p53基因的功能和研究进展

P53基因功能及前沿研究现状

一．P53基因的功能

p53 基因是迄今发现与人类肿瘤相关性最高的基因之一,是当前肿瘤分子生物学研究的热点。自1979年Lane等[1] 发现p53 基因以来,人们对它的认识经历肿瘤抗原、癌基因、抑癌基因三个阶段。近年的深入研究表明p53作为一种抑癌基因发挥着越来越重要的作用。人类50％以上p53都发生了突变，导致了肿瘤的发生。[2]P53基因定位于染色体17p13.1,长20kb,含有11个外显子，编码393个氨基酸组成的相对分子量为53*103的蛋白质。P53蛋白是一个转录因子，参与细胞周期调控、DNA修复、细胞分化、细胞凋亡等。主要执行DNA 损伤“检查点”功能，若DNA受损，p53蛋白水平迅速升高并激活其下游的p21/WAF1/CIP1基因表达，这是一组周期素依赖蛋白激酶的抑制剂，使细胞停滞于G1期，执行DNA修复。若修复失败，p53则通过激活BAX基因通路诱导凋亡。约50%的人类肿瘤与p53基因的等位失活或突变有关。

突变型P53则具有癌基因的作用，促进细胞恶性转化。P53基因的突变常发生在结肠癌、乳腺癌、肝癌、肺癌等多种肿瘤。

P53基因功能失活机制有以下几种：1、P53基因自身突变，导致P53蛋白丧失与DNA结合的能力，这是P53基因失活的重要机制。2、MDM2癌基因的负调节。MDM2是P53蛋白的靶基因，P53蛋白刺激MDM2基因的表达，而MDM2蛋白可与P53蛋白结合，一直P53蛋白接到的反式激活、增殖抑制和诱导凋亡的功能，同时MDM2蛋白可以催化p53蛋白的降解，从而形成一个反馈调节环，负调节p53蛋白的活性。3、

p53蛋白与癌蛋白之间的相互作用可能是其失活的另一个重要原因。DNA肿瘤病毒蛋白如SV40大T抗原、腺病毒E1B转化蛋白，人乳头瘤病毒E6蛋白等，均可以和P53蛋白结合，抑制其功能活性并促进其降解。由于p53基因在肿瘤发生、发展以及诊断治疗中的重要作用，目前科学家正致力于寻找和发现其相关基因以及应用于基因治疗的有效方法。

肝癌是一种发病率和病死率较高的恶性疾病，全世界每年约有600 000名肝癌新增患者，P53基因是一种重要的抑癌基因，与肝癌有密切的联系，两者之间的关系一直是人们研究的热点。下面以肝癌为例研究P53基因的前沿进展。

二、P53基因与肝癌

1.P53基因突变与肝癌发生的关系

Ding等[3] 用PCR方法测得来自6个国家的239例肝癌组织标本中P53基因第7外显子的突变情况，发现总突变率8．4% (20／239)，各国突变率分别为：日本(11.7% )、中国(11.2% )、西班牙(10.5 %)、美国(8.7 %)、朝鲜(4.8% )、越南(O)，也有人报道埃及P53基因突变率为40.0% [4]。Huang等[5]也对我国启东县肝癌患者的血清中P53基因突变进行了研究，结果表明P53基因第7外显子第249位密码子的突变率为40.0 %，类似的结果也见于广西肝癌高发区(占调查样本的64.3% )，而低发区P53基因的突变率也达l4.3 %，但呈散发性[6]。因此，P53基因突变在肝癌中普遍存在，对进一步认识肝癌具有重要意义。

p53基因突变的一个特点是引起蛋白质功能改变的错义突变及无义突变或终止突变，在肝癌中p53基因点突变是最为频发的事件，p53等位基因杂合型缺失频率可达25％～60％，这些突变主要位于p53基因DNA结合域，有些突变具有肿瘤特异性，如p53249Arg-rSer突变为PHC特有的并且p53的异常在PHC中普遍存在。249突变损伤p53的机制可能与p53 249突变位于p53 DNA结合域有关，249突变后可能直接影响p53作为转录因子调控下游肿瘤相关基因的功能，p53功能的丧失使细胞不受细胞周期G1／S限制点的控制而持续增殖，这可能是其在PHC 发生发展中起作用的重要机制之一。p53中249突变与HBV及AFB1紧密相关，HBV和AFB1可协同导致抑癌基因p53 249编码子突变，HBV可以整合到肝细胞基因组中引起基因的异常表达或突变 [7]。HBV增加了细胞的增殖，使含AFB1诱导的p53 249突变得以扩增，HBV增加了AFB1代谢酶如P450的水平，HBV通过结合修复蛋白或结合损伤的DNA来抑制核苷酸切除修复，使AFB1一DNA加合物持续存在，从的频率，HBV增加氧化自由基可导致p53突变，HBX通过抑制p53的活性减少p21 Wall的表达，促进肝癌细胞的生长速度，同时该蛋白可增加p53突变的整体几率，使p53突变率高达80.0％～86.0％。但有研究[8]表明249编码子的突变并没有影响p53蛋白的表达，提示249突变对p53影响是发生在转录水平。吴智群 [9]等做动物模型实验发现单纯的p53基因249突变可能并不足以引起肝细胞癌变，当用含二乙基亚硝胺(DEN)溶液让含p53 249突变的小鼠自由饮用30周后解剖，结果发现90％的小鼠发现肝脏有肿瘤长出，经病理切片染色提示肿瘤为肝细胞肝癌，而对

照组不含p53 249突变的小鼠很少能够诱发肝细胞癌，说明p53 249突变可以增敏DEN对肝细胞的癌变作用。朱刚剑等[10]发现血吸虫感染对原发性肝癌组织中p53突变蛋白的过量表达有一定的促进作用，可能对肝细胞癌患者p53肿瘤抑制基因突变有影响，这对探索血吸虫病与原发性肝癌的关系有一定意义。HSP70家族与突变或野生型p53蛋白结合在调控p53蛋白功能方面可致PHC的发生，李三峰等[11]的研究结果，提示p53蛋白与HSP70共同表达可能与肝癌的发生有关。2.p53基因与肝癌基因治疗

p53基因应用于肝癌的基因治疗，是以正常的野生型p53基因替代肝细胞中突变的p53基因。利用基因转染肝癌细胞，寻找高效、导向性的载体系统成为肝癌基因治疗临床应用的关键。目前，向肝癌细胞内导人外源基因的方法主要有病毒法和非病毒法两种。

2.1 病毒法

常用的病毒以逆转录病毒和腺病毒作载体，其中逆转录病毒载体只感染处于分裂期的细胞，如肿瘤细胞，而对高分化不分裂的细胞就不能实施基因转移。腺病毒载体则对各期的细胞均可感染，所以目前腺病毒载体更常用作p53转移的载体，腺病毒介导的p53基因治疗已广泛开展。ReisetM等[12]通过实验证实：腺病毒介导的基因转移可有效地将p53基因导人肿瘤细胞中；以GFP为报告基因，观察到了腺病毒对肝癌细胞BEL402、HLE及HuH 7均有很高的转染率，腺病毒能有效地将目的基因导入肝癌细胞中并高效表达 J。BIY2102腺病毒载体转染后能显著提高p53突变的HIE和HUH27细胞对顺铂和丝列霉素2C的敏