肿瘤抑制蛋白p53的活性调控

p53 又称为分子警察或基因的保护神.在面对不同类型和强度的应激时,细胞究竟选择细胞周期停滞、凋亡还是衰老时 p53发挥中心调节作用.作为一种转录调控因子它主要通过对下游的目的基因进行转录调控来发挥功能.p53 结合 DNA 启动子能力也可通过多种方式被调节.这些调节机制主要包括 p53 的亚细胞定位调控、p53 的蛋白稳定性调控和 p53 的翻译后修饰.     

调控p53蛋白的转录因子

肿瘤抑制因子p53被称为"分子警察",它在维持细胞正常生长及抑制恶性增殖过程中起重要作用。p53的表达水平受多种因素影响,其中转录水平的调控是基因发挥功能的一个重要步骤。因此,针对调控p53蛋白的转录因子这一环节阐明p53发挥功能的分子机理,有望为肿瘤治疗、预防和新药研发提供新的靶标。本文着重对调控p53蛋白的转录因子进行综述。     

DNA肿瘤病毒蛋白与p53蛋白的相互作用

大多数人类肿瘤发生p53基因突变,突变性p53蛋白功能失活、半衰期延长,并在肿瘤细胞中大量累积,一般认为,p53基因突变是肿瘤发生的主要因素之一。但是,近年也发现一些人类肿瘤细胞存在p53蛋白累积而无基因突变。这种现象与DNA肿瘤病毒密切相关,业已证明：SV－40T抗原、腺病毒E1B55－kD、E4orf6蛋白、HBVX蛋白、HPVE6蛋白、HCMVIE84蛋白、EBVBZLF1和EBNA5蛋白均与p53蛋白结合而使其功能失活。这表明：p53基因突变并非是p53蛋白功能失活的唯一原因。p53蛋白与病毒蛋白或细胞蛋白相互作用可能是其功能失活的另一主要原因？本文就近年国外有关病毒蛋白与p53蛋白相互作用的研究加以概述;试图引起人们的注意。     

p53转录非依赖活性介导细胞凋亡

p53主要通过两条途径诱导细胞凋亡：p53作为转录因子,促进细胞凋亡的靶基因的表达上调,如PUMA、NOXA、PIDD、p53AIP1、COP1等,并通过这些蛋白参与内源和外源凋亡途径;另一方面,胞浆中的p53能转位到线粒体,激活内源性的线粒体途径,促进凋亡。后者已成为研究p53促凋亡机制的热点。本文就p53对转录非依赖活性诱导细胞凋亡途径的研究进展作一概述。     

鼻咽癌细胞中p53相互作用蛋白质的分离和鉴定

鼻咽癌中p53基因突变罕见,但绝大部分鼻咽癌中存在p53蛋白过表达/聚集且功能失活.然而,到目前为止p53蛋白失活的机制仍然不清楚.为揭示鼻咽癌中p53蛋白功能失活的机制,采用免疫共沉淀技术分别富集鼻咽癌细胞系HNE1和HNE2的p53结合蛋白,SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）对免疫沉淀复合物进行分离,从胶中切取p53结合蛋白条带,胶内酶解后进行电喷雾串联质谱（LC-ESI-MS/MS）分析,得到相应的肽序列标签（peptide sequence tags, PST）,通过搜索数据库在鼻咽癌细胞系中鉴定了9个p53结合蛋白.分别是热休克蛋白70（HSP70）家族成员GRP-78和GRP-75、HSP90家族成员GRP-94、核纤层蛋白A/C （Lamin A/C）、α-actinin 4、Ezrin/Cytovillin、DNA复制准许因子/MCM3蛋白(DNA replication licensing factor/minichromosome maintenance 3 protein, MCM3)、CD98/4F2 heavy chain和蛋白激酶C（PKC）.并用免疫共沉淀和蛋白质印迹分析技术对HNE₁细胞蛋白条带3鉴定的p53相互作用蛋白之一HSP78进行了验证.首次在鼻咽癌细胞中鉴定了9个p53结合蛋白,为阐明鼻咽癌中p53蛋白聚集及失活的机制提供了重要依据和线索.     

抑癌基因p53蛋白产物与DNA相互作用的研究进展

抑癌基因p53蛋白产物是一种多功能的转录调控因子,其C-末端含DNA结合区,N-末端含转录激活区。它能通过磷酸化或构象变化来激活其DNA结合活性,从而与某些基因的启动子区结合而激活它们的转录,而对不具有与其结合位点基因的转录起抑制作用。p53蛋白还能作为一种DNA复制因子,通过与某些基因的复制起始区结合而对它们的复制或修复进行调控。对基因转录或复制的调控都最终反映在对细胞周期的调控上。     

p53家族新成员：p51

p53是一种广谱的肿瘤抑制基因,其新家族成员p51具有同p53相似的DNA结合特笥和相似的功能,同样可以转录激活p53基因的内源性靶分子,如细胞周期抑制基因p21、导致细胞凋亡和生长受抑。本文阐述了它的研究进展。     

p53蛋白磷酸化及其功能

p53作为最重要的抑癌基因之一,在肿瘤的发生发展中起着非常重要的作用。在正常条件下,p53的活性和蛋白水平在细胞内维持着一个较低的水平。当细胞感应应激,p53发生系列翻译后修饰,蛋白水平和活性发生改变,主要作为转录因子调控多种下游靶基因的表达,从而启动细胞周期阻滞、凋亡、衰老和分化等细胞学效应。p53的翻译后修饰在响应应激和启动p53参与相应的细胞学效应的过程中起着重要的作用。p53的磷酸化修饰是最常见的翻译后修饰,能够影响p53的稳定性及与反应元件的结合能力,从而调控p53的活性。现综述p53的功能结构域,p53最常见的不同位点的磷酸化修饰及其参与的细胞学效应,并阐释p53磷酸化在p53调控中的重要性和与疾病的相关性。     

p53负调控前列腺癌细胞中PC-1基因的表达

在前列腺癌进展中发生的PC-1基因表达失调和p53基因突变,提示这两个事件之间可能存在的联系.用依托泊苷处理前列腺癌LNCaP细胞后,PC-1蛋白的表达受抑制;瞬时转染分析表明野生型p53负调控PC-1启动子的转录活性;缺失突变分析将PC-1基因启动子上受p53负调控的区域定位在翻译起始位点上游757 bp～323 bp之间.缺失PC-1启动子上的雄激素受体反应元件并没有消除p53对其转录活性的抑制作用;无论p53是否存在,组蛋白去乙酰化酶抑制剂TSA处理LNCaP细胞后可以导致PC-1启动子转录活性升高.因此,p53和去乙酰化酶可以独立抑制PC-1启动子活性.这些研究结果表明,野生型p53负调控PC-1基因启动子的转录活性,而前列腺癌进展过程中p53突变可能和PC-1基因的表达失调有关.     

p53在乳腺癌中的作用

乳腺癌是一种世界范围内女性发病率较高的肿瘤之一,至今为止对其的诊断、病理机制、治疗及预后已有一定的了解.一部分科学家的对乳腺癌的研究主要集中在p53在其发病机理、治疗、预后中的作用的探讨.p53是目前被广泛关注的肿瘤抑制基因,它所编码的转录蛋白因子主要调节一系列与细胞周期抑制、衰老、凋亡、DNA的修复、新血管生成的反应相关的基因.主要就近几年对乳腺癌的研究中,p53基因在乳腺癌中的作用机制的进一步研究,p53做为分子标记在诊断和预后的意义,它的突变和等位基因的性质,以及以p53为基础的各种治疗手段中其与药物及其他基因最新的作用机制进行初步的阐述.     

应用蛋白质组学和RNAi技术筛选鼻咽癌细胞中p53功能相关蛋白质

为了阐明鼻咽癌中高表达的p53蛋白聚集与失活的机制,高通量地检测与p53功能相关的蛋白质,首先采用RNA干扰(RNAi)技术稳定沉默鼻咽癌细胞系CNE2的p53基因表达,然后用蛋白质组技术研究稳定沉默该基因对鼻咽癌蛋白质表达谱的影响.通过对稳定干扰p53基因后鼻咽癌细胞系CNE2的蛋白质表达谱改变的研究,用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)分析和电喷雾串联质谱(ESI-Q-TOF-MS)验证鉴定了22个差异表达蛋白质.在这些差异表达蛋白质中,有些是已经报道的p53功能相关蛋白质,如热休克蛋白27(HSP27)、异质性胞核核糖核蛋白K(hnRNPK)、14-3-3σ等,其他可能是新的p53功能相关蛋白质,如eIF4B、TPT1、hnRNPH3、SFRS1等.部分差异表达蛋白质如HSP27、14-3-3σ和GRP75经蛋白质印迹分析技术进行了验证,同时pcDNA3.1-FLAG-p53质粒转染CNE2细胞引起了HSP27、14-3-3σ表达下调,GRP75表达上调.在鼻咽癌细胞中鉴定的22个差异表达蛋白质大致可以分为5类,包括信号传导相关蛋白质、分子伴侣、与转录和翻译相关蛋白质、代谢相关蛋白和细胞结构相关蛋白质,涉及到细胞周期的调控、分子基因表达调控、细胞黏附、细胞代谢等众多事件,它们可能作为p53功能相关蛋白质,为阐明鼻咽癌中p53蛋白聚集及失活的机制提供了重要依据和线索.     

细胞凋亡中p53转录依赖与非依赖性调控

p53介导由胞内压力诱导的细胞凋亡等多种细胞应答.传统上认为, p53主要在细胞核内作为转录因子调控多种促凋亡靶基因的表达, 从而发挥其促凋亡功能.而最新的研究表明, p53也能直接在细胞质中发挥其促凋亡作用, 并且该过程不依赖于其核内的转录活性.此外, 在特定的刺激下, p53的转录依赖性(细胞核内)与转录非依赖性(细胞质内)促凋亡作用存在着偶联和协同机制, 从而有效的决定细胞在生存与死亡间进行选择.现对近年来关于细胞凋亡中p53转录依赖性和转录非依赖性调控及它们之间的偶联机制的研究进行综述.     

转录因子AP-2beta和p53蛋白相互作用的研究

转录因子p53与AP-2基因家族成员AP-2beta发生突变后,均会导致个体出现相应的疾病。本文首先利用两个重组质粒p CMV-HA-p53和p Myc-AP-2beta,转染永生化的胚胎肾细胞HEK293(野生型),在细胞中表达相应蛋白质。通过免疫共沉淀实验证明AP-2beta和p53蛋白在体内可以相互作用。并将梯度增加的p MycAP-2beta质粒及等量p CMV-HA-p53质粒转染到HEK293细胞,SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳实验证明AP-2beta能正向调控p53蛋白的表达。为了进一步探讨AP-2beta与p53的作用机制,利用蛋白质合成抑制剂CHX(cycloheximide)处理转染了AP-2beta与p53表达质粒的细胞,实验结果说明,AP-2beta能增加p53蛋白的稳定性来调控p53的表达。     

染色质免疫沉淀技术分析肺腺癌A549细胞中p53蛋白与p21CIP1和Bim基因转录启动子的结合

为了检测肺腺癌A549细胞内抑癌蛋白p53与CDK抑制蛋白p21CIP1和Bim基因转录调控区的结合情况,采用染色质免疫沉淀技术,用p53特异性抗体沉淀DNA,PCR检测p21CIP1和Bim基因5′端特异性序列.结果表明,在抗体免疫沉淀的DNA片段中扩增出p21CIP1和Bim基因5′端的特异性序列.因此证实在A549细胞内,p53蛋白可与p21CIP1和Bim基因转录启动子的特异区域结合,进而参与两基因的表达调控.     

核糖体蛋白参与调控p53诱导活化的分子机制

核转录因子p53是重要的肿瘤抑制因子,具有DNA损伤修复、促细胞凋亡、促细胞分化及增殖抑制等功能,并通过调控细胞周期行进和促进细胞凋亡发挥肿瘤抑制功能。原癌蛋白MDM2为p53的E3泛素化连接酶,MDM2－p53信号轴的功能异常与多种恶性肿瘤的发生发展相关。核糖体蛋白（RP）是蛋白质合成反应的关键调节蛋白,其功能失常与多种疾病相关。近年来的研究发现,RP能通过调节MDM2－p53信号轴在p53相关性肿瘤调控中发挥重要作用。我们根据目前的研究进展,对RP－MDM2－D53信号轴进行简要综述。     

鸡马立克病病毒Meq蛋白抑制p53的转录激活作用

目的　构建马立克病病毒野生型Meq基因（Meq-wt）和p53结合区域缺失的突变型Meq基因（Meq-mut）表达质粒,研究Meq蛋白对p53的转录激活功能的影响,为进一步了解其生物学功能奠定基础。方法 采用PCR方法克隆马立克氏病毒Meq-wt基因,并采用突变PCR方法缺失Meq与p53结合区域,分别构建了Meq-wt和Meq-mut基因表达质粒。转染鸡胚成纤维细胞（CEF）后,用western印迹法检测Meq蛋白的表达,利用荧光素酶报告基因系统证实Meq蛋白对p53转录激活的抑制作用。同时借助免疫荧光技术,采用荧光显微镜观察Meq蛋白与p53蛋白在细胞中的定位。结果 DNA序列测序表明克隆的Meq-wt、Meq-mut基因插入位点和核苷酸序列完全正确。荧光素酶报告基因系统证实Meq蛋白对p53转录激活的具有明显的抑制作用。间接免疫荧光试验证实野生型Meq蛋白主要在胞浆中表达,而缺失与p53结合区域的突变型Meq在胞浆/胞核中均有表达。野生型Meq蛋白与内源性p53蛋白在胞核内能够很好地重合。 结论 Meq蛋白对p53的转录激活具有抑制作用,可能是通过直接与p53相互结合,来抑制对p53转录活性功能。     

p53选择性抗瘤腺病毒

多种肿瘤的抑癌基因p53发生了突变。一种腺病毒E1B缺失体ONYX-015能够在p53突变的肿瘤细胞内有效地复制而导致痛细胞的裂解,但不能在p53正常的细胞内复制。这种p53选择性抗瘤病毒代表了一类新的抗癌武器:溶癌病毒。     

抑癌因子ARF的非p53调节通路

ARF蛋白是INK4a基因位点编码产物之一,是一种重要的肿瘤抑制因子。ARF可结合原癌蛋白Mdm2,稳定p53,将细胞周期阻断在G1期和G2/M转换期,或诱导细胞凋亡。有关ARF的p53依赖性作用已有较多报道。该文主要以ARF对E2F1、DP1、E2F1/DP1、NPM/B23和c-Myc等的调控为例,对ARF的非p53调节通路做一综述。     

p53在细胞增殖和迁移中对骨架重建的作用

p53作为最重要的抑癌因子之一,通常作为转录因子发挥肿瘤抑制作用。除转录活性外,p53及其突变型可能通过调节整合素、钙黏蛋白、Rho/ROCK信号通路等对肌动蛋白细胞骨架重建产生作用,从而影响细胞增殖和迁移。p53的这些功能在调节肌动蛋白细胞骨架重建以响应细胞外微环境和癌基因激活中起着至关重要的作用。     

p53与肿瘤治疗

p53是目前发现的与人类肿瘤发病相关性最大的抑癌基因之一。野生型p53参与DNA损伤修复、细胞周期调控、细胞凋亡及抑制血管生成等。p53基因的突变会使上述功能丧失,从而导致肿瘤的形成。随着分子生物学技术的发展,对肿瘤抑制基因p53的研究越来越深入。本文综合近年来国内外的研究进展,就p53与肿瘤形成的关系及其在肿瘤治疗中的应用等作一综述。