抑癌基因

第二节抑癌基因 抑癌基因(名词)是一类抑制细胞过度生长、增殖从而遏制肿瘤形成的负调节基因。它与调控生长的原癌基因协调表达以维持细胞正常生长、增殖和分化。抑癌基因的丢失或失活不仅丧失抑癌作用,也可能变成具有促癌作用的癌基因而导致肿瘤的发生。 癌基因激活与过量表达与肿瘤的形成有关。同时,抑癌基因的丢失或失活也可能导致肿瘤发生。 一、抑癌基因的基本概念 抑癌基因的发现是从细胞杂交实验开始的,当一个肿瘤细胞和一个正常细胞融合为一个杂交细胞,往往不具有肿瘤的表型,甚至由两种不同肿瘤细胞形成的杂交细胞也非肿瘤型的,只有当这些正常亲代细胞失去了某些基因后,才会形成肿瘤的子代细胞。 推测正常细胞存在肿瘤抑制基因,阻止杂交细胞发生肿瘤,当这种基因缺失或变异时,抑瘤功能丧失,导致肿瘤生成。两种不同肿瘤细胞杂交融合后,由于它们缺失的抑癌基因不同,杂交体中各自不齐全的抑癌基因交叉互补,不会形成肿瘤。 二、常见的抑癌基因 表21-2常见的某些抑癌基因。 三、抑癌基因的作用机制 (一)视网膜母细胞瘤基因(Rb基因) Rb基因是最早发现的肿瘤抑制基因,最初发现于视网膜母细胞瘤(retinoblastoma)。正常情况下,视网膜细胞含活性Rb基因,控制着成视网膜细胞的生长发育以及视觉细胞的分化,当Rb基因一旦丧失功能或先天性缺失,视网膜细胞则出现异常增殖,形成视网膜细胞瘤。 Rb基因失活见于视网膜母细胞瘤、骨肉瘤、小细胞肺癌、乳腺癌等肿瘤。 Rb基因编码蛋白质为P105,定位于核内,有磷酸化和非磷酸化两种形式,非磷酸化形式是活性型,能促进细胞分化,抑制细胞增殖。将Rb基因导入成视网膜细胞瘤或成骨肉瘤细胞,细胞生长受抑制。 Rb蛋白的磷酸化程度与细胞周期 细胞生长停止,Rb蛋白处于低磷酸化水平,处于分裂增殖的肿瘤细胞含有磷酸化型的Rb蛋白。Rb蛋白的磷酸化修饰作用对细胞生长、分化起着重要的调节 作用。 Rb基因对肿瘤的抑制作用与转录因子(E2F)有关。 E2F是一类激活转录作用的活性蛋白,在Go、G1期,低磷酸化型的Rb蛋白与E2F结合成复合物,使E2F处于非活化状态;S期,Rb蛋白因磷酸化与E2F解离,结合状态的E2F变成游离状态,细胞立即进入增殖阶段。当Rb基因发生缺失或突变,丧失结合、抑制E-2F的能力,细胞增殖活跃,导致肿瘤发生。 (二)P53 人P53编码蛋白质为P53,是核内磷酸化蛋白。P53基因是发现的与人类肿瘤相关性最高的基因。突变P53起癌基因作用,野生型P53是抑癌基因。 P53基因表达产物P53蛋白由393个氨基酸残基构成,为四聚体,半衰期为2O-30分钟。P53蛋白分三个区: (1)核心区,位于P53蛋白分子中心,102-290位氨基酸残基组成,进化上高度保守,含有特异性结合DNA的氨基酸序列。 (2)酸性区,N端1-80位氨基酸残基,易被蛋白酶水解,半寿期短与此有关。含有特殊的磷酸化位点。 (3)碱性区,C端319-393位氨基酸残基组成。P53蛋白通过这一片段可形成四聚体。C端可以单独具备转化活性,起癌基因作用,且有多个磷酸化位点,为多种蛋白激酶识别。 正常情况下,P53蛋白半寿期短, 细胞P53蛋白含量很低;而生长增殖的细胞中, P53蛋白含量可升高5-100倍以上。 野生型P53蛋白在维持细胞正常生长、抑制恶性增殖中起着重要作用,有“基因卫士”的称号。P53基因时刻监控着基因的完整性,一旦细胞DNA遭到损害①P53蛋白与基因的DNA相应部位结合,起特殊转录因子作用,活化P21(WAF1)基因转录,使细胞停滞于G1期;②抑制解链酶活性;③与复制因子A相互作用,参与DNA的复制与修复;④DNA修复失败, P53蛋白启动程序性死亡过程诱导细胞自杀,阻止突变细胞生成,防止细胞恶变。 P53发生突变后,由于空间构象改变影响到转录活化功能及P53蛋白的磷酸化过程,既失去野生型P53抑制肿瘤增殖的作用,又使突变P53基因有癌基因功能。突变的P53蛋白与野生型P53蛋白相结合,形成的这种寡聚蛋白不能结合DNA,使得一些癌变基因转录失控导致肿瘤发生。