抑癌基因p53與腫瘤發生及基因治療的研究進展*

李建濤，張 倩

(1.威海市市立醫院，山東 威海264200;2.山東大學海洋學院，山東 威海 264209)

現已知，抗癌基因或抑癌基因有很多類型，如涉及轉錄調節的Rb，p53;在細胞周期起抑制作用的p15，p16，p21;與發育和干細胞增殖相關的 APC，Axin等［1］.越來越多的證據表明，抑癌基因在抑制腫瘤細胞的增殖、誘導腫瘤細胞凋亡及改變腫瘤細胞能量代謝等方面都起重要作用.若抑癌基因發生了突變或缺失，有可能出現肺癌、乳腺癌、宮頸癌等惡性腫瘤.在這些抑癌基因中，人們研究的最多的是p53基因，它又被稱為人類基因組衛士，最早發現于1979年，在1988年后對其結構和功能進行了深入的研究［2］，發現它的確能對一些腫瘤起明顯地抑制作用，所以越來越受到重視.本文對抑癌基因p53的結構、功能及其與腫瘤發生的關系等進行了闡述.

1 抑癌基因p53的結構及特性

1.1 抑癌基因p53的分子結構及分布

通過分子生物學分析發現，抑癌基因p53位于人類17號染色體短臂上(17p13)，全長約20 kb，整個基因有外顯子11個和內含子10個，由此轉錄的成熟的mRNA長2 500 bp，翻譯成的蛋白質含有393個氨基酸殘基，通常稱為p53蛋白.p53蛋白分為3個功能區:第一，位于N末端的轉錄結合區，可作為負調控因子或阻遏蛋白結合在腫瘤細胞的某些操縱基因上，抑制腫瘤或癌基因的表達;第二，位于該蛋白多肽中間的核心結合區，可與腫瘤細胞內特定的DNA區段結合，從而抑制DNA復制、轉錄和翻譯;第三，位于C末端的是非專一結合區，在其他基因轉錄時作為阻遏蛋白起調節作用.所以，許多科學家認為，p53蛋白可作為阻遏蛋白，很容易與DNA上的操縱基因結合，對結構基因的轉錄起調節控制作用，特別對腫瘤細胞的分化和增殖起抑制作用.現在，科學家們運用DNA分子原位雜交技術發現，抑癌基因在人體組織中分布廣泛，幾乎所有組織都有抑癌基因的表達，而且胎兒細胞內抑癌基因的表達高于成人，腫瘤細胞中的表達高于正常組織的細胞.

1.2 p53蛋白與細胞周期的調控

在原核生物和真核生物細胞中，當DNA受損傷后，可能延遲細胞分裂，延遲時期包括細胞分裂周期中的G1－S，G2－M.正常的 p53基因產物結合在DNA調控區，可作為轉錄因子使某些基因不能表達，從而使DNA合成終止，結果惡性細胞生長停止在G1期，也就是說細胞不再進入到S期，必定抑制了惡性細胞的繼續分裂.另外，還發現p53產物有助于正常DNA的修復，主要原理是它與TATA結合蛋白結合，進而阻礙c－ fos，c－jun，Rb等基因的轉錄，從而達到抑制細胞增殖的作用.

1.3 p53蛋白與細胞凋亡的調控

所謂細胞凋亡(cell apoptosis)是指生物體內細胞自然死亡的一種生理現象，如大多數染色質發生沉淀，細胞變小，核小體上的DNA出現斷裂或成為碎片，原來的正常細胞變成凋亡小體，很快被吞噬細胞吞噬，最后消失.由于細胞凋亡時未出現溶酶體破壞與釋放，因而通常不會出現炎癥反應.現已發現，p53蛋白可誘發惡性腫瘤細胞的凋亡，從而破壞腫瘤細胞的功能，最后使腫瘤萎縮或消失.試驗發現，當用正常的p53基因及突變的p53基因轉染骨肉瘤細胞，然后將這些細胞注射給裸鼠肺內［3］，結果發現，4個月后裸鼠肺內產生了大致等同的腫瘤，但正常的p53基因轉染后產生的腫瘤很快表現細胞凋亡，這說明正常的p53基因產物可誘導腫瘤細胞的凋亡.

2 p53基因與腫瘤發生的關系

2.1 p53基因缺失與腫瘤的發生

研究表明，如果人類的17號染色體短臂(帶有p53抑癌基因)缺失后，結腸、肺、肝或其他臟器可發生腫瘤［4，5］.若在一條染色體上發生了微小缺失(涉及到p53基因)，另一條染色體的p53基因正常，肺部可能出現腫瘤.可見，當p53基因缺失純合或半合子時，缺失突變型p53蛋白可能抑制野生型p53基因的活性，使之失活，從而引起細胞轉化、癌變［6］.

2.2 p53基因突變與腫瘤的發生

在正常細胞中，若某些重要的基因發生了突變，該基因的功能可能發生變化，甚至完全喪失功能，則表現出一系列的突變表型，抑癌基因p53也不例外.當p53基因發生突變后，特別是發生了錯義突變或終止突變后，有可能合成無功能的多肽鏈或多肽片段，結果對腫瘤細胞的基因不再發揮調控作用.現已發現，在 p53 基因的 175，245，248，249，273 和 282位點上常發生錯義突變［7］，這些位點通常稱為突變熱點，由此產生的p53蛋白中的氨基酸殘基發生了改變，失去了作為阻遏蛋白的功能，不再結合在腫瘤細胞的操縱基因上，腫瘤細胞或癌基因就可快速表達，最終形成惡性腫瘤.

2.3 p53基因抑癌作用機理

p53基因的抑制腫瘤的機理主要是阻礙細胞停留在G1或G0期，使腫瘤細胞不再進入S期，即不再合成自身的DNA，從而達到抑制腫瘤細胞增生的目的.有試驗表明，p53蛋白通過調控腫瘤細胞的某些操縱基因而阻止腫瘤細胞的生長和增殖，最后引起腫瘤細胞的凋亡［8］.當p53蛋白存在時，主要是抑制TATA結合蛋白結合至腫瘤細胞中癌基因的啟動子區域，使癌基因的表達受到抑制，最終控制腫瘤細胞的持續生長.

3 腫瘤的基因治療

基因治療是人工在體外將目的基因與特定的載體結合成重組DNA，然后將重組DNA分子轉入到某些帶有遺傳性疾病或有腫瘤細胞的體內，從而達到根治這些遺傳性疾病或治療腫瘤的目的.但是，基因治療目前還在摸索，有些方法只能說取得了一定的成績，離臨床應用還有一定的距離.下面僅介紹幾種主要的方法.

3.1 基因替代療法

基因替代治療就是將特定的抑癌基因(如p53基因)與載體(如腺病毒)結合成重組DNA分子，然后轉染腫瘤細胞，使p53基因產生特定的抑癌蛋白，最后殺傷腫瘤細胞［9］.現有試驗證實，p53蛋白可促進淋巴細胞的吞噬作用，若腫瘤細胞內轉入了帶有p53基因和腺病毒載體的重組DNA分子，某些腫瘤細胞逐漸萎縮，最后被正常細胞所吞噬.

3.2 RNA 干擾法

在體外合成或人工提取純化某些RNA片段，這些片段與腫瘤基因前啟動子序列有同源性，若加入到腫瘤細胞后，當DNA開始轉錄由雙鏈變成單鏈時，該RNA片段就可附著在啟動子上，阻止RNA聚合酶往前運行到腫瘤基因上，使腫瘤基因的表達處于關閉狀態，從而達到控制腫瘤細胞增生的目的，這種方法通常稱為RNA干擾(RNAi).該技術現已在胃癌、大腸癌和肝細胞癌治療的試驗研究中取得了明顯的效果［10］.

3.3 自殺基因療法

利用基因工程的方法將某些病毒所特有的可編碼特異性酶的基因轉入腫瘤細胞，這些外源基因產生的蛋白質在腫瘤細胞內就可轉變成毒性物質，使腫瘤細胞快速死亡［11］.這種方法通常稱為自殺基因療法.

3.4 增強自身免疫機能療法

利用DNA重組技術，將某些能增強免疫效應的細胞因子基因、調節抗原識別能力的主要組織相容性復合物的基因或作免疫監督因子的基因轉入腫瘤患者體內，產生特定的蛋白質，增強病人自身的免疫機能，最后使體內腫瘤細胞的生長被抑制.該方法又稱為細胞因子基因療法或免疫基因療法.

綜上所述，正常的抑癌基因可抑制腫瘤細胞的發生，機理是p53蛋白可作為阻遏蛋白調控腫瘤細胞基因的表達，誘導腫瘤細胞的凋亡，因而，我們更應對該基因深入地研究，使之成為根治腫瘤的工具，造福人類.

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