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ｐ５３基因与胃癌的关系

作者：樊 毓 于燕妮

来源：《中国实用医药》2008年第11期

樊毓综述 于燕妮审校

【关键词】 胃癌；p53基因；突变；基因治疗

胃癌的发生发展是多基因参与、多步骤进行的过程，而p53基因突变作为一种重要抑癌基因失活方式，在其中发挥了重要作用。本文介绍了p53基因的结构和功能，并对胃癌中发现的p53基因突变类型、方式、与多种因素之间的关系以及针对p53进行肿瘤基因治疗等方面研究进展进行简要综述。

肿瘤的发生演变是多阶段和多基因参与的极为复杂的过程，原癌基因的激活和抑癌基因的失活与肿瘤的发生发展密切相关，p53基因的缺失或失活与50％人类肿瘤的发生发展相关[1]。研究发现，难治的肿瘤p53基因突变率较高，而相对容易治疗的肿瘤较少发生p53基因突变。因此p53基因的抑癌作用倍受研究者的关注，近年来一直为医学生物学研究的中心课题之一，并冠以\明星分子\的称谓。医学科技工作者期望从p53基因的研究中进一步探求癌症发生机理，寻找一条有效的抑癌途径。在短短的20多年里，对p53基因的认识经历了癌蛋白抗原，癌基因到抑癌基因的三个认识转变。

1 p53基因结构及生物学功能

1．1 p53基因的结构 人类p53基因定位于染色体17号染色体短臂(17q13．1)，约20 Kb长，由11个外显子和10个内含子组成，其中第1个外显子不编码，其上游400 bp处有启动子p1，下游1 kb处有启动子p2，二者为转录起始点。正常的p53基因又称野生型p53基因(wt－p53)，其功能的改变或缺失与大量不同种类的人类肿瘤细胞有密切关系，同时还被认为是细胞应激的关键性调控分子之一，能整合各种不同的细胞危急事件的信号，通过转录或非转录途径对这些信号做出包括细胞生长抑制或凋亡在内的不同反应[2]，监视细胞基因组的完整性。 p53编码的蛋白质是由393个氨基酸组成的、与细胞分裂周期相关的蛋白质，分子量53 KD，称为p53蛋白。p53蛋白是一种半衰期短的核内磷酸化蛋白，含有3个主要功能区[3]：

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①N端酸性转录激活区，含转录激活域(1～70)和含5个PXXP重复序列的富脯氨酸(60～97)。p53作为转录因子的转录激活功能依赖于转录激活域。PXXP重复序列区为SH3结合域，，参与信号传导，p53的某些非转录激活依赖性功能与此有关[2]。PXXP重复序列的缺失还可使野生型p53的转录激活功能减弱，从而使其诱导细胞生长抑制和凋亡的功能下降。②序列特异性结合区(中央保守区)，即是p53与DNA相结合的区域，p53与DNA序列特异性地结合是p53行使抑癌功能的中心环节。p53蛋白有5个进化高度保守区，其中4个(Ill～V)位于中央保守区内,并且是肿瘤细胞最常发生突变的区域，含有6个突变热点，占已知p53错义突变的40％。③C端既是独立的功能区域，是一段能控制p53与特异序列DNA结合的调控区域。p53蛋白的C端存在一个四聚化功能域，由β片层和α螺旋共同形成二聚体，完整的四聚体即是该二聚体的二聚体[4]，四聚体是p53与DNA结合效率最高的形式，许多p53下游基因的表达依赖于野生型p53的四聚化。C端被磷酸化、与抗体或短片段的单链DNA结合以及缺失等，可以使p53DNA结合区域与DNA的结合大为增强。由于C端的共价和非共价修饰均可激活p53特异结合DNA，因此，未经修饰的C端被认为是中央DNA结合域的负调控因子[5]。

1．2 p53抑癌作用 p53抑癌作用的产生依赖于其健全的生物学功能的表达，主要从以下方面得以实现：①参与细胞周期调节、促成损伤修复。野生型p53的抗肿瘤作用主要是阻滞

期，使细胞不能进入S期，从而抑制细胞的增生。在所有使细胞内p53水平或活性升

高的因素中，DNA损伤是最为常见和迄今研究得最深入的一个因素。

基因

编码产物是一种细胞周期素依赖性蛋白激酶(CDK)，通过调控细胞周期的进程，参与细胞的生长、分化、衰老及死亡。在p21编码区上游2．4 kb和大于8 kb处有2个p53结合区，在上游75 bp处有一个弱p53结合区,DNA损伤后野生型p53(wtp53)激活诱导生p21蛋白，并使p21与细胞周期素D竞争性结合CDK中的能，使PRB无法磷酸化。同时p53转导激活

，抑制

表达产的功

基因的表达产物，其与p21协同

抑制增殖细胞核抗原(PCNA)的活性，阻碍DNA聚合酶－δ(pol-δ)的激活，细胞阻滞于期，在细胞进入S期前修复损伤的DNA[6]。②诱导细胞凋亡。凋亡被认为是某些类型的细胞对DNA损伤做出的应激反应，并且该过程依赖于野生型p53的存在[5]。将外源性p53基因导入某些肿瘤细胞中能够激活细胞凋亡过程的事实，更突出表明了P53在DNA受损诱导凋亡过程中的重要作用。p53抑制凋亡抑制蛋白(IAP)家族中的生存蛋白(survivin)表达，阻碍其促癌作用[7]。Mirza等研究表明p53活性影响着survivin基因的表达[8]。同时p53通过其自身抑制端粒酶的基因位点3q、8q和DP对端粒酶特别是端粒酶反转录酶(TERT)进行调节，而使异常染色体遭受融合、降解，p53在无法正常修复时能自动降低细胞凋亡阈值，使凋亡更易发生[9]。③抑制肿瘤细胞的分化、转移。野生型p53基因在癌症发生过程中通过多种机制对肿瘤细胞分化、转移、恶化进行抑制。常见的是抑制环氧化酶(COX-2)的表达而发挥强有力的抑癌作用

[10]

。环氧化酶(COX)是催化前列腺素合成的限速酶，有在多种正常组织中恒定表达的原生性

COX-l和在炎症组织中表达增强的诱生性COX-2，二者的氨基酸序列有60％以上同源性。COX-1在大多数哺乳动物组织呈常规表达，执行\看家\功能，而COX-2则呈诱导性表达： COX-2过度表达能促进肿瘤血管生成，从而促进肿瘤的生长及血道转移[11]，并能抑制细胞凋亡。体外试验显示[12]，野生型p53可抑制TATA结合蛋白结合至COX－2的启动子区域，从而使无p53突变者的前列腺素2表达水平低于突变者的10倍左右。④抑制肿瘤血管生成而阻

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断其营养来源。医学界已经公认p53基因对肿瘤血管的形成产生影响。血管形成过程受到大量促血管生长因子和抗血管生长因子的调节，其中血管内皮生长因子(VEGF)调节血管形成的作用最强，其作用的发挥需要通过与细胞膜上的相应受体(VEGFR)的相互结合。有学者用阳离子脂质体DNA复合物将p53经静脉导入抑制肿瘤血管生成，并发现野生型p53通过特异地诱导产生血小板反应素-1(TSP-1)发挥了抗血管形成作用。Mukhopadhyay[13]试验表明野生型p53抑制N-87MG细胞株的血管内皮生长因子(VEGF)启动子活性，下调VEGFmRNA水平。有研究显示[14]p53表达阳性的胃癌组织其VEGF的阳性率为66．7％，明显高于p53表达阴性的胃癌组织，显示P53突变可上调VEGF的表达，促进其合成，并进一步促进肿瘤的微血管生成。⑤p53基因可以抑制多重耐药基因(MDR)的转录，为抑癌创建更积极的治疗平台。多种肿瘤的耐药细胞中有多重耐药基因的表达增高，p53、ras等癌基因也参与调控MDR基因的表达，它能促进MDR启动子的转录，调控MDR基因表达，使肿瘤产生耐药[15]。蛋白水平研究，当p53基因发生缺失、突变等表达异常时，一方面p53对凋亡过程的调控发生异常，细胞凋亡受到抑制，另一方面p53突卞蛋白积聚促进了MDR基因表达而产生较高水平的耐药糖蛋白Pg蛋白，从而使肿瘤细胞获得MDS表型，最终导致肿瘤细胞对化疗药物的耐药性显著增强[17

18]

，

。

2 p53基域突变及与胃癌的关系

p53基因自身的结构改变是p53基因抑癌功能丧失的主要机制。据统计，肿瘤中p53蛋白393个氨基酸中有280个以上曾发生了突变，包括转换、颠换、插入、缺失，大多数属于单碱基置换(点突变)，导致p53蛋白的一个氨基酸发生改变(错义突变)，少数导致翻译终止(无义突变)。p53基因点突变主要发生在进化过程中较保守的4个密码子及第5～8外显子，分别编码132－143、174－179、236－248和272－281号氨基酸[19]。

p53基因或其蛋白产物表达异常，主要是mdmT2癌基因的负调节。激活态的p53蛋白与mdm2基因的两个串列成分结合，激活mdm2转录与表达。同时mdm2蛋白分子中存在p53蛋白的结合部位，当两蛋白形成复合物时，p53蛋白被灭活，稳定性增高造成过表达。如此野生型p53和mdm2之间形成了一个负反馈调节环，维持野生型p53的正常生理功能 [20-22]。肿瘤组织中mdm2主要表现为基因扩增和过表达，从而导致野生型p53的抑癌活性丧失。Gunther[23]的研究则认为mdm2基因扩增与胃癌扩散有关，同时证实mdm2／p53途径与胃癌发生密切相关。国内孙利平[24]的研究证实mdm2基因扩增是胃癌发生的重要原因，并且与肿瘤的分化程度密切相关。

p53蛋白具有与双链DNA和单链DNA结合能力，同时能与某些肿瘤病毒转化蛋白结合而致功能改变，通过干扰p53的转录激活活性与诱导细胞凋亡作用、加速p53的降解、阻断p53