin-3，激活p53的一个nongenotoxic药物治疗，但不是在对紫外线引起的 DNA 损伤的反应 C.

维亚莱等人（2009）证明细胞周期抑制剂 p21 的表达对于维持白血病干细胞的自我更新是必不可少的。白血病相关癌基因在小鼠造血干细胞（HSC）中的表达诱导 DNA 损伤并激活依赖于 p21 的细胞反应，从而导致可逆的细胞周期停滞和 DNA 修复。活化的 p21 对于防止白血病干细胞过度的 DNA 损伤积累和功能衰竭至关重要。维亚莱等人（2009）得出的结论是，他们的数据揭示了 p21 的致癌潜力，并表明抑制 DNA 修复机制可能作为根除缓慢增殖的白血病干细胞的有效策略。

Dgcr8（ 609030 ）-敲除小鼠胚胎干（ES）细胞缺乏微 RNA（miRNA），增殖缓慢，并在细胞周期的 G1 期积累。通过筛选可以挽救 Dgcr8 敲除小鼠 ES 细胞生长缺陷的小鼠 miRNA，Wang 等人（2008）鉴定了一组具有共享种子序列（AAGUGC）的 ES 细胞特异性 miRNA，包括 miR290 簇的几个成员。在 Cdkn1a 转录本的 3-prime UTR 中发现了互补的靶序列。测试的所有 5 种 ES 细胞特异性 miRNA（miR291a-3p、miR291b-3p、miR294、miR295 和 miR302d）直接靶向 Cdkn1a 的 3-prime UTR 并抑制报告基因表达。在细胞周期蛋白 E-CDK2 通路的其他抑制剂（包括 Rb1、Rbl1）的 3-prime UTR 中也发现了靶位点。116957 ）、Rbl2（ 180203 ）和 Lats2（ 604861 ）。定量 RT-PCR 证实了这些基因在 Dgcr8 敲除小鼠 ES 细胞中的表达增加。

p21 的启动子区域包含 6 个由各种试剂激活的 GC 框。Koh 等人（2009）发现 ZBTB5（ 616590 ）结合了最近和重叠的 GC 框 5 和 6，并增加了 SP1（ 189906 ）与这些元件的结合。ZBTB5 还与 p21 启动子中的 2 个远端 p53 响应元件结合，并与 p53 竞争与这些元件的结合。ZBTB5 在体外直接结合 SP1 和 p53。ZBTB5 的 POZ 结构域与 BCOR（ 300485 ）、NCOR（NCOR1; 600849 ）和 SMRT（NCOR2; 600848 ）等辅抑制因子-组蛋白脱乙酰酶复合物相互作用，导致组蛋白 H3（见60281）的抑制性脱乙酰化（见60281）600849）在 p21 近端启动子。在人类细胞系中，ZBTB5 刺激增殖和细胞周期进程，并显着增加 S 期细胞的数量。Koh 等人（2009）得出结论，ZBTB5 通过抑制细胞周期停滞基因 p21 来刺激细胞周期增殖。

全等人（2009）发现 ZBTB2（ 616595 ）在 HEK293A 细胞中的过表达抑制了 p53、ARF（参见600160），尤其是细胞周期停滞基因 p21 的转录。相反，ZBTB2 上调 HDM2 的表达（MDM2；164785）。ZBTB2 通过涉及 SP1、p53、GC box-5/6 和 2 个远端 p53 结合元件的复杂机制抑制 p21 表达。ZBTB2 与 SP1 竞争结合近端 SP1 结合 GC box-5/6 并抑制 p21 报告基因的 SP1 依赖性激活。ZBTB2 还结合 p21 启动子中的远端 p53 结合元件，并与 p53 竞争结合。此外，ZBTB2 直接与 p53 相互作用并抑制 p53 与 p21 报告基因的结合。p21 的抑制还涉及 ZBTB2 POZ 域与辅助抑制因子 BCOR、NCOR 和 SMRT 的相互作用，导致 p21 近端启动子处组蛋白 H3 和 H4 的抑制性脱乙酰化。

林等人（2010）表明，尽管 Skp2 失活本身不会诱导细胞衰老，但异常的原癌信号以及肿瘤抑制基因的失活确实在小鼠和缺乏 Skp2 的细胞中触发了有效的肿瘤抑制衰老反应。值得注意的是，Skp2 失活和致癌应激驱动的衰老既不会引起 p19（Arf）-p53 通路的激活，也不会引起 DNA 损伤，而是依赖于 Aft4（ 604064 ）、p27（ 600778 ）和 p21。林等人（2010）进一步证明，即使在 p19（Arf）-p53 反应受损的致癌条件下，遗传性 Skp2 失活也会引起细胞衰老，而 Skp2-SCF 复合物抑制剂可以触发 p53/Pten 中的细胞衰老（ 601728）-临床前研究中的细胞缺陷和肿瘤消退。林等人（2010）得出的结论是，他们的发现提供了原理证明，即 Skp2 的药理学抑制可能代表了癌症预防和治疗的一般方法。

李等人（2012）发现缺乏必需自噬基因产物 Atg7（ 608760 ）的饥饿小鼠胚胎成纤维细胞未能经历细胞周期停滞。孤立于其 E1 样酶活性，Atg7 可以与肿瘤抑制因子 p53 结合以调节编码细胞周期抑制剂 p21（CDKN1A）的基因的转录。随着代谢压力的延长，Atg7 的缺失导致 DNA 损伤增加，p53 依赖性细胞凋亡增加。通过删除蛋白激酶 Chk2（ 604373 ）来抑制 DNA 损伤反应，部分挽救了 Atg7 -/- 小鼠的出生后致死率。因此，李等人（2012）得出的结论是，当营养素有限时，Atg7 会调节 p53 依赖性细胞周期和细胞死亡途径。

根岸等人（2014）发现通过小干扰 RNA 在人类细胞系中敲低长链非编码 RNA APTR（ 616048 ）可减少细胞增殖，增加 G1 和 S 种群，并增加 p21 的 mRNA 和蛋白质表达。敲除 APTR 不会抑制 p21 -/- HCT116 细胞的生长。交联和免疫沉淀分析表明，APTR 直接与 p21 转录起始位点上游的多个位点结合，并将多梳抑制复合物 2（PRC2）募集到 p21 启动子区域，导致组蛋白 3 lys27 三甲基化。APTR 的 3-prime 末端足以结合到 PRC2 组件 EZH2（ 601573 ）和 SUZ12（ 606245），APTR 的中心区域，包括完整的互补 Alu 序列，是招募到 p21 启动子区域所必需的。

▼ 分子遗传学
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切迪德等人（1994）在密码子 31 处发现了多态性，其中单点突变将 AGC（ser）更改为 AGA（arg）（ 116899.0001 ）。这种变化导致限制位点的丢失和另一个位点的增加，从而可以快速筛选多态性。对来自 50 个随机选择的个体的基因组 DNA 的分析表明，碱基对替换发生的等位基因频率为 0.14。转染研究表明 arg 等位基因的表达与肿瘤抑制活性的丧失无关。此外，对 22 个肿瘤 DNA 样本的筛选显示肿瘤表型与 arg 等位基因之间没有关联。

▼ 动物模型
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为了研究 p21 在 ATM（ 607585 ）介导的信号转导通路中的作用，Wang 等人（1997）检查了 ATM 和 p21 的遗传损失对生长控制、辐射敏感性和肿瘤发生的综合影响。p21 改变了在 AT 成纤维细胞中观察到的体外衰老反应。王等人（1997）发现 p21 是 ATM 介导的生长控制的下游效应子。然而，在 Atm 缺陷小鼠的情况下，p21 的缺失会导致胸腺淋巴瘤发生延迟和体内急性辐射敏感性增加（后者主要是因为对肠道上皮的影响）。ATM 表型的这两个关键方面的修饰可能与肿瘤细胞和受照射的小鼠肠道上皮细胞中自发凋亡的明显增加有关，Atm 和 p21 双重无效。因此，p21 的缺失似乎有助于通过一种通过敏化细胞凋亡反应起作用的机制来抑制肿瘤。

部分肾消融导致小鼠进行性肾功能不全，是多种原因引起的慢性肾功能衰竭的模型。部分肾消融后小鼠出现慢性肾功能衰竭的功能和形态特征，包括肾小球硬化、系统性高血压和肾小球滤过减少。Megyesi 等（1999）据报道，具有 p21 基因纯合缺失的同窝仔猪在消融后没有发生慢性肾功能衰竭。p21 +/+ 和 p21 -/- 动物明显不同的反应不是因为肾小球数量或肾脏生长程度的差异，而是因为正常 p21 基因的存在或不存在。尽管在存在功能性 p21 基因的情况下，对肾消融应激的反应是增生性和肥大性的，但似乎 p21 基因的缺失可能会诱导更多的增生性反应，因为增殖细胞核抗原（PCNA; 176740）表达，细胞周期进程的标志物，在 p21 -/- 小鼠的残肾肾上皮中是 p21 +/+ 动物的 5 倍以上。因为 p21 是细胞周期的有效抑制剂，Megyesi 等人（1999）推测 p21 调节肾消融后增生和肥大之间的平衡。他们提出，这种反应的变化抑制了慢性肾功能衰竭的发展。研究表明，控制 p21 功能可能会改善甚至预防进行性终末期肾病。Al-Awqati 和 Preisig（1999）评论了这些发现的重要性。

相对静止是造血干细胞的一个决定性特征，而它们的后代具有显着的增殖能力并无情地走向终末分化。据推测，干细胞的静止状态对于保护干细胞区室具有至关重要的生物学重要性，Cheng 等人（2000）使用被改造为缺乏 p21 的小鼠直接评估。在没有 p21 的情况下，造血干细胞增殖和绝对数量在正常稳态条件下增加。将动物暴露于细胞周期特异性骨髓毒性损伤导致造血细胞耗竭导致过早死亡。此外，从 p21 -/- 小鼠连续移植的骨髓中原始细胞的自我更新受损，导致造血功能衰竭。程等人（2000）得出结论，p21 是控制干细胞进入细胞周期的分子开关，如果没有它，增加的细胞周期会导致干细胞衰竭。在压力条件下，限制细胞循环对于防止过早干细胞耗竭和造血细胞死亡至关重要。

萨尔瓦多等人（2002）表明 GADD45A（ 126335 ）是 T 细胞增殖的负调节因子，因为与野生型细胞相比，来自 Gadd45a 缺陷小鼠的 T 细胞而非 B 细胞具有较低的激活阈值并且增殖程度更高. 突变小鼠还容易出现系统性红斑狼疮（ 152700 ）样病症，其特征是高滴度的抗 dsDNA、抗 ssDNA 和抗组蛋白抗体、严重的血液系统疾病、自身免疫性肾小球肾炎和过早死亡。在缺乏 Gadd45a 和 p21 的小鼠中，自身免疫的发展大大加速。

巴博萨等人（2006）指出，人类 p53 R175P 突变缺乏细胞凋亡，但保留了部分细胞周期停滞功能。他们在 p21-null 背景下开发了一系列与相应小鼠突变（R172P）纯合的小鼠，发现 p21 的缺失完全消除了细胞周期停滞并加速了肿瘤的发生。双突变体肉瘤和淋巴瘤的细胞遗传学检查揭示了在单个 p53 突变体恶性肿瘤中不存在的非整倍体和染色体畸变。

端粒缩短通过激活 DNA 损伤途径来限制人类细胞的增殖寿命，包括由 CDKN1A 基因编码的细胞周期抑制剂 p21 的上调。端粒因编码端粒酶（TERC; 602322 ）的基因突变而缩短，与人类和小鼠的器官维护受损和寿命缩短有关。罗伊乔杜里等（2007）表明 p21 的缺失可延长端粒酶缺陷、端粒功能失调的小鼠的寿命。p21 缺失改善了造血淋巴细胞生成和肠上皮细胞的维持，但不挽救端粒功能。此外，p21 的缺失挽救了肠道祖细胞的增殖，并提高了端粒功能障碍小鼠造血干细胞的再增殖能力和自我更新能力。在这些小鼠中，细胞凋亡反应保持完整，并且 p21 缺失不会加速染色体不稳定性或癌症形成。这些结果是实验证据，表明端粒功能障碍会在体内诱导 p21 依赖性检查点，但会在生物体水平上限制寿命。

▼ 等位基因变体（ 1 选定示例）：
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.0001 CIP1/WAF1 肿瘤相关多态性 1
CDKN1A, SER31ARG
由于 CDKN1A 可能通过在 G1/S 检查点阻止细胞周期并诱导细胞凋亡来介导 p53 的生长抑制作用，Mousses 等人（1995）在人类原发性肿瘤中寻找基因突变。在原发性乳腺癌和癌标本中未观察到独特的或获得性的体细胞突变；然而，发现了 2 个常见的变体。这些变异并不是肿瘤独有的，因为 10.7% 的正常个体表现出变异。尽管如此，野生型 p53 肿瘤中变异的频率（20.4%）显着高于正常 DNA（P = 0.05）。相比之下，发现变异的频率（4.1%）在具有 p53 突变的肿瘤中显着降低（p = 0.006）。这些数据向作者表明，变异的出现可能对肿瘤发展有直接影响，并且在某些情况下可能与 p53 突变不相容。Mousses 等人发现的变体之一（1995）是密码子 31（ser31 到 arg）中的 AGC 到 AGA 取代，这在之前已被Chedid 等人观察到（1994）。另一个是 CDKN1A 基因 20 bp 终止密码子后 3 引物非翻译区的 C 到 T 变化。Sjalander 等人（1996）发现肺癌患者中 p21 密码子 31ARG 等位基因的频率增加，尤其是与慢性阻塞性肺病（COPD）患者相比；p = 0.004。因此，p53 及其效应蛋白 p21 的等位基因变体可能对肺癌有影响。