P53基因概述

P53基因概述及应用实例

姓名;赵飞

1.P53基因概述

1.1 P53基因的发现

1979年，在大家都在研究SV40病毒的癌蛋白时，好几个科研小组都无意中分别独立发现了P53蛋白。当时在伦敦癌症研究所(London Research Institute)工作的David Lane和Lionel Crawford发现，用感染了SV40病毒的动物血清与SV40大T抗原发生免疫沉淀反应时能共沉淀下来一个分子量约为53kDa的宿主细胞蛋白。另外三个科研小组也都在1979年同时发表文章报道了同样的结论，他们分别是法国的Pierre May科研小组、美国纽约的Robert Carroll科研小组和英国的Alan Smith科研小组。

1.2P53基因的命名

在这个基因在发现之初，每一个发现它的实验室分别给这种分子量为53 kDa的蛋白质取了各自的名字，并且使用这些名字发表了很多论文，这样就造成极大的混乱。它的真正命名是在1983年在英国牛津举办的第一届国际P53蛋白研讨会上，来自各国的代表专门就这个蛋白的命名进行了讨论。经过一番激烈争论之后，大家一致认为，P53这个名字最为合适，自此被保留下来一直沿用至今。其实P53这个名字根本就不是一个名字，只是因为这个蛋白在SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳试验中表现出的分子量大约为53 kDa才因此而得名。后来大家才发现，这个表观分子量其实也只是一个大概的估计，因为该蛋白富含脯氨酸，所以在SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳试验中的迁移率偏慢，表现出来的分子量要比它实际的分子量大。该蛋白的实际分子量只有43.7 kDa，而小鼠体内P53蛋白的分子量会更小。

1.3P53 基因的功能

P53基因是因编码一种分子质量为53 kDa 的蛋白质而得名，是一种抗癌基因。其表达产物为基因调节蛋白( P53 蛋白) ，当DNA 受到损伤时表达产物急剧增加，可抑制细胞周期进一步运转。一旦P53 基因发生突变，P53 蛋白失活，细胞分裂失去节制，发生癌变，人类癌症中约有一半是由于该基因发生突变失活。因此说这个基因具有两面性。

1.4 P53基因三十年的发展史

最初10年里，P53一直被视为能够诱发肿瘤产生的癌基因。1979年，英国癌症研究基金会、美国普林斯顿大学的研究者Lionel·Crawford，David·P.·Lane等人首次追踪到了P53基因的踪迹，不久以后，俄罗斯科学家Petet·Chumakov从小鼠体内克隆到了这个基因的完整版本。但此时P53基因并未受到重视，甚至在最初的几年中，一直被视为能够诱发肿瘤产生的癌基因。导致这样南辕北辙认识的症结在于科学家在研究时并未找对P53基因的正确版本。十年之后，美国约翰霍普金斯医学院的分子生物学Bert·Vogelstein最终找到了正确的P53基因，即野生型P53。不但如此，科学家的发现还为这一基因摘掉了癌基因的恶名：与此前认识恰恰相反的是，P53是一个在人体内发挥广泛作用的强有力的抑癌基因。

第二个10年里，科学家发现P53蛋白实际上是一种转录因子，可以胁迫诱导。基于P53真正功能的重新认识，科学家发现了一系列与肿瘤相关的基因。对这些基因的深入挖掘不但

让人们对癌症的本质有了更新的了解，而且还为肿瘤的基因治疗奠定了基础。现在科学家已经公认，癌症发生的肇因是由于细胞增殖与凋亡、细胞的分化与抑制、免疫与逃避免疫、血管的生成与抑制以及转移与抑制转移之间的精细平衡被打破的缘故。这些平衡归根结底是癌基因与抑癌基因间的平衡。

然而，平衡的打破并非一蹴而就，因此癌症的发生发展是一个持续时间很长的过程。根据现有的统计数据，大约在50%以上的癌症中都发现P53基因的突变，如果将癌症的发作比作一列倾倒中的多米诺骨牌，那么P53

基因很有可能位居这列骨牌的前列。

在人体这个迄今为止最为复杂的系统中，倘若一个细胞想要改变其现有状态（如从静止到生长分化状态的改变），必须接收到一系列相关指令后，这一过程才能进行。在这其中，P53起的是一个监控及调控的作用——通过对细胞周期的调控来控制细胞的增殖生长。

譬如，一旦细胞中的DNA发生了损伤，P53发觉后，细胞的增殖过程即会停止，同时对受损DNA进行修复，以防不正确的遗传密码错误复制下去如果DNA的损伤过于严重，无法复原，P53就会诱导细胞进入凋亡状态（由基因控制的细胞自主的有序的死亡），提前将不正常的细胞从机体中清除出去。

另外，癌细胞具有增殖效率高、生长速度快的特点，因此在肿瘤实体的生长过程中，需要源源不断的氧气和养分的供应。这些成分的输送通道就是血管。这些血管如此重要，以至于任何一个细胞与其最近的毛细血管的距离不能超过100微米。这些发现促成美国哈佛大学医学院的科学家Judah·Folkman提出了“抗血管生成治疗”的假说。巧合的是，科学家发现P53基因能够阻断一种血管生成基因的表达，来抑制肿瘤内部血管的形成。

在由抑癌基因组成的通路和网络中，P53的重要程度就如同大管家一般，因此科学家希望能够通过基因治疗的手段，向癌症患者体内导入正常版本的P53基因来实现抗肿瘤的目的。

在第三个10年里,又发现了P53蛋白的一些新功能，比如调控细胞代谢通路，调控与胚胎植入过程相关的细胞因子表达等等。自打1990年，美国国立卫生研究院的Freuch·Anderson 博士启动了全球第一个真正意义上的基因治疗临床试验以来，已有1000余例基因治疗临床试验获批，其中大约70%是针对肿瘤，而P53基因更是成为其中不可或缺的靶点。在我国，深圳赛百诺基因技术有限公司1998年

开始进行重组腺病毒——P53抗癌注

射液的临床试验，至2003年完成了全部临床试验。于2004年1月获得我国SFDA批准的新药生产批文，成为世界上第一例正式上市的基因治疗产品。自从P53基因被认定为一种重要的抑癌基因以来，它一直就是焦点中的焦点。1993年，P53还被《科学》杂志评为当年的明星分子。直到如今，每隔一段时间，国际上就会召开一次以P53为主题的学术例会。有关P53的研究也逐渐从癌症领域发散开来，扩散到其他疾病和生理过程中。

例如2007年，美国先进研究所的科学家在《自然》杂志上报告称，他们在小鼠中观察到，一种特定类型的P53突变可能与雌鼠能否怀孕有关。对此新加坡医学生物学研究所的发育生物学家Colin·Stewart评论道：该研究结果意味着，以P53为靶点的抗癌药物可能会有“额外”的效果——“一些药物可能会通过提升P53在子宫中的作用成为有效的助孕剂，而另一些则可能通过阻碍P53发挥功能而成为避孕药。”另外据《自然·医学》杂志的报道，有研究者还发现P53在胰

岛素抵抗（insulin·resistance）的生理调控过程中发挥了重要作用。

第四个“10年计划”——目标是基于p53蛋白开发抗癌药物。更有效地治疗癌症。

1.5研究动态

P53基因是迄今发现与人类肿瘤相关性最高的基因，在短短的十多年里，人们对 P53基因的认识经历了癌蛋白抗原，癌基因到抑癌基因的三个认识转变，现已认识到，引起肿瘤形成或细胞转化的P53蛋白是P53基因突变的产物，是一种肿瘤促进因子，它可以消除正常P53的功能，而野生型P53基因是一种抑癌基因，它的失活对肿瘤形成起重要作用。P53蛋白还分布于线粒体、核仁等结构，并且与细胞骨架有相互作用关系 .

2.P53基因的应用实例

2.1P53 基因与食管癌的相关性分析

食道癌又叫食管癌，是发生在食管上皮组织的恶性肿瘤，占所有恶性肿瘤的2%。本研究检测65 例食管鳞癌组织P53蛋白的表达，并分析其与食管癌的相关性，现报告如下。

1 资料与方法

1.1一般资料2007 年1 月至2010 年6 月在湖南省肿瘤医院进行治疗的食管癌患者66 例，其中男45 例，女21例; 年龄33～76 岁，平均57.5岁。患者手术前后经病理检查证实为鳞癌，组织切缘病理检查示阴性，手术前均未进行放化疗等辅助治疗；收住院后手术

经左侧入胸进行切除，进行左颈部吻合并清扫胸内及腹腔内淋巴结;患者术后病理分期；Ⅰ期7例，Ⅱ期21例；Ⅲ期38例；胸中段癌41例；胸下段癌25例。

1.2 实验材料和方法

1.2.1 实验材料P53(D07)单克隆抗体购自SantaCruz 公司，LSAB 试剂盒(K0681通用型)购自Dako 公司。

1.2.2 实验方法

①烤片，68℃，20 min。②常规二甲苯脱蜡，梯度酒精脱水;二甲苯Ⅰ20 min-二甲苯Ⅲ 20 min ～ 100%酒精Ⅰ10 min ～ 100%Ⅲ 10 min ～ 95% 5 min ～ 80% 5 min ～70% 5 min。③阻断灭活内源性过氧化物酶: 3% H2O2 37℃孵育10 min，PBS 冲洗3 × 5 min。④抗原修复；置0.01m枸橼酸缓冲液(PH 6.0) 中用煮沸( 95℃，15 ～20 min)，自然冷却20min 以上，再用冷水冲洗缸子，加快冷却至室温，PBS 冲洗3×5 min。⑤正常羊血清工作液封闭，37℃10 min，倾去勿洗。⑥滴加一抗4℃冰箱孵育过夜，PBS 冲洗3 × 5 min( 用PBS 缓冲液代替一抗作阴性对照) ; 滴加生物素标记二抗，37℃孵育30 min，PBS 冲洗3 × 5 min。⑦滴加辣根过氧化物酶标记的链霉素卵白素工作液，37℃孵育30 min，PBS 冲洗3× 5 min。⑧DAB/H2O2 反应染色，自来水充分冲洗后，苏木素复染，常规脱水，透明，干燥，封片。

1.2.3 P53 蛋白阳性标准: 细胞核着色呈棕黄色为阳性细胞(+)，否则为阴性细胞(-)。

1. 3 统计学方法采用x2检验。

2 结果如表1 P5

3 基因阳性患者的5 年生存率为25. 0%，阴性的生存率为47. 1%。

3 讨论

食管癌恶性程度高、病程进展迅

速、易复发和转移、预后极差，中晚期患者5 年生存率仅10%左右［6］。尽管早期食管癌5 年生存率可达90%以上，但由于早期食管癌患者无明显特异临床症状，缺乏高危人群(无症状) 预警和早期发现的特异指标和有效手段。临床上首次被确诊的食管癌患者中，95%以上均为中晚期。因此，阐明食管癌癌变的分子机制，建立适用于大规模高危人群预警和早期诊断的简便、经济和特异的分子指标和手段，对于降低食管癌的发病率和死亡率、提高诊治水平具有重要意义，已成为食管癌研究领域的重大课题[7]。

P53 基因是因编码一种分子质量为53 kDa 的蛋白质而得名，是一种抗癌基因。其表达产物为基因调节蛋白(P53蛋白)，当DNA受到损伤时表达产物急剧增加，可抑制细胞周期进一步运转。一旦P53 基因发生突变，P53蛋白失活，细胞分裂失去节制，发生癌变，人类癌症中约有一半是由于该基因发生突变失活。但是事物必然有它的两个方面，P53是一个重要的抗癌基因使癌细胞自杀，防止癌变; 还具有帮助细胞基因修复缺陷的功能。这种功能对于受化疗药物作用而受伤的癌细胞，则起修复作用，而不是使癌细胞自杀。造成被修复的癌细胞在治疗后成为新的肿瘤。研究表明，P53基因阳性患者的5 年生存率为25. 0%，阴性的生存率为47. 1%。食管鳞癌组织P53 蛋白的表达可能对该类患者预后有影响。

结语：

P53的研究已经有30年历史。这30年诸多科学家对P53的研究越来越深。P53从一种肿瘤病毒蛋白，发展为一个庞大的基因家族；从一种抑癌基因，发展到几十种抑癌基因群体；从一条单一细胞通路，发展成多种细胞信号网络；从一种促细胞凋亡的功能，发展出生长、生殖、发育、代谢、增殖、转移、免疫、转录、调控、干细胞等无数功能；从与肿瘤相关，发展

与心血管、代谢、遗传、神经、免疫、老化等多学科、多疾病相关。

P53的相关家族越来越多，通路越

来越复杂，功能越来越广泛，研究越

来越深入。它是人体的基因卫士和细

胞卫士，它还会不断深入和复杂下去。

P53在治疗癌症方面取得了辉煌的

成就，但是仍然还有许多未解的疑团，比如P53的突变是是受癌症病人自细

胞身环境控制还是受其他相关基因的

抑制或促进而改变其活性。但是我相

信在不久的将来，在广大细胞学和遗

传学研究工作者的努力之下一定会有

一个完美的研究结果。

参考文献

1. USP10 Regulates p53 Localization

and Stability by Deubiquitinating p53 by Mayo Clinic

2.p53 — a Jack of all trades but master

of none.

3. 20 years studying p53 functions in genetically engineered mice.

4. 30 years and a long way into p53 research.

5. 吕宗舜，黄象谦. 食管癌的诊断进展. 世界华人消化杂志，2010，8: 1017-1019．

6. 王东旭，李伟. 食管癌病因学进展. 世界华人消化杂志，2010，8: 1029-1030．

7.李健，赵治国，冯常炜，等. 中国河南林州市食管鳞状细胞癌组织中Ras 蛋白的表达. 世界华人消化杂志，1999，7: 714．

8.罗永富中国实用医药2011 年5 月第6 卷第13 期China Prac Med，May 2011，Vol． 6，No． 13