肿瘤抑制基因p53的研究进展_成秀梅

·综　述·肿瘤抑制基因p 53的研究进展成秀梅(盐城卫生职业技术学院,江苏盐城224001)R e s e a r c h A d v a n c e i n T u m o r S u p p r e s s o r G e n e p 53C H E N GX i u -m e i (Y a n c h e n g H e a l t h V o c a t i o n a l ＆T e c h n i c a l C o l l e g e ,Y a n c h e n g 224001,C h i n a )A b s t r a c t :p 53i s o n e o f t h e m o s t e x t e n s i v e a n d s y s t e m a t i c c a n c e r s u p p p r e s s o r g e n e s t h a t h a v e b e e n s t u d i e d .W i l d t y p e p 53g e n e p l a y s a n i m p o r t a n t r o l e i n t h e r e p a i r o f D N Ad a m a g e ,t h e c o n t r o l o f c e l l c y c l e a p o p t o s i s a n d t h e i n h i b i t i o n o f a n g i o p o i e s i s .M u t a t i o no f p 53g e n e c a u s e s t h e l o s t o f a b o v e f u n c t i o n s .I n a b o u t 50%h u m a nt u m o r c e l l s ,t h e m u t a t i o n o f p 53g e n e c a n b e f o u n d ,w h i c h i n d u c e s t h e d e v e l o p m e n t o f a l m o s t a l l h u m a n c a n c -e r s .T h e a d v a n c e i n r e s e a r c h o f p 53g e n e a n d r e l a t e d g e n e t h e r a p y i s r e v i e w e d .K e y w o r d s :p 53g e n e ;T u m o r s u p p r e s s o r ;C a n c e r摘要:肿瘤抑制基因p 53是目前研究最为广泛和系统的抑癌基因之一。

野生型p 53参与了D N A 损伤修复、细胞周期调控、细胞凋亡及抑制血管生成等过程。

p 53基因的突变使上述功能丧失,从而导致肿瘤的形成。

约50%的人类肿瘤中可发现p 53基因的突变,且几乎可见于各种类型的肿瘤细胞中。

现综述目前p 53研究及相关基因治疗的进展。

关键词:p 53基因;抑癌作用;肿瘤中图分类号:R 730.231 文献标识码:A 文章编号:1001-8174(2008)03-0158-03 随着肿瘤发病的分子生物学机制被逐步揭示,肿瘤基因的研究及基因水平的治疗已成为热点。

研究发现[1,2],所有肿瘤的发生都是由于一些肿瘤相关基因的改变,即癌基因与抑癌基因之间的平衡被打破,控制细胞增殖的癌基因持续或过高表达,同时抑癌基因不表达或失活,使得癌变细胞能逃避机体免疫机制的控制,而最终发展成肿瘤。

人类癌症中最常见的基因改变是p 53基因突变,它的缺失或失活与人类50%以上肿瘤的发生发展相关,它是抑癌基因中最重要的一个成员,已成为最引人注目的肿瘤抑制基因。

目前的研究资料表明,除p 53外,常见的抑癌基因有p 21、p 27、p 16、P T E N 、P H I T 、B R C A 1/B R C A 2等[3]。

本文主要就p 53的研究进展作一综述。

1　p 53的结构p 53基因位于人类染色体17p 13.1,基因全长16～20k b ,由11个外显子和10个内含子组成,其启动子不含C A A T 盒、T A T A 盒和G C 盒等常见启动序列。

转录产生2.5k bm R N A ,翻译生成的蛋白质由393个氨基酸残基组成,分子量为53k D ,所以称为p 53基因。

p 53基因有野生型(W i l dt y p ep 53,w t p 53)和突变型(M u t a n t t y p e p 53,m t p 53)两种,可参与细胞周期的调控,在维持细胞增长、抑制肿瘤增殖过程中起重要作用。

w t p 53基因在细胞正常生长过程中起着重要的调节作用,明显抑制细胞的转化生长,属于抑癌基因。

正常的p 53还能抑制c -m y c 、r a s 基因对细胞的转化作用。

一旦p 53基因丢失或突变,便具有癌基因的活性,失去对细胞生长的抑制作用,促进细胞转化和过度增殖,导致肿瘤的发生,即可诱发多种癌变。

p 53蛋白质是一种由p 53基因编码的与细胞分裂周期相关的核酸蛋白质。

按照p 53蛋白一级结构的特点,将其分为3个区域:(1)N 端(1～75氨基酸残基),为高电荷区,含大量的酸性氨基酸残基;(2)中间疏水区(100～300氨基酸残基),有3个高度疏水区,分别是进化保守区Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ;(3)C 端碱性亲水区(310-319残基),与N 端一样位于分子内部,富含脯氨酸,主要为中性氨基酸。

通过分析人、鸡和鼠的p 53蛋白氨基酸序列,发现其有5个进化保守区,分别位于第13～19、第117～142、第171～181、第236～258和第270～288号氨基酸残基。

这些保守区的存在与p 53蛋白的功能密切相关,可能是p 53蛋白生物学活性的关键部位。

现已证明,p 53蛋白与S V 40大T 抗原的结合点是保守区Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ,而不同类型的肿瘤发生的p 53基·158·M o dD i a g n T r e a t 现代诊断与治疗　2008　M a y 19(3)因突变多位于保守区内,尤以175、248、249、273、282位点的突变率最高[2]。

正常细胞中p53蛋白半衰期短,仅10分钟左右,含量极微,难以累积到免疫组织化学可检测量。

而以w t p53基因的表达产物半衰期短更加明显,常规免疫组织化学方法难以检出;而p53突变后蛋白构型改变、稳定性增加、半衰期延长,从而易在恶性细胞中堆积,在癌细胞和转化细胞中常可高达100倍,能够用免疫组织化学方法检测。

所以应用免疫组化检测的p53均为突变型,可作为多种癌的基因标志。

p53基因突变与p53蛋白在组织中的表达是一致的[4],因而可以认为,免疫组织化学检测阳性,即提示m t p53基因的存在。

2　p53的功能p53基因功能包括D N A结合功能、细胞循环过程的控制、D N A修复、细胞凋亡控制、参与细胞分化和基因的可塑性调控。

细胞生长分裂有G1(D N A合成前期)、S(D N A合成期)、G2(D N A合成后期)和M(细胞分裂期)四个期,前三期为细胞分裂间期。

p53主要作用于细胞周期的G1期、G2/M期和G0(休眠期细胞)-G1-R b等检查点。

在正常细胞中,p53蛋白质有D N A结合特性,与转录调节有关;p53蛋白能诱导p21蛋白,以此蛋白为中介物质,对细胞分化和增殖有抑制作用。

p53蛋白控制着处于生长停滞状态的静止期细胞从G0期到G1期转变,并在G1期的生长限制性位点控制着细胞进入细胞周期后的增殖。

细胞周期素(C y c l i n)可以调控细胞周期,且其表达量随着细胞周期不同时期的转换而改变;而C y c l i n 是通过相应的c d k起到促进细胞完成周期的作用,特别是C y c l i n D,它能激活c k d,使细胞开始增殖,但C y-c l i n D的过渡表达会导致细胞增殖失控而产生肿瘤。

w t p53作为转录因子,能启动W A F I C I P I基因的表达,编码出一种叫p21的蛋白质,p21能抑制c d k2酶的活性,从而阻碍细胞进入D N A合成期,使细胞不能进行分裂,这表明C I P1蛋白是细胞分裂开关,因此p53基因的突变可导致细胞无限生长。

在细胞D N A损伤时,w t p53转译水平会升高,从而促进p21表达,抑制细胞分裂,为争取足够的时间,防止突变积累,抑制肿瘤产生,p53蛋白主要通过“细胞程序性死亡”而引发细胞“自杀”,从而起到抑癌作用[5]。

如果p53基因与肿瘤病毒蛋白质结合,或通过突变、丢失、重排等形式失活,使D N A损伤不能被修复、细胞遗传不稳定时,病变就会向恶性转变[6]。

3　p53与肿瘤p53是迄今发现的与人类肿瘤关系最为密切的基因,也是人类恶性肿瘤中最常见的突变基因。

p53基因的突变或失活与多种肿瘤的发生、发展密切相关,几乎在所有恶性肿瘤中都存在p53蛋白表达上调的现象,故p53蛋白过度表达被认为是多种肿瘤预后不良的征兆[7,8],p53参与肿瘤的形成过程,目前已基本达成共识。

p53基因异常存在于50%以上的人类肿瘤,如人食管癌、结肠癌、直肠癌、乳腺癌、大脑癌、肺癌、腺癌及横纹肌肉瘤、骨肉瘤。

m t p53则促进p53基因的恶性转化,使其由抑癌基因转为原癌基因,与肿瘤的发生密切相关[9]。

实验表明[10],用外科切除的食管癌标本及邻近的非癌组织通过P C R、单链构型多态性和D N A测序分析显示,在癌标本中p53基因突变率为40.9%,邻近的非癌组织p53基因突变率为58.8%,而50.0%突变发生在第4外显子,表明在食管癌发展中p53基因第4外显子突变起到重要作用,在食管癌的早期即可发生p53基因突变。

p53基因突变的好发部位在高度保守区内第5到第8外显子编码的130～290位氨基酸残基。

在p53基因改变中,突变和缺失是其发生的主要机制,点突变最常见,不同的肿瘤又各自有不同的突变位点,表现为突变的特异性。

即使在同一肿瘤不同个体也存在突变的多样性。

另外还包括重排、插入、基因融合等。

在原发性黑色素瘤中,p53基因突变率高达97%;90%小细胞性肺癌和50%非小细胞性肺癌存在p53突变。

其中83%为错义点突变(由于碱基置换,与某一氨基酸相对应的密码子变成其他氨基酸的密码子,其结果使合成的蛋白质的活性发生变化或失去活性,这样的突变称为错义突变。

);6%为无义点突变(由于一对或几对碱基对的改变而使决定某一氨基酸的密码子变成一个终止密码子的基因突变);10%为缺失和插入。