本站小編為你精心準備了p53基因通道與腫瘤學的探討參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

作者：徐文達高平楊文君單位：寧夏醫科大學基礎醫學院生物技術系寧夏醫科大學總醫院腫瘤外科

在p53基因的代謝通路中，p53與MDM2(MouseDoubleMi-nute，AF527840)蛋白之間的相互調控在細胞周期中起著重要的作用。p53蛋白的降解受MDM2蛋白的控制，該蛋白與p53蛋白結合，并將p53蛋白由細胞核輸出到細胞質，繼而降解。由于MDM2的水平受到p53調控，一個負反饋環形成于MDM2與p53之間，保持了MDM2與p53蛋白之間比率的恒定。

野生型p53蛋白的另一個重要的生物學效應表現為上調p21WAF1/CIP1基因的表達。p21WAF1蛋白主要結合于G1期和S期的cyclin－cdk復合體。另外，p21WAF1蛋白通過與增殖細胞核抗原(PCNA)相聯系，使DNA聚合酶的活性下降，損傷細胞的DNA復制過程轉變成為DNA修復(詳見后述)。

MDM2基因的結構與功能

1MDM2基因及其蛋白的的正常結構

MDM2基因是一種癌基因，定位于人染色體12q13－14。人的MDM2基因編碼區全長1467bp，屬于進化保守基因，與許多動物細胞的染色體都有同源性，在序列上與小鼠有80．3%的同源性。MDM2基因表達的調節相當復雜，并且有不同的mRNA剪接形式。編碼蛋白由491個氨基酸組成，含有2個鋅指樣結構，一個酸性激活功能區和一個核定位信號。

2MDM2基因生物學功能

2．1MDM2與p53相互作用

MDM2是P53腫瘤抑制功能的主要調節者，兩者之間存在自動調節的負反饋環，MDM2可通過與P53結合促進其降解。由諸多因素造成的MDM2－p53相互關系失衡所帶來的直接后果就是導致p53的失活而引起腫瘤的發生［10］。MDM2主要通過三種途徑抑制p53對細胞生長的抑制作用及誘導凋亡的能力:①直接抑制p53的轉錄，p53基因的MDM2結合區域與其轉錄激活功能區重疊，導致p53基因的轉錄激活區域不能與關鍵的轉錄相關蛋白結合。②通過與p53蛋白結合，將p53蛋白從胞核運輸到胞漿，在胞漿中p53通過泛素－蛋白酶體通路降解。③MDM2蛋白具有p53特異性泛素蛋白連接酶(E3)的作用，可使p53蛋白發生泛素化而促進p53蛋白的降解。

2．2MDM2其他功能

近來的研究還發現了多種可被MDM2調節的蛋白，如:Numb、MTBP、腎上腺素能受體及其調節蛋白、糖皮質激素受體。

p21WAF1/CIP1基因的結構與功能

1p21WAF1/CIP1基因的正常結構

p21Waf1/Cip1基因(AF497972)位于染色體6q21．2區帶，有三個外顯子和兩個內含子，編碼區98%位于第二個外顯子上，cDNA長約2．1kb，編碼164個氨基酸殘基的蛋白，分子量21Kd，根據p21Waf1/Cip1基因發現的不同途徑，曾將其命名為CIPI、WAF1、SDI1、和CAP20。p21WAF1/CIP1基因與腫瘤的關系主要是與其他相關基因間的協同作用，在表達水平上，p21WAF1/CIP1基因存在p53依賴性和非p53依賴性兩種途徑。

2p21WAF1/CIP1基因生物學功能

2．1p53依賴途徑

p53蛋白是p21WAF1/CIP1基因轉錄的重要激活劑，p53蛋白識別序列包括四個重復的5’－PuPuPuC(A/T)(T/A)GpyPyPy－3’結構。有研究顯示，p21WAF1/CIP1基因是p53基因最重要的下游基因之一，p21WAF1/CIP1基因啟動子上游－1.3及－2．2kb處包含p53蛋白識別序列，是p53蛋白與p21WAF1/CIP1基因啟動子上游結合的兩個特異性結合位點。另有研究發現在p21WAF1/CIP1基因啟動子－4．5bp處還有一個p53蛋白識別序列，均可與p21WAF1/CIP1基因特異性結合，通過此途徑調控細胞周期、DNA修復、細胞分化、細胞衰老以及細胞凋亡等重要的細胞活動，從而發揮重要作用。當機體細胞受損時，p53蛋白激活p21WAF1/CIP1基因轉錄并高表達，從而使細胞周期停滯與G1、G2或S期，DNA復制和有絲分裂受到抑制，使細胞有充分的時間進行復制。

如果修復不成功，p53蛋白介導其進入凋亡。反之，當p53蛋白失活時，p21WAF1/CIP1基因的表達下降或不表達，損傷的細胞不能阻滯于G1期，導致細胞的DNA發生錯配，最終使細胞異化或惡變。當缺乏p21WAF1/CIP1基因的細胞DNA受損后，p53蛋白雖然被激活，細胞卻不能發生周期阻滯。而且，當細胞DNA受損后，p21WAF1/CIP1基因和p53基因共同發揮著維持G2期核查細胞功能的監控作用。

2．2非p53依賴途徑

p21WAF1/CIP1基因的生物學特性同樣存在不依賴p53蛋白途徑，在轉基因小鼠體外細胞培養細胞中，發現了不伴有p53基因高表達的p21WAF1/CIP1基因高表達。證明除了依賴p53途徑外，非依賴p53途徑在p21WAF1/CIP1基因也起著至關重要作用。

p53信號轉導通路的功能性遺傳變異與腫瘤易感性

迄今為止，MDM2－p53－p21WAF1/CIP1信號通路中已有大量單核苷酸多態位點(singlenucleotidepolymorphisms，SNPs)被研究并報道。其中，p53基因codon72C＞G、p21WAF1/CIP1基因codon31C＞A與MDM2基因309T＞G被認為與多種腫瘤發生、發展關系密切。

1p53codon72多態位點與腫瘤易感性

1．1p53codon72單核苷酸多態性

目前發現野生型p53基因至少存在10種不同形式的多態性。某些關鍵位點的突變可以直接造成細胞增殖異常，而在p53非熱點區的突變便形成人群中的多態性。位于p53基因第1個外顯子的第72位密碼子存在C→G顛換，是單核苷酸多態位點(singlenucleotidepolymorphisms，SNPs，rs1042522)，該變異使得氨基酸的種類從脯氨酸轉變為精氨酸(Pro→Arg)。

1．2p53codon72多態性的生物學特性

研究者在研究正常細胞和轉化細胞cDNA和基因組克隆多態性時發現由于精氨酸與脯氨酸兩者結構不同，兩種p53蛋白在聚丙烯酰胺凝膠電泳中的遷移率不同。用含可表達Arg型和Pro型p53蛋白相應質粒分別轉化中發現Pro型的轉錄激活能力比Arg型高。Pim等研究顯示含有Arg和Pro的兩種p53蛋白空間構象、與p53抗體的結合表位差異均無統計學意義，在大多數細胞中二者的穩定性相同。但這兩種蛋白的轉錄激活、抑制轉化細胞和誘導細胞凋亡的能力不同，精氨酸型抑制轉化細胞生長和誘導凋亡的能力較強。因此，脯氨酸(Pro)與精氨酸(Arg)結構不同，生化功能及生物學特性也各不相同。

1．3p53codon72多態性與腫瘤的關系

目前該位點被廣泛關注，例如，Buyru等的研究結果表明，Arg/Arg基因型與土耳其人群乳腺癌發生有顯著的關聯性;Kawaguchi等在日本人群研究中發現，Arg/Arg基因型可增加HPV感染后食管癌的易感性;此外，Zehbe等和Jee等發現Arg/Arg基因型可顯著增加HPV感染后宮頸癌的發病風險。而另一方面，Peller等在以色列人群研究該位點發現，Arg/Pro雜合基因型可顯著增加卵巢癌的發病風險;Buller等的研究結果顯示，Arg/Pro基因型在交界性卵巢癌中多見，與侵襲性卵巢癌密切相關。

另外，日本學者Garcia等發現在日本人群中，攜帶Pro/Pro者患乳腺癌的風險增加;張健慧等在研究中國北方食管鱗癌患者的結果顯示攜帶Pro/Pro基因型是易患食管癌的獨立危險因素。除上述發現p53condon72與腫瘤易感性相關的報道外，也有個別研究表明該多態位點與腫瘤的發生無關

2p21WAF1/CIP1codon31多態性位點與腫瘤易感性

2．1p21WAF1/CIP1codon31單核苷酸多態性

p21WAF1/CIP1基因多態性的研究中，幾乎都有位于編碼區第31位密碼子(codon31)的報道。密碼子在第三個堿基存在C→A的顛換，造成絲氨酸到精氨酸(Ser→Arg)的改變。Arg的頻率在大的不同種族間差異很大，在高加索人群中，其頻率變換從4%～19%不等，而在非洲和亞洲人群中，其頻率變換范圍是22%～55%。

2．2p21WAF1/CIP1codon31多態性的生物學特性

對p21WAF1/CIP1codon31多態性Su等研究報道co-don31可能改變p21WAF1/CIP1基因mRNA的表達，但不影響蛋白的功能的活性。另有學者認為p21WAF1/CIP1codon31是該基因在編碼區發現的唯一多態位點，如果此位點的多態性發生改變，其原有的G1期監控作用和結合PCNA、抑制細胞增殖的功能可能喪失，使DNA受損的細胞得以通過G1期，增殖為腫瘤細胞。p21WAF1/CIP1codon31基因的突變、重排或缺失均可導致腫瘤的產生。產生這種不同結論的原因可能是樣本量不足或是在單一研究中采用了不同種族造成。

2．3p21WAF1/CIP1codon31多態性與腫瘤的關系Harima等在對宮頸癌患者檢測p21WAF1/CIP1codon31多態性的結果顯示p21WAF1/CIP1基因Arg/Arg型可能和日本婦女宮頸癌的發生密切相關;Facher等報道該多態性增加前列腺癌易感性;Hachiya等報道31位密碼子的Arg等位基因與未分化的晚期子宮內膜癌的發展相關。然而，Chen等發現Ser/Arg基因型可增加浸潤性膀胱癌的易感性。Yang等研究寧夏漢族食管癌人群中，發現Ser/Ser基因型單獨或與IVS2+16和SNP309兩多態位點共同作用均可增加食管癌的易感性。

3MDM2SNP309多態性位點與腫瘤易感性

3．1MDM2SNP309單核苷酸多態性

BondGL等于2004年首先發現MDM2基因內存在一些多態性位點，其中在MDM2啟動子區存在著T－309G，即G/G、T/T和G/T三種基因型。

3．2MDM2SNP309多態性的生物學特性

與野生型SNP309T/T相比，G/G基因型可明顯提高MDM2與轉錄激活因子SP1的親合力，導致MDM2的轉錄和蛋白表達水平增高，直接抑制p53，削弱其的腫瘤抑制作用。研究表明，在SNP309G/G基因型細胞中，在DNA損傷后應答由p53調節mRNA水平較基因型T/T低。DNA遭受損傷后，p53蛋白水平的提高程度受限于MDM2蛋白的調控，因而在接受到應激信號后，p53的蛋白在T/T細胞中的水平會顯著升高。

3．3MDM2SNP309多態性與腫瘤的關系

自BondGL等人報道了MDM2SNP309G等位基因的存在可使MDM2蛋白表達增高，抑制p53對DNA損傷的修復作用，與多種人類腫瘤的形成相關后，引發了對MDM2SNP309位點一系列的研究［45－50］。Ma等發現SNP309G/G、G/T和T/T基因型頻率在乳癌與正常對照組的分布存在顯著性差異。Campbell等研究認為SNP309G/G基因型可增加韓國人群肺腺癌和日本乙肝病毒攜帶者患肝細胞癌的發病風險;BondGL等報道在患Li－Fraumeni綜合征的個體中，SNP309G/G基因型可增加患多種腫瘤的機率;BougeardG等認為該位點與乳腺癌、卵巢癌、大腸癌等多種腫瘤的發病相關。不過，在對改點的研究中，亦有對該位點與腫瘤無關的報道。

綜上所述，對于p53信號通路上的三個位點:p53基因codon72C＞G、p21WAF1/CIP1基因codon31C＞A與MDM2基因309T＞G與腫瘤易感性的研究結果中，我們確實發現這些多態性與很多腫瘤的易感性相關，同時，也注意到，這些多態性與不同人種的同一腫瘤發生相關的基因型有所不同，這很可能是不同人種遺傳背景不同所致。而對于一些在同一人種相同腫瘤的關聯研究，結果卻不盡相同，就不能排除研究樣本數量不同或在單一研究中采用了不同種族這些重要因素。因此在群體遺傳中，如何盡量擴大研究人群的樣本并保證其種族的單純性，同時采用客觀、可行度高的檢測與統計方法，是許多研究者面臨要克服的難題。

總之，隨著人們對p53基因信號通路與腫瘤發生機制研究的深入，尤其是綜合探究信號通路中關鍵基因多態位點與腫瘤發生、分期及預后轉歸的相關性，將極有助于揭示腫瘤病因，并為特異性腫瘤標志物的產生提供實證，從而也為腫瘤的早期診斷及臨床特異性的治療奠定堅實可靠的基礎。已有的研究表明某些基因突變或功能缺失和腫瘤等多種疾病的發生、發展有關，p53信號通路中存在大量多態位點，其意義及其與疾病存在的關聯性值得進一步研究。