P53功能的多效性

谌 芳，吴 意，林雪迟

(1.湖南师范大学第一附属医院 湖南省人民医院， 湖南 长沙 410005; 2.长沙医学院 检验系， 湖南 长沙 410219)



短篇综述

P53功能的多效性

谌 芳1,2，吴 意1，林雪迟2*

(1.湖南师范大学第一附属医院 湖南省人民医院， 湖南 长沙 410005; 2.长沙医学院 检验系， 湖南 长沙 410219)

P53可通过阻滞细胞周期进程、诱导细胞凋亡，促进肿瘤细胞对化学药物的敏感性；在药物损伤或外在刺激的情况下，活化的P53还可能介导肿瘤细胞凋亡抑制，促进细胞药物的耐受；P53突变或功能丧失与促进肿瘤细胞耐药密切相关；P53介导肿瘤细胞耐药调控也有可能被忽略。不同肿瘤细胞中 P53对肿瘤细胞的作用不同，P53功能具有多效性。

P53；肿瘤细胞；耐药性；调控

P53位于人类染色体17p13.1，由11个外显子和10个内含子组成，编码由393个氨基酸组成的53 ku蛋白分子，在正常体细胞中维持低水平，半衰期短。P53对细胞的存活具有双面性，在正常体细胞内，P53通过作用于受损细胞，使细胞周期停滞于G1/S的限制点上，延缓细胞周期进程，修复损伤DNA；当DNA损伤超过细胞的修复能力时，则诱导细胞凋亡[1]。在肿瘤细胞中，P53蛋白功能改变，受磷酸化、乙酰化等调控而异常激活，活化P53作为转录因子入核与特异的靶基因序列结合，参与一系列下游靶基因调控，即可能介导细胞凋亡，提高药物敏感性；也可能促进细胞增殖、抑制细胞凋亡，增强化疗药物的抗性等；P53基因突变可导致P53功能改变，影响药物对肿瘤细胞的作用[2]。

1 P53增强药物敏感性

药物导致的DNA损伤可诱导P53活化和高表达，介导细胞凋亡，提高肿瘤细胞对药物的敏感性。阿霉素在转录水平上调非小细胞肺癌P53表达，抑制肿瘤细胞的增殖[3]。在人乳腺上皮细胞B5/589中，高浓度强力霉素诱导P53高表达，促进B5/589细胞凋亡，细胞凋亡与P53表达水平呈正相关，在表达P53wt的结肠癌ROK细胞和前列腺癌LNCaP细胞中，高浓度的Nutlin- 3可诱导P53高表达，从而诱导细胞凋亡[4]。

外源性导入野生型P53基因，增加P53的表达，可促进肿瘤细胞对药物的敏感性。在腺病毒介导的耐阿霉素的乳腺癌细胞株MCF- 7/ADR中转染P53wt基因后，多药耐药基因1(multi-drug resistance gene- 1,MDR1)和P-糖蛋白(P-glycoprotein, P-gp)的表达明显减少，细胞凋亡率增加，促进细胞对阿霉素敏感[5]；在紫杉醇耐药的卵巢癌SKOV3细胞中，转染腺病毒介导的P53wt质粒后可逆转SKOV3对紫杉醇的耐药性[6]。在非小细胞肺癌A549(P53wt)、H358(P53mut)和H1299(P53null)细胞系中转染P53wt质粒后，对顺铂和紫杉醇的敏感性增加[7]。在表达野生型P53的成胶质细胞瘤U87MG 细胞中高表达的整合素α5β1可降低替莫唑胺诱导的P53的活性，降低细胞药物敏感性[8]。siRNA可抑制神经胶质瘤细胞系T98G、U87MG 和U251中多聚胞嘧啶结合蛋白2[poly(C) binding protein 2, PCBP2]的表达，从而增强胶质瘤细胞中P53通路活性，减弱细胞增殖能力，诱导细胞凋亡[9]。

P53蛋白表达和活性受磷酸化、乙酰化等调控，与药物的敏感性密切相关。在骨肉瘤U2OS细胞中，G蛋白耦联受体激酶5(G-protein-coupled receptor kinases, GRK5)能使P53蛋白Thr- 55位点磷酸化，促进HDM依赖的P53降解，降低顺铂的凋亡诱导；用GRK5 siRNA干扰GRK5表达后再加顺铂处理，P53的Thr- 55磷酸化降低，P53和BAX的表达水平增加，细胞凋亡明显增多[10]。P53的乙酰化水平可影响P53的活性和功能，如P53 Lys- 373和Lys- 382位点乙酰化水平升高，抑制P53降解，促进P53的稳定性，增强细胞的药物敏感性；在急性髓性白血病 Molm- 14细胞中，辐射和药物可诱导P53乙酰化，而沉默信息调节因子1(silent information regulator 1, SIRT1)能使P53脱乙酰化，降低药物诱导的凋亡[11]。用SIRT1 siRNA或组蛋白脱乙酰基酶 (histone deacetylase, HDAC)抑制剂MS275处理结肠癌HCT116细胞可增加P53乙酰化水平，增强紫杉醇诱导的细胞凋亡；SIRT1小分子的抑制剂tenovin- 1可抑制黑色素瘤A375、Hs294T和G361细胞中SIRT1的高表达，增加P53的表达和活性水平，抑制肿瘤细胞增殖[12-13]。

2 P53与药物耐受

在电离辐射、紫外线照射、化学物质、低氧及高渗等应激损伤时P53被活化，活化的P53功能具有两面性，既可能促进凋亡也可能转录调控细胞增殖相关基因，介导肿瘤细胞耐药。

γ射线可诱导骨髓细胞中P53表达，高表达的P53介导锌指转录因子Slug转录活化，活化的Slug直接抑制PUMA，从而抑制γ射线诱导的造血祖细胞的凋亡；在小鼠胚胎成纤维细胞和结肠癌HCT116细胞、乳腺癌MCF7细胞中，阿霉素、紫外线等损伤刺激可通过P53依赖途径诱导原癌基因相关蛋白Rap2b表达，P53可直接与靶基因Rap2b启动子结合，激活Rap2b转录表达，促进细胞的生存[14]。

野生型P53有促进细胞基因缺陷修复的功能，可能对化疗药物引起的癌细胞DNA损伤进行修复，促进癌细胞的存活，导致肿瘤细胞耐药。在神经胶质瘤细胞U87MG(P53wt)和U138MG(P53mut)中，U138MG细胞对尼莫司汀ACNU和卡莫司汀BUNC更敏感，因为野生型P53可修复尼莫司汀和卡莫司汀等DNA损伤剂引起的DNA双链损伤，降低肿瘤药物敏感性；而抑制野生型P53的表达可增加胶质瘤细胞对DNA损伤药物的敏感性[15]。

对顺铂敏感的睾丸癌Tera细胞，顺铂诱导P53高表达，增强Fas死亡受体介导的细胞凋亡，P53表现出促凋亡的功能；在天然耐药的睾丸癌细胞Scha和2102EP细胞中，顺铂同时诱导P53和Fas死亡受体的表达，但P53通过介导P21高表达，阻断P53和Fas死亡受体诱导的凋亡，P53表现抑制凋亡的功能，增强药物耐受[16]。乳腺癌MCF- 7细胞中，丝裂霉素C诱导P53活化，使靶蛋白肝素结合性表皮生长因子(heparin-binding epidermal growth factor-like growth factor, HBEGF)表达上调，促进丝裂原活化蛋白激酶(mitogen avtivated protein kinases, MAPKs)和PI3K/Akt的活化，细胞存活率升高[17]。结肠癌HCT116细胞和乳腺癌MCF- 7细胞中，丝裂霉素C和阿霉素的DNA损伤刺激可激活P53，活化的P53通过Ras/Raf/MAPK途径激活环氧酶2 (cyclooxygenase- 2, Cox- 2)，抑制P53的转录活性和细胞凋亡诱导[18]。

盘状结构域受体DDR1 (discoidin domain receptor 1, DDR1)是一种与细胞增殖、分化、黏附、迁移和侵袭等多种细胞功能有关的受体酪氨酸激酶，可抑制P53的促凋亡作用，与肿瘤的发生密切相关；在表达P53wt的骨肉瘤Saos2 细胞、结肠癌HCT116细胞，药物损伤诱导P53表达，通过P53 DDR1 Ras/Raf/MAPK ARF P53正反馈途径调节P53和DDR1，抑制细胞凋亡[19]。

在肿瘤细胞中，P53功能可能被忽略。一般情况下，P53能通过抑制OP18/stathmin启动子活性，下调OP18/stathmin表达，抑制细胞周期进程和促进细胞凋亡；在胶质母细胞瘤GM4723细胞和纤维肉瘤HT1080细胞中，持续的OPl8/stathmin高表达会越过P53介导的G2/M期阻滞，介导肿瘤细胞耐药[20]。

3 P53突变与耐药

P53基因突变是引起肿瘤耐药的一个重要因素。基因突变后，由于其空间构象发生改变，失去了对细胞生长、凋亡和DNA修复的调控作用，由抑癌基因转变为癌基因。

突变的P53可作为转录因子发挥作用，调节下游靶基因如MDR1和P-gp介导肿瘤细胞内药物外排，造成细胞内药物浓度下降，细胞产生多药耐药[21]。在有P53R175H和P53R273H突变的非小细胞肺癌H1299、乳腺癌MDA-MB- 468和SK-BR- 3细胞，突变的P53可增加组蛋白乙酰化，增加转录调节因子Ets- 1(E-twenty-six- 1，Ets- 1)、cAMP反应元件结合蛋白CREB (cAMP response element binding protein，CREB)和CREB结合蛋白CBP (CREB-binding protein, CBP)与线粒体内膜转位因子(translocator of the inner mitochondrial membrane 50, TIM50)启动子的相互作用，诱导TIM50表达上调，使肿瘤细胞对紫杉醇的耐药性增加[22]。在非小细胞肺癌H1299 (P53R273H)细胞中，突变的P53还可激活NF-κB2的P2启动子，增加STAT2 (signal transducer and activator of transcription 2, STAT2)与NF-κB2启动子相互作用，使得NF-κB2过表达，介导细胞耐药；积聚突变型P53及其激活的NF-κB2可促进炎症相关性结肠癌的发生[23]。

突变型P53可与micro-RNA相互作用，调节肿瘤细胞的耐药性。在非小细胞肺癌H1299细胞、结肠癌SW480细胞和乳腺癌MDA-MB-468、MDA-MB-231细胞，突变型P53可与miR- 223的启动子结合抑制miR- 223的表达，使细胞对顺铂等DNA损伤药物的耐药性增加[24]。在非小细胞肺癌H1299细胞中突变型P53R175H可上调miRNA- 128- 2的表达，增加肿瘤细胞对顺铂、阿霉素和5-氟尿嘧啶的耐药[25]。大量体外实验和异种移植模型证明，突变型P53通过增强转化生长因子-β (TGF-β)受体、表皮生长因子受体(EGFR)、肝细胞生长因子受体(MET)等受体活性使肿瘤细胞转移、侵袭等活性增强[26]。突变型P53也可与其家族成员P63和P73结合，抑制其转录活性和凋亡诱导，促进细胞的耐药[27- 28]。

肿瘤中突变型P53的构像或异常折叠恢复，可降低肿瘤的耐药性。在甲状腺癌BC-PAP和Hth- 74细胞、胰腺癌PANC- 1和BxPC- 3细胞中，Prima- 1(P53 reactivation and induction of massive apoptosis- 1, Prima- 1)能与突变型P53的-SH共价结合，恢复突变型P53与DNA结合活性，Prima- 1提高甲状腺癌对当前使用的化疗药物的敏感性[29]。小分子Prima- 1的甲基化结构模拟化合物APR- 246能恢复P53的功能，在治疗急性髓系白血病(AML)时与柔红霉素有协同作用[30]。

4 结语

不同肿瘤中P53的表达与活化或突变改变，与肿瘤的发生发展进程、细胞迁移侵袭及肿瘤耐药等密切相关，P53既能增强肿瘤细胞对药物的敏感性，也可能促进肿瘤细胞对药物耐受，突变的P53会导致其功能不同而发挥不同的生物学活性；P53耐药调控除与肿瘤细胞P53本身的表达、活性改变或突变有关外，还受细胞内外环境因素影响，P53对肿瘤细胞的耐药调控存在多种可能性。

不同肿瘤细胞中P53的耐药的调控机制有待深入研究，P53的功能存在一定程度的争议，本文认为P53介导肿瘤细胞耐药调控的研究应结合具体肿瘤细胞模型与P53多效性，探讨P53对肿瘤细胞的药物抗性或预后相关性，有针对性地开展基于P53靶向治疗尝试。

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The pleiotropic function of P53

SHEN Fang1,2, WU Yi1, LIN Xue-chi2*

(1.the First Affiliated Hospital of Hunan Normal University, the People’s Hospital of Hunan Province, Changsha 410005; 2.Dept. of Medical Laboratory, Changsha Medical University, Changsha 410219，China)

P53 is involved in drug-resistance of carcinoma cells from multiple profiles, of which P53 improves drug-sensitivity in carcinoma cells through arresting cell cycle progression and inducing cellular apoptosis. Some special illness such as drug damages or external stresses and so on result in P53 activation, which might mediates drug-tolerance of carcinoma cells and inhibition of cellular apoptosis. Mutant P53 or disorder of P53, is also closely associated with promoting drug-tolerance of carcinoma cells. The function of P53 mediated the resistance of tumor cells to drugs is probably flipped. P53 mediated the regulation of drug resistance in different carcinoma cells and then leads multiple efficay.

P53; carcinoma cell; drug-resistance; regulation

2015- 03- 17

2015- 07- 01

国家自然科学基金(81272274);湖南省教育厅重点项目(12A018);湖南省自然科学基金(12JJ3104)

1001-6325(2015)12-1672-05

R318

A

*通信作者(corresponding author)：xuechilin71@163.com