2002年諾貝爾醫學獎得主「西德尼.布瑞納」、「約翰.蘇斯噸」、「羅
柏.霍維茲」指出:五成以上的癌症病例裡,一種名叫“p53腫瘤抑制者”
的死亡基因都出了問題。
p53基因是一種腫瘤抑制基因,正常情形下p53基因可抑制突變細胞的
繼續分裂。但當它發突變時,細胞內的正常調控就失調,造成細胞的不當
增生,尤其是癌症的發生與擴張。例如乳癌的發生與這基因突變有相當關
係,如果p53基因突變,日後乳癌復發的機會將大為增加。除了乳癌外,
膀胱、腦部、子宮頸、鼻咽、食道與甲狀腺癌等,都和p53有相當的關係。
p53 基因位於第17對染色體短臂上(17p13.1),全長約為2Okb (Kilo
base),共有11個表現子 (exons)。第一個表現子為非譯碼區 (non-
coding region) 。p53 的訊息 RNA (messenger RNA; mRNA) 約2.8Kb,可
轉譯 (translation) 成由393個胺基酸所組成的蛋白。p53 蛋白為位於細
胞核內的磷酸蛋白 (nuclear phosphorprotein),野生型 (wild type) 蛋
白的半生期 (half life) 只有約20分鐘。而點突變的 p53 蛋白則有較長
的半生期,可達數小時的久,所以在 p53 基因一個或兩個對偶基因
(allele) 發生刪除(deletion) 的細胞中 p53 蛋白的量固然會降低,但
在 p53 基因點突變的細胞中,也會因點突變的 p53 蛋白有較長的半生
期。降解 (degrade) 速度較慢,而造成異常 p53 蛋白大量累積,此便稱
為 p53 的過度表現 (overexpression),而此可由病理免疫螢光染色的方
法偵測出來。另外 p53與前述 APC 基因均具有顯性負作用 (dominant
negative),即當對偶基因中有一個 p53 發生點突變時,它會與正常 p53
蛋白相結合,而使 p53 蛋白喪失正常功能。
p53 蛋白究竟如何抑制腫瘤發生?它確切的機制至今仍不十分清楚。p53
基因缺失的小老鼠 (p53 gene knockout mice) 胚胎可以正常發育,但出
生後幾週有的小老鼠便會得到腫瘤,6個月的後,幾乎所有基因缺失的小老
鼠都會得到腫瘤或死於腫瘤,顯示 p53 並不是胚胎發育 (development)的
必要基因,但卻在腫瘤發生上具有絕對的重要性。
由 p53 蛋白的一級結構 (Primary structure) 來看。它胺基酸序列中
有5個區域在不同種生物間它有高度保留性 (conserve),這5個高度保留區
域也是腫瘤組織中基因發生突變的集中點 (hot spot)。顯示這5個區域在
p53 蛋白的功能上扮演極重要的角色。在靠近 p53 蛋白胺端
(amino/ N terminus) 的部份有一酸性區 (acidic region),具有轉活化
(transactivation) 的能力;在羧瑞 (carboxyl/ C terminus) 則具有與
DNA 結合 DNA binding 的能力。由這些生化特性以及實驗結果得知,p53
為一個轉錄因子(transcrlption factor)。可以與特定的基因結合而控制
該基因的表現。例如,mdm-2 (muring double minute 2) 為 p53 蛋白的
作用基因 (target gene),即 p53 蛋白會刺激 mdm-2 基因的表現。而一
旦 mdm-2 基因產量多時。又會對 p53 基因產生負回饋 (negative
feedback) 的控制。有研究顯示,約有30肉瘤 (sarcoma) 的 mdm-2 有
multiple copies 的現象。此種 mdm-2 放大會抑制 p53 的促使細胞週期
停在 Gl 的作用,因而造成癌症"。
p53 蛋白與細胞週期的關係是近年來的另一項研究焦點。 p53 蛋白可以
活化 (turn on) WAFI/CiPI 基因,使的表現,此基因產物稱為 p2l 。
cyclin依賴型磷酸酵素 (cyclin-dependent kinase) 的功能會因為與
p21 結合而被抑制,因而阻止細胞週期進行。同時我們也發現 p53 基因在
放射線(radiation) 引起小老鼠胸腺細胞 (thymocyte) 的凋亡
(apoptosis) 過程中為一個非常必要的因子。若將p53缺失的細胞經由致癌
基因轉形 (transform)的後再以抗癌藥物處理。細胞同樣不會進行自然死
亡。所以, p53 不僅是一個腫瘤抑制基因,它對細胞週期的進行與癌症在
臨床上的治療也都具有相當深遠的影響,無怪美國科學雜誌 (Science) 會
以 p53 為 1993年的年度分子。p53 基因突變是在人類癌症中最常見的一
種基因變化。而在大腸直腸癌中比例更高達上70%。在 p53 突變的預後意
義的分析方面,目前大部分的研究均顯示它為大腸直腸癌的一項不良的預
後因子。
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