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【轉】p53

P53蛋白主要集中於核仁區,能與DNA特異結合,其活性受磷酸化調控。正常P53的生物功能好似“基因組衛士(guardianofthegenome)”,在G1期檢查DNA損傷點,監視基因組的完整性。如有損傷,P53蛋白阻止DNA複製,以提供足夠的時間使損傷DNA修復;如果修復失敗,P53蛋白則引發細胞凋亡;如果p53基因的兩個拷貝都發生了突變,對細胞的增殖失去控制,導致細胞癌變。
P53基因是迄今發現與人類腫瘤相關性最高的基因.在短短的十多年裡,人們對P53基因的認識經歷了癌蛋白抗原,癌基因到抑癌基因的三個認識轉變,現已認識到,引起腫瘤形成或細胞轉化的P53蛋白是P53基因突變的產物,是一種腫瘤促進因子,它可以消除正常P53的功能,而野生型P53基因是一種抑癌基因,它的失活對腫瘤形成起重要作用


一、P53基因結構及表達
P53基因在人類、猴、雞和鼠等動物中相繼發現後,對其進行了基因定位,人類P53基因定位於17P13.1,鼠P53定位於11號染色體,並在14號染色體上發現無功能的假基因,進化程度迥異的動物中,P53有異常相似的基因結構,約20Kb長,都由11個外顯子和10個內含子組成,第1個外顯子不編碼,外顯子2、4、5、7、8、分別編碼5個進化上高度保守的結構域,P53基因5個高度保守區即第13~19、117~142、171~192、236~258、270~286編碼區.P53基因轉錄成2.5KbmRNA,編碼393個氨基酸蛋白,分子量為53KD,P53基因的表達至少受轉錄及轉錄後二種水平的調控.在停泊生長或非轉化細胞中P53mRNA水平很低,但刺激胞液後mRNA顯著增加.持續生長的細胞,其mRNA水平不隨細胞週期而出現明顯變化,但經誘導分化後mRNA水平降低,部分是轉錄後調控.P53基因的轉錄由P1、P2二個啟動子控制.P1啟動子位於第一外顯子上游100~250bp,P2位於第一內含子內,在啟動子中包含1個NF1蛋白結合位點和一個轉錄因子AP1相關蛋白的結合位點,對正常P53基因的轉錄,不僅需要二個啟動子的平衡作用,而且P53基因內含子也起作用,如內含子中有正調控作用,其調控有組織特異性


二、P53基因產物及功能
P53蛋白N一端為酸性區1~80位氨基酸殘基,C-端為鹼性區319~393位氨基酸殘基,正常的P53蛋白在細胞中易水解,半衰期為20分鐘,突變性P53蛋白半衰期為1.4~7小時不等,P53蛋白N端有一個與轉錄因子相似的酸性結構域,與GAL4的DNA結合區重組時,融合蛋白能激活GAL4操縱子轉錄,激活功能定位在P53第20~40位密碼子,P53細胞定位及反式激活功能提示,P53蛋白可能直接或通過與其他蛋白作用參與轉錄控制.
P53蛋白的DNA結合作用及反式激活作用還提示其參與細胞生長調控.通過流式細胞儀測定單個細胞的細胞週期中P53的表達,發現激活的淋巴細胞比未激活者有較多的P53表達,而且隨細胞從G1至S期再到G2,M期而增加,提示P53表達與細胞生長的相關性比進入細胞週期或週期中特定時刻為高.以編碼反義P53RNA的質粒轉染非轉化細胞導致細胞生長完全停止,P53抗體注入將進入生長週期的靜止細胞.可抑制細胞入S期,提示P53可能為Go/G1-S轉換所必需,但P53抗體對細胞從分裂至S期無作用,G1期細胞有抑製作用的二丁酸鈉也抑制P53合成,這些結果提示P53對細胞生長調控作用至少表現在從G0-G1,或G1-S,但其作用機理尚未弄清楚.目前認為,P53蛋白可通過調控Cipt基因表達而調控細胞生長,即P53蛋白可刺激Cipt基因產生分子量為21KD的蛋白,這種蛋白能夠有效抑制某些促使細胞通過細胞週期進入有絲分裂的酶活性,從而抑制細胞生長,此外,P53的抑製作用還伴隨細胞生長核抗原株表達的降低.細胞生長、核抗原參與細胞DNA複製.因此,P53可能通過抑制與DNA複製相關的細胞基因或基因產物而發揮作用


三、P53的失活機理
P53蛋白與其它蛋白的相互作用,P53基因突變,都可以導致正常生物功能的喪失

1.P53與蛋白質的相互作用.
一些蛋白質能與P53蛋白作用,導致其正常生物學功能的喪失,DNA腫瘤病毒如HPV16、18、SV40和腺病毒編碼癌蛋白,引起宿主細胞的惡性病變,這些癌蛋白如SV40T抗原、腺病毒ELa、ELb、HPVE6能與Rb,P53結合.Scheffner證實,HPVE6結合P53後,啟動細胞內蛋白酶降解P53,從而降低P53正常功能.而SV40T,腺病毒ELb沒有發現這種降解作用方式.此外,P53還可以被細胞基因產物相互作用而失活,如MDM2可結合P53而使其失活,在一些常見的人類肉瘤中,都有MDM2基因擴增,這種擴增可能干擾P53的正常功能

2.P53基因突變
P53正常功能的喪失,最主要的方式是基因突變,通過腫瘤中大量的突變體分析,證實大部分突變是位於4個突變熱點之一的錯義突變.這4個突變熱點是aa129~146、171~179、234~260、270~287:正對應於P53基因進化最保守區段,體外實驗證實突變體失去特異位點的結合能力,此外,突變體還可以改變P53的球形構象.例如,一些突變體可與熱體克蛋白結合,一些突變引起213~217肽段的暴露,另外,一些則引起酸性激活結構域的改變,這些突變提示P53的微小改變可引起遠離突變位點區段甚至整個蛋白構象的改變.構象的改變不僅影響突變體,還影響野生型的功能.實驗證明,野生型突變體組成的四聚體不能與結合位點結合,也喪失對目的基因的方式激活作用,突變體對野生型的結合失活.可以解釋內源野生型P53的負調控作用的解除,從而引起細胞惡性病變,隨著研究的深入,對P53突變有了新的認識,Dan等認為腫瘤中P53突變可分為三類:?零突變:即突變體無功能,不參與相互作用;?負突變:即失去負調控功能,並能使野生型失活,但並不直接參與致癌;?正突變:失去負調控功能,並獲得轉化能力,這種突變體可直細胞惡性轉化中代替癌基因起啟動作用
目前認為,P53失活機理是,野生型P53以四聚體形式與特異位點結合,反式激活下游生長抑制基因的表達,一系列的方式能使P53失活,在一些腫瘤中,單一或兩個P53位點的喪失降低四聚體濃度,無義突變造成P53翻譯中斷,C端酸性結構域的丟失影響四聚體形成;最常見的是錯義突變,野生型與突變體形成更穩定的四聚體,喪失正常功能


四、P53突變與腫瘤
P53基因與人類50%的腫瘤有關,目前發現的有肝癌、乳腺癌、膀胱癌、胃癌、結腸癌、前列腺癌、軟組織肉瘤、卵巢癌、腦瘤、淋巴細胞腫瘤、食道癌、肺癌、成骨肉瘤等,人類腫瘤中P53突變主要在高度保守區內,以175、248、249、273、282位點突變最高,不同種類腫瘤不同,如結腸癌和乳腺癌有相似的流行病學(包括地區分布和危險因素),但P53突變譜並不一致.結腸癌G:CA:T轉換占79%,而且多數CpG,二核苷酸位點,50%以上轉換突變發生在第3~5結構域的CpGC位於碼子175、248、273);在乳腺癌中,只發現13%的轉換在CpG位點.此外,G-T顛換在乳腺癌占1/4,但在結腸癌T分罕見.淋巴瘤和白血病的P53,突變方式與結腸癌相似,即大部分突變為CPG位點的轉換,G→T顛換較低,A:T→G:C在A:T位點突變較高.佰基特淋巴瘤與其它B細胞淋巴瘤和T淋巴細胞惡性病變的P53突變譜相似,但佰基特淋巴瘤的轉換突變較高.在非小細胞肺癌中G:C→T:A最普遍,食道癌顛換率很高,與肺癌不同的是,G:C和A:T位點有相似的突變率.我國啟東地區50%為249癌碼子的G→C、G→T顛換,而南非肝癌80%為G→T顛換.骨肉瘤中P53突變率為75%,主要集中在5~9外顯子


五、p53基因治療
基因治療是指以改變人類遺傳物質為基礎的生物醫學治療。是通過一定方式將人的正常基因或有治療作用的DNA順序導入人體靶細胞,去糾正基因的缺陷或者發揮治療作用。因此基因治療針對的是疾病的根源—異常的基因本身。
癌症是一種基因病,是人體細胞在外環境因素作用下,內在多種前癌基因被激活和抑癌基因失活的多階段長期演變的過程。癌症是嚴重威脅人類健康和生命的殺手,我國每年新發癌症患者250萬以上,每年在治患者不下600萬,治療費用超過1500億元。目前腫瘤的主要治療手段是手術、放療和化療,儘管醫學家們不斷完善這3大治療手段,但許多癌症患者仍然難以得到治愈。人們越來越關注通過“治本”的方法來提高腫瘤治愈率,基因治療是21世紀人類攻克腫瘤的必由之路。
p53基因是研究最透徹,功能最強大的一種抑癌基因。野生型p53對細胞週期和凋亡起關鍵性作用,尤其是對受照射、細胞毒制劑、熱療打擊的癌細胞,起更大的殺傷作用。其主要作用為:
抑制並殺滅腫瘤細胞;與放、化療手段協同,增強其殺滅癌細胞的功效,達到
1+1大於2的效果;
抑制腫瘤血管生成,有效防止腫瘤的復發、轉移。提高人體自身的免疫功能;
國產的重組人p53腺病毒注射液(商品名今又生),經過5年艱苦的臨床試驗,由北京腫瘤醫院張珊文教授帶領放療科醫護人員,在Ⅰ期臨床安全性試驗完成的基礎上,又順利完成了頭頸鱗癌的Ⅱ期臨床試驗,充分證實對治療頭頸鱗癌是安全有效的。2003年10月16日,國家食品藥品監督管理局批准重組人p53腺病毒注射液新藥證書,意味著世界上第一個癌症基因治療藥物在中國誕生,標誌著我國基因治療癌症臨床和基因藥物產業化方面都走在世界前列。
重組人p53腺病毒是一種基因工程改造過的活病毒,在結構上由兩部分組成:一是抑癌基因p53,二是載體。載體是改造過的無複製能力的腺病毒。就像火箭攜帶衛星上太空一樣,這種攜帶p53的腺病毒特異感染腫瘤細胞,它能有效地將治病的p53基因轉入腫瘤細胞內,而對正常細胞無害。
今又生結合放療治療53例頭頸鱗癌,腫瘤完全消失率比單純放療的46例提高2倍。結合放療治療45例鼻咽癌,腫瘤完全消失率比單純放療的41例提高1.7倍。結合放療治療了4例不能手術的Ⅲ期子宮頸癌都達到腫瘤完全消失。結合放療、化療或熱療治療各種軟組織肉瘤、消化系統腺癌、卵巢癌都取得一定的療效,而這些病例都是經3大手段治療失敗的病人。使用今又生治療惡性腫瘤,除出現暫時性自限性發燒外,未發現其他毒副反應。今後,全面的臨床試驗將在其他三級甲等醫院有序展開,p53基因治療已從實驗室走向臨床,走向產業化。

p53基因治療腫瘤只是開了一個好頭,為人類征服癌症帶來了新的希望和曙光

 


以上取自百度百科

 


註:
G1期:細胞分裂三周期,分別為:
G1期。DNA複製前期,主要進行RNA合成和蛋白質合成,為染色體複製做準備
S期。DNA複製期,完成DNA複製
G2期。DNA複製後期,主要進行RNA合成和蛋白質合成,為紡錘絲的形成做準備

紡錘絲:幫助染色體排列



***

話說,有研究是將正常的p53載入載體,然後注射進人體內,期望能達到自我修復的功效。
那,這樣的構想可以用來修復Prion蛋白嗎?



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