第9章 p53與凋亡：守護神兼劊子手
9.1 多乳頭瘤病毒導(dǎo)致p53的發(fā)現(xiàn)
SV40轉(zhuǎn)化的細(xì)胞可以表達一種腫瘤蛋白（大T蛋白），大T蛋白和一種新發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)結(jié)合，這種蛋白被命名為p53。同時，與大T以及p53反應(yīng)的血清可能用于在一些被非病毒機制轉(zhuǎn)化的腫瘤細(xì)胞中檢測到p53。
9.2 p53是一種抑癌基因
所有人類腫瘤細(xì)胞基因組中，p53是突變頻率最高的，在大約一半的人類腫瘤中都以突變的形式存在。
p53的抑癌作用不是簡單的通過抑制細(xì)胞增殖，而是通過阻止非正常細(xì)胞的出現(xiàn)。
9.3 突變p53影響正常p53的功能
絕大多數(shù)與腫瘤相關(guān)的突變p53等位基因都在可讀框區(qū)存在錯義密碼子（導(dǎo)致氨基酸改變），而不是無義密碼子（導(dǎo)致多肽鏈過早終止）。無效等位基因比完全缺失p53更能讓腫瘤細(xì)胞獲益？
突變等位基因能夠干擾剩下的野生型基因的正?；钚?，這種類型的等位基因被命名為差異顯性干擾或者顯性負(fù)等位基因。
在p53基因突變的大多數(shù)腫瘤細(xì)胞中，都發(fā)現(xiàn)了p53基因的雜合性丟失(LOH)，這些細(xì)胞中的野生型等位基因被清除，產(chǎn)生了具有兩個突變p53的等位基因。
在腫瘤初期，顯性負(fù)等位基因突變可以導(dǎo)致15/16的p53蛋白失去功能，而缺失等位基因后剩下的野生型等位基因可以代償性合成p53蛋白，因此顯性負(fù)等位基因突變比等位基因完全缺失更有利于腫瘤初期生長。
但即便是只剩下了1/16具有正常功能的p53，腫瘤細(xì)胞也難以忍受，必須要將其丟棄。
9.4 p53蛋白的半衰期較短
p53是一種高度不穩(wěn)定的蛋白，半衰期大約20min，在合成不久后即被降解。
為什么一個細(xì)胞會持續(xù)高效地合成p53蛋白并快速降解它們？為什么一個正常細(xì)胞需要精細(xì)調(diào)節(jié)p53蛋白的水平？
9.5 許多信號都能誘導(dǎo)p53的表達
p53蛋白被這些因素快速誘導(dǎo)表達時，p53 mRNA的水平并無顯著變化，這說明升高的p53蛋白是由于轉(zhuǎn)錄后的穩(wěn)定性發(fā)生了改變而未被快速降解。
能導(dǎo)致p53蛋白上調(diào)的因素（例如DNA損傷），在某些條件下也能抑制細(xì)胞生長；在另一些條件下則可以啟動細(xì)胞凋亡程序。
X線誘導(dǎo)DNA損傷后導(dǎo)致p53蛋白上調(diào)，同時p53可以誘導(dǎo)p21的表達來阻滯細(xì)胞周期。
總之，p53蛋白具有抑制細(xì)胞生長和促進細(xì)胞凋亡的功能。
9.6 DNA損傷以及失調(diào)的生長信號導(dǎo)致p53穩(wěn)定
基因組中任意位置的雙鏈斷裂，都可以通過ATM激酶將信號傳遞給p53。
3條信號通路將DNA損傷信號傳遞給p53
1.雙鏈斷裂信號-ATM激酶-ATR激酶-p53磷酸化-保持穩(wěn)定不被降解
2.DNA損傷因子-ATR激酶-CKII（酪蛋白激酶II）-p53磷酸化
3.異常生長信號-p53激活
多條信號通路都匯聚到單個的蛋白質(zhì)-p53，一旦失去這個調(diào)控蛋白，將帶來災(zāi)難性的后果。
9.7 Mdm2和ARF為p53的命運而戰(zhàn)
某些生理刺激導(dǎo)致p53濃度上升后，p53四聚體與許多靶基因啟動子區(qū)域結(jié)合，其中就包括mdm2基因，Mdm2蛋白水平升高后，Mdm2分子與p53蛋白亞基結(jié)合，使得p53被多聚泛素鏈共價結(jié)合標(biāo)記，然后轉(zhuǎn)運至蛋白酶體中，被消化為寡肽。這個負(fù)反饋使得正常細(xì)胞中的p53保持在一個較低的水平。
Mdm2無法與磷酸化的p53結(jié)合。
ATM激酶、Chk1和Chk2激酶，可以改變p53蛋白結(jié)構(gòu)域。同時，ATM激酶可以磷酸化Mdm2并使其功能失活，p53的濃度增加。
PI3K-Akt/PKB通路引起Mdm2磷酸化，將Mdm2從胞質(zhì)中轉(zhuǎn)入核內(nèi)；
促有絲分裂的信號通路的激活，Ras-Raf-MAPK能通過Ets和AP-1轉(zhuǎn)錄因子，大幅度提高mdm2基因的轉(zhuǎn)錄；
以上都導(dǎo)致了p53蛋白水平的抑制。
ARF的生長抑制功能完全依賴于細(xì)胞中有功能的p53。
一旦細(xì)胞喪失了ARF活性，它就失去了阻斷Mdm2的功能，導(dǎo)致p53無法在細(xì)胞中累積，失去抑制作用
9.8 ARF和p53介導(dǎo)的凋亡通過監(jiān)控胞內(nèi)信號預(yù)防腫瘤
對于失去正常pRb通路調(diào)控功能而E2F活性太高的細(xì)胞，E2F1可以調(diào)控許多直接參與凋亡程序的蛋白，包括caspase、Bcl-2相關(guān)蛋白（Bim、Noxa、PUMA）、p53類似蛋白p73
E2F1和E2F2可以誘導(dǎo)p14ARFmRNA的轉(zhuǎn)錄，升高的ARF蛋白阻斷Mdm2的活性，p53蛋白累積并啟動凋亡：
pRb - E2F - ARF - Mdm2 - p53 - apoptosis
myc癌基因同時具有促有絲分裂以及促凋亡的功能，，因此只有myc突變的細(xì)胞很快通過凋亡而被去除，如果一個帶有myc癌基因的細(xì)胞隨后又發(fā)生了p53基因的失活，myc誘導(dǎo)的凋亡將減少，突變的細(xì)胞將大量增殖。
