p53調節蛋白的研究進展*

張 紅，徐風蘭，李鴻巖 綜述，胡曉婭，羅冰芝，張 哲，劉小琴，孔亞茸審校

(1.甘肅省武威腫瘤醫院科教科，甘肅武威 733000；2.中國科學院近代物理研究所輻射醫學研究室，蘭州 730000；3.蘭州大學生命科學院 730000)

p53蛋白是一種非常重要的抑癌因子，是細胞內多種信號轉導途徑的連接點，是控制細胞增殖和凋亡的中心調解開關，能夠終止細胞進程，引發細胞凋亡[1]。p53基因的激活導致一些抑癌基因的表達，而p53基因的突變和缺失導致細胞內信號通路紊亂，細胞生長和凋亡失控，使細胞發生癌變[2]。野生型p53蛋白能夠抑制細胞增殖、使細胞分化停留在G1期檢驗點，誘導細胞凋亡，防止細胞到下一代時產生DNA突變，以防錯配修復的發生[3]。p53基因發生突變和缺失后使受損的DNA很容易進入S期，使基因組不穩定，導致基因突變、染色體畸變，發生癌變[4]。可見，p53基因對腫瘤的發生、發展和調控起重要作用，而p53抑癌作用的發揮與一些蛋白質的調節作用密不可分，這些蛋白質稱為p53調節蛋白。p53的翻譯后修飾包括磷酸化、乙酰化及泛素化等，和p53的翻譯及轉錄激活一起調節p53的抑癌作用[5]。近年來，一些參與p53翻譯、轉錄激活、磷酸化、乙酰化以及泛素化的p53調節蛋白被相繼發現，在p53介導的細胞凋亡中的作用被逐步揭示。因此，在采取腫瘤治療策略之前，必須明確p53調節蛋白的表達機制和作用。本文綜述了p53調節蛋白的最新研究報道，旨在為治療腫瘤提供可靠、完善的治療依據。

1 調節p53翻譯和轉錄激活的蛋白質

通過翻譯水平增加p53的表達量是p53發揮促凋亡作用的最直接方式，p50(NF-κB1)是NF-κB轉錄因子家族成員之一。YU等[6]研究發現，在人結腸直腸癌HCT116 細胞中，p50對抑制AKT/S6核糖體蛋白的活性來促進p53的翻譯具有重要調節作用，其機制為p50介導miR-190表達上調，進而抑制PH域名富含亮氨酸重復蛋白磷酸酶1(PHLPP1)的表達。PHLPP1是一種重要的磷酸酶，能夠調節AKT的Ser473位點和核糖體蛋白S6的Ser235/236位點去磷酸化，抑制AKT/S6活性，從而促進p53的翻譯，增加p53蛋白表達。p53作為轉錄因子激活下游靶基因，是p53發揮促凋亡作用的主要方式之一[7]。長鏈非編碼RNA母系印跡基因3(LncRNA MEG3)作為腫瘤抑制因子在正常組織中高度表達，而在腫瘤組織，如腦膜瘤、結腸直腸癌、鼻咽癌、血癌中不表達或低表達[8]。ZHU等[9]研究發現，在人肝癌HepG2細胞中，MEG3過表達能夠增強p53的轉錄活性和p53的穩定性，即MEG3能夠直接激活p53的轉錄活性，也能與p53的DNA 結合域作用，穩定p53蛋白，并影響部分p53靶基因的表達，起到促進細胞凋亡的作用。

2 調節p53磷酸化的蛋白質

p53的磷酸化可以增強p53的轉錄活性，也可以對p53的功能產生抑制作用[10]。PISTRITTO等[11]在人卵巢癌細胞中研究發現，同源異型結構域相互作用蛋白激酶2(HIPK2)可以使 p53的Ser46位點磷酸化，促進p53的轉錄活性，進而促進p53介導的凋亡靶基因p53AIP1、PIG3、Bax、Noxa、KILLER/DR、PERP和PUMA的表達。

TBP 相關蛋白1(TAF1)是轉錄因子TFIID的最大亞基，由TATA結合蛋白(TBP)和13-14 TBP相關因子組成，是一種重要的細胞周期和凋亡調控蛋白[12]。WU等[13]在人結腸癌HCT116細胞中研究發現，TAF1能夠使p53的Thr55位點磷酸化，使p53從p21的啟動子解離，關閉p21轉錄，導致p53在DNA損傷應答中失活，這一過程具有腺苷三磷酸(ATP)依賴性。當ATP處于低水平時，TAF1活性降低，使p53的Thr55位點磷酸化水平降低，促進p21轉錄，導致細胞凋亡；當ATP水平升高時，TAF1活性增加，使p53的Thr55位點磷酸化水平升高，關閉p21轉錄，促進細胞存活。

3 調節p53乙酰化的蛋白質

近年來研究顯示，p53的乙酰化可以增強p53的轉錄活性[14]。p300是一種關鍵的轉錄因子，可以促進細胞從G1期向S期轉化并通過乙酰化作用調節p53的轉錄活性[15]。SHI等[15]研究發現，DEAD box RNA解旋酶24 (DDX24)可以與p300相互作用，抑制p300對p53的乙酰化作用，在人肺癌H1299細胞中敲除內源性DDX24，能夠顯著增加p53的乙酰化水平，促進p53的轉錄活性，進而增加p53靶基因p21和PDMA的轉錄，誘導細胞發生G1/S期阻滯和凋亡。ID4是分化抑制蛋白(ID)家族成員之一，可以促進細胞增殖，抑制細胞分化，ID4通過促進p53的乙酰化，增加p53的轉錄活性，進而促進p53依賴性的細胞凋亡[16]。MORTON等[16]研究發現，在ID4敲除的人前列腺癌PC-3細胞中，p53的3個靶基因：P21、Bax和PUMA表達減少，導致細胞凋亡減弱；此外，在人前列腺癌DU-145和LNCaP細胞中，ID4能通過募集p300促進p53的乙酰化，增加p53的轉錄活性。

4 調節p53泛素化的蛋白質

p53的泛素化對p53作用的發揮具有核心調控作用，也是目前研究最多的p53翻譯后修飾過程[17]。MDM2是p53的負調節因子，與p53一起構成MDM2-p53負反饋環，許多p53調節蛋白作用的發揮要通過MDM2蛋白的介導來完成對p53的泛素化調控[18]。

丙酮酸激酶2(PKM2)能夠使p53蛋白水平降低，半衰期減短，其機制為PKM2直接與p53和MDM2結合，促進MDM2介導的p53泛素化[19]。WU等[19]在Hela、HCT116和HL7702細胞中研究發現，PKM2敲除后，p53的泛素化降解過程被抑制，促進細胞凋亡。乳腺癌刪除基因1(Dbc1)是腫瘤抑制基因，QIN等[20]研究發現，Dbc1可以抑制人乳腺癌MDA-MB-231細胞增殖和分化，Dbc1能夠與MDM2競爭，并結合在p53的N-端及DNA結合域，抑制p53的泛素化降解，促進細胞凋亡。

泛素連接酶RNF2(Ring1B/Ring2)是細胞質分裂調控蛋白1(PRC1)的組分之一，在多種腫瘤中高度表達[21]。WEN等[22]研究發現，敲除RNF2能顯著抑制Hela、HepG2和HCT116細胞增殖及克隆形成，并引起細胞G1期阻滯和凋亡。敲除RNF2，能夠降低p53的泛素化水平，使p53積累，促進細胞凋亡；過表達RNF2能同時與MDM2和p53結合，促進MDM2調節的p53泛素化，使p53蛋白的水平降低，促進細胞存活[22]。去泛素化酶(CYLD)是一種腫瘤抑制因子，已有研究發現CYLD在直腸癌、肝癌和骨髓癌中低表達或突變[23]。FERNANDEZ -MAJADA等[23]研究發現，CYLD催化活性缺失導致上皮細胞的p53穩定性降低，使依賴于p53的凋亡基因Cdkn1a、Bax 和gadd45的表達降低，減少細胞凋亡。在HEK-293T細胞中，CYLD可以直接和p53作用，使其去泛素化，促進DNA損傷誘導的p53的轉錄激活和穩定，促進細胞凋亡[23]。干擾素刺激蛋白15(Isg 15)是由干擾素誘導產生的一種泛素樣蛋白分子，可以共價結合于其他蛋白分子上進行類泛素化修飾，這個過程稱為ISG化(ISGylation)。ISG化與泛素化互補，調節p53的降解，即當泛素化受阻或MDM2水平降低時，Isg 15在p53的N 和 C末端進行ISG化作用，使p53被泛素化降解。敲除Isg 15，能夠增加p53積累，促進 人結腸癌HCT116細胞凋亡[24]。

5 結語和展望

綜上所述，腫瘤發生是一個錯綜復雜的過程，涉及多方面、多因素，目前研究人員也很難就單一因素來闡釋腫瘤的發生機制。目前，雖然研究人員對于腫瘤發生相關的特定基因、蛋白及信號通路的認識不斷深入，使醫療人員能夠采用不同的治療手段努力克服癌癥，但迄今為止，沒有一種治療措施能夠取得非常理想的治愈療效。因此，利用生物醫學相關技術研究腫瘤發生機制，仍是制訂治療方案的當務之急。當前，分子靶向治療是腫瘤治療策略的應用熱點，隨著對p53及其調節蛋白功能的深入研究，從p53調節蛋白入手探討腫瘤的預防措施和臨床治療策略引起了研究人員的極大興趣。同時，隨著新型化療及放療等多種腫瘤治療技術的更新，相信會為藥物及放療與p53調節蛋白的聯合治療提供新的契機，為腫瘤的靶向聯合治療提供更廣闊的研究空間。