P53的研究进展12345

P53的研究进展

摘要:转录调节因子p53作为一种抑癌基因,可诱导细胞生长阻滞,细胞凋亡,细胞分化以及DNA修复。但p53突变体可能会使野生型p53基因的抑癌功能失活,甚至发挥癌基因的功能。随着分子生物学技术的发展,人们对p53基因调控网络有很多新的认识。笔者就p53的调节通路以及在肿瘤治疗方面的新进展进行综述。

关键词: p53基因；肿瘤；细胞凋亡

Abstract:The tumor suppressor gene p53 is a transcription factor that mediates several cellular processesincluding growth arrest, apoptosis, differentiation, and DNA damage repair However, Mutant p53 maycauses wild-type p53 loss above functions With the development of molecular biology, there are some newresearche of p53 pathway The advance of research of p53 pathway and related gene therapy are reviewed

Key words:p53 gene；cancer；apoptosis

前言：细胞凋亡是受一系列基因控制的程序化细胞死亡方式,它是通过外源性或内源性的凋亡信号,激活细胞内编码的自杀程序而促发的。早在1964年,就有学者提出程序性细胞死亡的概念,至1972年,这种细胞生理性自杀过程就被正式称为细胞凋亡。目前对细胞凋亡相关基因的研究已成为生命科学的前言和热点。p53 基因对防止细胞增生和保持DNA 受损基因组的完整性有重要作用。且能调控大量的细胞活动,其中p53 基因对细胞凋亡的调控是研究得较多的[1]。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。转录调节因子p53作为一种抑癌基因,可诱导细胞生长阻滞,细胞凋亡,细胞分化以及DNA修复。自1979年Lane等发现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。近年的研究已证明,野生型p53基因是一种抑癌基因,对细胞的生长、分化、增殖起调控作用。以下就p53的调控以及

作用作一叙述【2】。

1p53的结构特性

肿瘤抑制因子p53是分子量为53KD的磷酸化蛋白,1979年有文章报道在猿猴病毒40(SV40)感染细胞中与病毒大Ｔ抗原免疫共沉淀出一种分子量为53KD的蛋白，因此将其命名为p53。早期研究认为p53是一个致癌基因,并且发现发生突变的p53致癌作用增强；后来发现早期研究所中的p53的关键位点发生了突变，而真正野生型的p53是一个肿瘤抑制基因而并非致癌基因【3】。

在人类中,p53基因定位于17p13,全长约20 kb,由11个外显子和10个内含子组成,转录成2·5 kb mRNA,编码393个氨基酸的蛋白质,相对分子质量为53×103。该蛋白是一种核结合蛋白,含有3个主要功能区:1)N-末端转录激活区,可激活转录,介导蛋白间相互作用,这一区域还可和p53负调控因子结合;2)中央DNA核心结合区,这一区域具有特异性结合DNA功能,并且是肿瘤细胞突变热点区域;3)C-末端非专一DNA结合区,包括核定位信号区和核输出信号区[4]。分析人、鸡和鼠的p53蛋白氨基酸序列发现有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p53蛋白的功能密切相关,可能是p53蛋白生物学活性的关键部位。现已证明p53蛋白与SV40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p53基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。

人类p53基因定位于17号染色体短臂1区3.1带(17p13·1),全长16-20 kb,基因组有11个外显子、10个内含子。p53基因的启动子不含CAA盒、TAA盒及GC盒等常见启动子序列,转录产生的mRNA约2·5 kb。p53基因具有进化保守性,可在DNA复制水平上调节细胞的正常生长,是细胞生长的重要的负调节因子。实验证明p53基因异常改变的高频区非随机分布于该基因第5到第8号外显子上。现已制备出识别不同p53蛋白抗原决定簇结构的单克隆抗体,如pAb1801,能识别位于第32-79位氨基酸之间的抗原决定簇，与野生型和突变性P53蛋白均起反应[5]。P53 基因分为野生型和突变型,野生型的p53基因存在于正常细胞中,是一种抑癌基因,编码 p53 蛋白。突变型 p53 基因失去了对细胞的监视功能且本身还有促进恶化的活性，抑制细胞的凋亡，使细胞无限制的生长，对肿瘤的发生发展

和预后有重要的影响【9】。

2 p53的功能

p53基因功能包括DNA结合功能、细胞循环过程的控制、DNA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(DNA合成前期)、S(DNA合成期)、G2(DNA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-Rb等检查点[7]。

P53蛋白主要有3个功能区域:N-末端转录区域(transactivation domain,TAD)、C-末端寡聚区域(oli-gomerization domain,OD)和核心区域(DNA-bindingdomain,DBD)。其中最重要的是核心区域,可以结合序列特异性的DNA。p53基因突变最多的是DBD区域,可以导致DNA的结合的受阻。在DBD区域102~296位密码子都可以发生突变(除了第123位密码子)。但是,有些密码子比其他的更容易发生突变,有6个密码子的突变占了总突变的30%,分别是第175、245、248、249、273、282位密码子。p53蛋白在所有的细胞系都有表达,但是由于蛋白酶的快速降解而不发生累积。在正常的环境下,p53蛋白在G1/S期短暂活化,参与控制进入S期的时间。p53是一个重要的抑癌基因,可以整合多重压力信号和调整细胞反应,通过一系列的靶基因使DNA得到损害,最终导致细胞周期的停滞。当细胞严重损害时,p53可以使细胞发生凋亡。p53另外一个主要的靶基因是Mdm2,编码泛素连接酶,Mdm2可以结合p53蛋白的N-末端引起p53失活、出核转运、降解。p53也是一种细胞老化主要的调节器,实际上端粒的缩短引起细胞的复制可以触发p53的活跃。因此,封闭细胞周期有利于细胞进入老化。p53的失活可能有助于增加细胞复制的数目,最终在培养细胞引起更多遗传异常的积累和获得永生的表型。最后p53基因可以使用不同的内部的启动子和(或)内部的转录产生许多N-末端缩短的亚型,包括p53、p53β、p53γ、Δ133p53、Δ133p53β、Δ133p53γ、Δ40p53、Δ40p53β及Δ40p53γ。这些新发现的异构体不但参与了对p53抑癌活性的调节,而且其表达失调还可能加速了癌症的发生[6]。

3 p53与细胞凋亡

P53是一种短寿命蛋白,其细胞内浓度受其负调控因子MDM2 严格的调控。MDM2 既可以多泛素化p53,也可以单泛素化p53。在正常细胞中,主要存在多泛素