突變型p53 的GOF 與治療策略

徐瑩，姜昊瑋，傅蓉，吳照球

(中國藥科大學基礎醫學與臨床藥學，江蘇省腫瘤發生與干預重點實驗室，江蘇)

0 引言

p53 基因是一種抑癌基因，自1979 年首次報道以來，人們逐漸發現其是與人類腫瘤相關性最高的基因。p53 作為轉入因子被激活后，可作用其下游靶基因參與周期阻滯、細胞凋亡、細胞衰老、細胞自噬、抗氧化代謝與DNA 損傷修復等。然而癌細胞為了增強自身的生長和增殖，通常會使p53 失活。研究表明，p53 是人類癌癥中常見的突變基因，其突變幾乎發生在所有癌癥類型中。p53突變類型包括錯義、移碼、缺失等，其中約75%為錯義突變，在錯義突變中約有80%發生在p53 基因的DNA 結合域(DNA binding domain，DBD)。值 得 注 意 的 是，R175(4.8%)，G245(3.12%)，R248(6.79%)，R249(2.59%)，R273(6.55%)和R282(2.59%)是DBD中熱點突變，與癌癥進程有著密不可分的關系[1]。

1 突變型p53 的功能效應

一般而言，p53 突變后會喪失wtp53 的抑癌功能。當只有一個等位基因發生突變，細胞內同時具有野生型與突變型p53 時，mutp53 蛋白可以與wtp53 蛋白通過彼此C 端四聚化結構域形成寡聚蛋白，從而損害wtp53 蛋白的正常功能，最終導致wtp53 等位基因的丟失。同時，mutp53 可以介導新的靶基因調控，獲得一系列加速癌癥進程的能力，這稱為突變型p53 的GOF。

1.1 Mutp53 與增殖

無限增殖是癌細胞的一大特征。p53 突變體，例如R175H，R273H 和D281G，能夠與轉錄因子NF-Y 和輔助因子p300 形成三元復合物。該復合體介導組蛋白乙酰化并誘導NF-Y 轉錄激活周期調控相關基因CCNA2、CCNB1、CCNB2、CDK1 和CDC25C，從而促進DNA 合成和細胞周期進程[2]。Liao 等[3]發現p53 突變體R249S 殘基處被CDK4 / Cyclin D1 磷酸化，然后與PIN1 相互作用，從而促進磷酸化p53-R249S 的核輸入，增強了c-Myc 依賴的rDNA 轉錄，有助于HCC 的增殖和存活。MAP2K3、MAd1L1、PCNA、CXCL1 等都被報道可通過不同的機制被p53 突變體誘導，并增強癌細胞的增殖[4]。

1.2 Mutp53 與侵襲轉移

mutp53 可以調控上皮-間質轉化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)首 次 于1997 年 發 現[5]。p53-R175H 和p53-R280K 突變體可以增強TGF-b 介導的EMT 轉移，此外還能與Smads、TAp63 形成了三元復合物，抑制TAp63 的抗轉移活性[6]。p53-R273H 突變體通過轉錄抑制miR-130b 來誘導ZEB1 表達[7]，p53-R175H 與表皮生長因子受體的過表達協同作用，誘導ZEB1和ZEB2 的表達來促進癌細胞的侵襲轉移[8]。細胞表面蛋白的糖基化是影響癌細胞轉移的另一個重要因素[9]。p53-R280K 突變體誘導外核苷三磷酸二磷酸水解酶5(ENTPD5)的表達，促進內質網中N 糖基化膜蛋白折疊，從而增強乳腺癌的侵襲和肺部定植[10]。癌細胞的外泌體已被證明可以促進腫瘤生長和再生，重塑局部微環境，促進侵襲和轉移擴散[11,12]。Shakya 等[13]研究發現a-1 抗胰蛋白酶是mutp53 在體內外驅動侵襲的關鍵效應因子，誘導上皮-間質轉化，與肺腺癌患者的不良預后相關。p53-R175H 和p53-R273H 突變體腫瘤細胞釋放外泌體，上調Rab 偶聯蛋白(RCP)和二酰基甘油激酶-a(DGK a)依賴性內體再循環來增加癌癥侵襲性[14]。最近有研究發現，p53-R248Q 蛋白與Stat3 結合，并通過磷酸酶SHP2 增強Stat3 的磷酸化，促進癌細胞的生長和侵襲[15]。

1.3 Mutp53 與細胞代謝

細胞代謝是連接微環境，細胞信號傳導和表觀遺傳的中心樞紐[16]。癌細胞的代謝適應性表現為葡萄糖攝取增加，并伴隨有氧糖酵解[17]。mutp53 通過激活RhoA-ROCK 軸來誘導葡萄糖轉運蛋白GLUT1 的膜易位，增加腫瘤細胞的葡萄糖攝取[18]。臨床研究發現攜帶p53 突變的Li-Fraumeni 綜合征家族成員的骨骼肌氧化磷酸化增加[19]。Basu 等[20]發現mutp53 細胞的R72 變體通過調控PGC-1 a 來增強線粒體功能和癌細胞轉移。近年來，脂質代謝作為一種潛在的癌癥治療靶點已受到廣泛關注[21]。p53 突變體通過SREBP 轉錄因子與甾醇基因啟動子結合，調控甲羥戊酸途徑(MVP)。MVP 激活可驅動依賴于香葉基香葉基焦磷酸(GGPP)的RhoA 活化，進而促進YAP / TAZ 癌蛋白的活化[22,23]。另外，有研究證明MVP 誘導生成甲羥戊酸5 磷酸酯，刺激mutp53 與Hsp40/DNAJ 分子伴侶的相互作用而引起mutp53 的穩定化[24]。

1.4 Mutp53 與其他

由于遺傳、代謝和微環境的改變，常常表現為高水平的氧化應激。p53 突變體R175H，R248W/Q 和R273H 與內源性抗氧化轉錄因子NRF2 相互作用并抑制SLC7A11 的轉錄，致使細胞內谷胱甘肽的減少[25]。并且，mutp53 與NRF2 協同作用激活蛋白酶體基因轉錄，從而導致對蛋白酶體抑制劑卡非佐米的耐藥性[26]。因氧化應激、DNA 過度復制和端粒縮短，易導致DNA 損傷反應。mutp53 一方面可破壞MRE11- RAD50 -NSB 復合物，阻斷由ATM 激活的損傷修復。另一方面刺激聚(ADP 核糖)聚合酶1(PARP1)酶的活性，使腫瘤細胞在面對高水平的DNA 損傷時得以存活[27,28]。同時，mutp53 可以增加DNA 復制起始點的激活，并穩定復制叉，從而促進基因組異常細胞的增殖[29]。

除上述的GOF 外，mutp53 可誘導腫瘤血管生成[30]、調節GTPase 活性[31]和增強胰島素的致瘤作用等[32]。

2 Mutp53 治療策略

2.1 誘導mutp53 降解

脫乙酰化酶(histone deacetylase，HDAC)與熱休克蛋白(heat shock protein，HSP)使維持mutp53 蛋白穩定的關鍵。HSP 抑制劑17-DMAG 和STA-9090 以及HDAC 抑制劑伏立諾他(SAHA)增加mutp53 蛋白泛素化[33,34]。并有研究表明在具有mutp53 的頸部鱗狀上皮癌中，Hsp90 抑制劑AUY922 與順鉑同步放射治療具有協同作用[35]。最近，Padmanabhan 等[36]發現一種名為MCB-613 的小分子通過抑制USP15，介導p53-R175H 的溶酶體降解。

2.2 恢復mutp53 的野生型活性

PRIMA-1 及其甲基化衍生物APR-246 能恢復mutp53 的活性，并誘導凋亡。其中APR-246 已完成臨床臨床I / II 期。Izetti等[37]發現PRIMA-1 與MDM2 抑制劑Nutlin-3 具有協同作用，可提高靶向mutp53 的效率。Zn2 +螯合物使另一類恢復wtp53 功能的藥物。Lindemann 等[38]發現一種新型的Zn2+螯合劑COTI-2，在鱗狀細胞癌細胞系恢復wtp53 活性具有明顯作用，COTI-2目前已進入臨床I 期研究。Zn2 +金屬伴侶蛋白ZMC1 可促進細胞內Zn2 +轉運，增強Zn2 +與mutp53 結合[39]。

2.3 間接作用于mutp53

靶向癌細胞代謝已成為癌癥精準治療的潛在途徑[40]。二甲雙胍通過葡糖糖限制作用來抑制p53-A135V 敲入小鼠體內的mutp53 積累，并可提高p53H172 / +LFS 小鼠模型的無癌生存率[19]。此外，Ingallina 等[23]證明他汀類藥物、唑來膦酸和I 型蛋白質香葉基香葉基轉移酶抑制劑(如GGTI-298)調控MVP，抑制蛋白的異戊烯化，降低了mutp53 在癌細胞中的累積和減弱的mutp53 依賴性惡性表型。

Pin1 是一種在癌癥中過度表達的酶，它可通過其WW 區與磷酸化的mutp53 結合，使其發生順/反異構，增強了c-Myc 依賴的rDNA 轉錄。盡管尚無特異性的Pin1 抑制劑進入臨床試驗，Kozono 等[41]發現用于治療急性早幼粒細胞白血病的三氧化二砷(ATO)以Pin1 為靶點，并與全反式維甲酸(ATRA)協同發揮強大的抗癌活性。ATO 抑制和降解Pin1，并通過與Pin1 活性位點的非共價結合抑制其致癌功能。ATRA 通過上調水通道蛋白9 來增加細胞對ATO 的攝取。近期Campaner 團隊[42]發現一種新的共價Pin1 抑制劑，KPT-6566，該化合物可抑制mutp53 GOF，并降低mutp53 的三陰性乳腺癌細胞的肺轉移。值得注意的是，KPT-6566 與Pin1 催化位點的相互作用會釋放出一種類似醌的藥物，該藥物可產生活性氧，從而將Pin1 / mutp53 抑制作用與癌細胞的氧化應激超負荷相結合。

p53 突變體與p63、p73 相互作用是p53 突變體產生致癌功能的重要機制。因此，抑制mutp53/p73 和mutp53/p63 突變體復合物的形成是一種有效抑癌方法。小分子如RETRA，短干擾肽SIMP 和肽適體已證明具有阻斷mutp53/p73 相互作用[43,44]。

近期，Malekzadeh 等[45]在常見上皮腫瘤p53 特異性篩選試驗中發現，腫瘤浸潤淋巴細胞可識別自體突變的p53 新抗原，表明p53 突變具有免疫原性，對mutp53 免疫治療提供了方向。

3 結語

p53 在50%的人類癌癥中發生突變，并且在侵襲性或晚期癌癥中突變頻率更高(＞80%)。p53 突變不僅丟失了p53 的抑癌功能，更賦予了p53 致癌的特性。而p53 基因在不同的癌癥背景下表現結構和功能的復雜性，增加了尋找靶向mutp53 的難度。在過去的十年里，我們對mutp53 GOF 在癌癥中的作用有了更深入的了解，給癌癥個體化治療提供更多有用的信息。相信在不遠的將來，人類對癌癥的規律認識和治療手段也會躍上一個臺階。