p53调节蛋白的研究进展*

张 红，徐风兰，李鸿岩 综述，胡晓娅，罗冰芝，张 哲，刘小琴，孔亚茸审校

(1.甘肃省武威肿瘤医院科教科，甘肃武威 733000；2.中国科学院近代物理研究所辐射医学研究室，兰州 730000；3.兰州大学生命科学院 730000)

p53蛋白是一种非常重要的抑癌因子，是细胞内多种信号转导途径的连接点，是控制细胞增殖和凋亡的中心调解开关，能够终止细胞进程，引发细胞凋亡[1]。p53基因的激活导致一些抑癌基因的表达，而p53基因的突变和缺失导致细胞内信号通路紊乱，细胞生长和凋亡失控，使细胞发生癌变[2]。野生型p53蛋白能够抑制细胞增殖、使细胞分化停留在G1期检验点，诱导细胞凋亡，防止细胞到下一代时产生DNA突变，以防错配修复的发生[3]。p53基因发生突变和缺失后使受损的DNA很容易进入S期，使基因组不稳定，导致基因突变、染色体畸变，发生癌变[4]。可见，p53基因对肿瘤的发生、发展和调控起重要作用，而p53抑癌作用的发挥与一些蛋白质的调节作用密不可分，这些蛋白质称为p53调节蛋白。p53的翻译后修饰包括磷酸化、乙酰化及泛素化等，和p53的翻译及转录激活一起调节p53的抑癌作用[5]。近年来，一些参与p53翻译、转录激活、磷酸化、乙酰化以及泛素化的p53调节蛋白被相继发现，在p53介导的细胞凋亡中的作用被逐步揭示。因此，在采取肿瘤治疗策略之前，必须明确p53调节蛋白的表达机制和作用。本文综述了p53调节蛋白的最新研究报道，旨在为治疗肿瘤提供可靠、完善的治疗依据。

1 调节p53翻译和转录激活的蛋白质

通过翻译水平增加p53的表达量是p53发挥促凋亡作用的最直接方式，p50(NF-κB1)是NF-κB转录因子家族成员之一。YU等[6]研究发现，在人结肠直肠癌HCT116 细胞中，p50对抑制AKT/S6核糖体蛋白的活性来促进p53的翻译具有重要调节作用，其机制为p50介导miR-190表达上调，进而抑制PH域名富含亮氨酸重复蛋白磷酸酶1(PHLPP1)的表达。PHLPP1是一种重要的磷酸酶，能够调节AKT的Ser473位点和核糖体蛋白S6的Ser235/236位点去磷酸化，抑制AKT/S6活性，从而促进p53的翻译，增加p53蛋白表达。p53作为转录因子激活下游靶基因，是p53发挥促凋亡作用的主要方式之一[7]。长链非编码RNA母系印迹基因3(LncRNA MEG3)作为肿瘤抑制因子在正常组织中高度表达，而在肿瘤组织，如脑膜瘤、结肠直肠癌、鼻咽癌、血癌中不表达或低表达[8]。ZHU等[9]研究发现，在人肝癌HepG2细胞中，MEG3过表达能够增强p53的转录活性和p53的稳定性，即MEG3能够直接激活p53的转录活性，也能与p53的DNA 结合域作用，稳定p53蛋白，并影响部分p53靶基因的表达，起到促进细胞凋亡的作用。

2 调节p53磷酸化的蛋白质

p53的磷酸化可以增强p53的转录活性，也可以对p53的功能产生抑制作用[10]。PISTRITTO等[11]在人卵巢癌细胞中研究发现，同源异型结构域相互作用蛋白激酶2(HIPK2)可以使 p53的Ser46位点磷酸化，促进p53的转录活性，进而促进p53介导的凋亡靶基因p53AIP1、PIG3、Bax、Noxa、KILLER/DR、PERP和PUMA的表达。

TBP 相关蛋白1(TAF1)是转录因子TFIID的最大亚基，由TATA结合蛋白(TBP)和13-14 TBP相关因子组成，是一种重要的细胞周期和凋亡调控蛋白[12]。WU等[13]在人结肠癌HCT116细胞中研究发现，TAF1能够使p53的Thr55位点磷酸化，使p53从p21的启动子解离，关闭p21转录，导致p53在DNA损伤应答中失活，这一过程具有腺苷三磷酸(ATP)依赖性。当ATP处于低水平时，TAF1活性降低，使p53的Thr55位点磷酸化水平降低，促进p21转录，导致细胞凋亡；当ATP水平升高时，TAF1活性增加，使p53的Thr55位点磷酸化水平升高，关闭p21转录，促进细胞存活。

3 调节p53乙酰化的蛋白质

近年来研究显示，p53的乙酰化可以增强p53的转录活性[14]。p300是一种关键的转录因子，可以促进细胞从G1期向S期转化并通过乙酰化作用调节p53的转录活性[15]。SHI等[15]研究发现，DEAD box RNA解旋酶24 (DDX24)可以与p300相互作用，抑制p300对p53的乙酰化作用，在人肺癌H1299细胞中敲除内源性DDX24，能够显着增加p53的乙酰化水平，促进p53的转录活性，进而增加p53靶基因p21和PDMA的转录，诱导细胞发生G1/S期阻滞和凋亡。ID4是分化抑制蛋白(ID)家族成员之一，可以促进细胞增殖，抑制细胞分化，ID4通过促进p53的乙酰化，增加p53的转录活性，进而促进p53依赖性的细胞凋亡[16]。MORTON等[16]研究发现，在ID4敲除的人前列腺癌PC-3细胞中，p53的3个靶基因：P21、Bax和PUMA表达减少，导致细胞凋亡减弱；此外，在人前列腺癌DU-145和LNCaP细胞中，ID4能通过募集p300促进p53的乙酰化，增加p53的转录活性。

4 调节p53泛素化的蛋白质

p53的泛素化对p53作用的发挥具有核心调控作用，也是目前研究最多的p53翻译后修饰过程[17]。MDM2是p53的负调节因子，与p53一起构成MDM2-p53负反馈环，许多p53调节蛋白作用的发挥要通过MDM2蛋白的介导来完成对p53的泛素化调控[18]。

丙酮酸激酶2(PKM2)能够使p53蛋白水平降低，半衰期减短，其机制为PKM2直接与p53和MDM2结合，促进MDM2介导的p53泛素化[19]。WU等[19]在Hela、HCT116和HL7702细胞中研究发现，PKM2敲除后，p53的泛素化降解过程被抑制，促进细胞凋亡。乳腺癌删除基因1(Dbc1)是肿瘤抑制基因，QIN等[20]研究发现，Dbc1可以抑制人乳腺癌MDA-MB-231细胞增殖和分化，Dbc1能够与MDM2竞争，并结合在p53的N-端及DNA结合域，抑制p53的泛素化降解，促进细胞凋亡。

泛素连接酶RNF2(Ring1B/Ring2)是细胞质分裂调控蛋白1(PRC1)的组分之一，在多种肿瘤中高度表达[21]。WEN等[22]研究发现，敲除RNF2能显着抑制Hela、HepG2和HCT116细胞增殖及克隆形成，并引起细胞G1期阻滞和凋亡。敲除RNF2，能够降低p53的泛素化水平，使p53积累，促进细胞凋亡；过表达RNF2能同时与MDM2和p53结合，促进MDM2调节的p53泛素化，使p53蛋白的水平降低，促进细胞存活[22]。去泛素化酶(CYLD)是一种肿瘤抑制因子，已有研究发现CYLD在直肠癌、肝癌和骨髓癌中低表达或突变[23]。FERNANDEZ -MAJADA等[23]研究发现，CYLD催化活性缺失导致上皮细胞的p53稳定性降低，使依赖于p53的凋亡基因Cdkn1a、Bax 和gadd45的表达降低，减少细胞凋亡。在HEK-293T细胞中，CYLD可以直接和p53作用，使其去泛素化，促进DNA损伤诱导的p53的转录激活和稳定，促进细胞凋亡[23]。干扰素刺激蛋白15(Isg 15)是由干扰素诱导产生的一种泛素样蛋白分子，可以共价结合于其他蛋白分子上进行类泛素化修饰，这个过程称为ISG化(ISGylation)。ISG化与泛素化互补，调节p53的降解，即当泛素化受阻或MDM2水平降低时，Isg 15在p53的N 和 C末端进行ISG化作用，使p53被泛素化降解。敲除Isg 15，能够增加p53积累，促进 人结肠癌HCT116细胞凋亡[24]。

5 结语和展望

综上所述，肿瘤发生是一个错综复杂的过程，涉及多方面、多因素，目前研究人员也很难就单一因素来阐释肿瘤的发生机制。目前，虽然研究人员对于肿瘤发生相关的特定基因、蛋白及信号通路的认识不断深入，使医疗人员能够采用不同的治疗手段努力克服癌症，但迄今为止，没有一种治疗措施能够取得非常理想的治愈疗效。因此，利用生物医学相关技术研究肿瘤发生机制，仍是制订治疗方案的当务之急。当前，分子靶向治疗是肿瘤治疗策略的应用热点，随着对p53及其调节蛋白功能的深入研究，从p53调节蛋白入手探讨肿瘤的预防措施和临床治疗策略引起了研究人员的极大兴趣。同时，随着新型化疗及放疗等多种肿瘤治疗技术的更新，相信会为药物及放疗与p53调节蛋白的联合治疗提供新的契机，为肿瘤的靶向联合治疗提供更广阔的研究空间。