腫瘤防治雜志2005年12月第12卷第24期　　CHINJCANCERPREVTREAT,December2005,Vol.12　No.24?1909?

綜述?講座

p73基因研究進展

朱棟元,　馬廷行

山東省腫瘤醫(yī)院內(nèi)四科,山東濟南250117

Studyprogressinanewmemberofp53family2p73gene

ZHUDong2yuan,MATing2hang

InternalMedicineⅣ,TumorHospitalofShandongProvince,Jinan250117,

【摘要】　p53基因的突變、失活及缺失與

50%的人類腫瘤發(fā)生有關(guān),因此p53基因

[ABSTRACT]　Themutation,disactivationanddeletionofp53gene

arerelatedtotheoccurrenceof50%ore,p53

ntyears,

theothermembersofp53familyhavebeendiscovered,alongwith

thecomprehensiveanddeepstudytop53gene.p73geneisthefirst

teincodedbyp73issimilarto

p53proteinnotonlyinthestructurebutalsointhefuncti.p73

proteiniscloselyrelatedtotheoccurrenceoftumor,anditcanre2

ndeeplytheir

similarityanddifferenceinordertounderstandmonethemechanism

oftumoroccurrenandinprovethetumorgenetherapy,whichcan

bringthehopeofconqueringcancereventually.

ChinJCancerPrevTreat,2005,12(24)

:1909-1912

被視為經(jīng)典的抑癌基因。近年來,隨著對

p53基因廣泛深入的研究,p53家族的其他

成員不斷被發(fā)現(xiàn),其中p73基因是p53基

因家族中被發(fā)現(xiàn)的第一個成員。p73基因

編碼的蛋白質(zhì),無論在結(jié)構(gòu)上,還是在功能

上均與p53蛋白相似,且與腫瘤的發(fā)生密

切相關(guān),可抑制細胞增殖,誘導凋亡。深入

了解它們彼此的相似性、差異性,可對研究

腫瘤的發(fā)生機制和對腫瘤的基因治療提供

幫助,為最終攻克癌癥帶來希望。

腫瘤防治雜志,2005,12

(

24

)

:1909-1912

【關(guān)鍵詞】　基因,p73;基因,p53;細胞凋亡;基因表達;腫瘤;綜述文獻

[KEYWORDS]　genes,p73;genes,p53;apoptosis;geneexpression;neoplasms;reviewliterature

【中圖分類號】　R394.2　　　【文獻標識碼】　A　　　【文章編號】　1009-4571

(

2005

)

24-1909-04

　　癌基因的激活和抑癌基因的失活是導致實體腫瘤

發(fā)生的最重要的分子生物學基礎,抑癌基因是指一大

類可抑制細胞生長并能潛在抑制癌變作用的基因,多

以家族形式存在,其中p53基因是迄今為止發(fā)現(xiàn)的與

人類腫瘤相關(guān)性最高的抑癌基因。作為第一個被發(fā)現(xiàn)

的p53基因家族的成員———p73基因,與p53基因共

同組成了一個抑癌基因家族,自1997年被發(fā)現(xiàn)以來,

作為候選的抑癌基因倍受研究者的關(guān)注。

　　p73基因是Kaghad等[1]在COS細胞cDNA文庫

中利用TRS21結(jié)合區(qū)和互補寡核苷酸雜交中偶然發(fā)

現(xiàn)的,定位于人染體1p36.221p36.3。它由13個外

顯子和12個內(nèi)含子組成,具有5個同源異構(gòu)體,分別

β

、

γ

、

δ

和

ε

。其中p73

α

是全長mRNA形式,而

β

為

α

、

δ

是缺少11、是缺少外顯子13,

γ

是缺少外顯子11,

12、13的剪切異構(gòu)體[2]。

1　p73的定位和結(jié)構(gòu)特點

【第一作者簡介】　朱棟元,男,山東臨沂人,碩士,醫(yī)師,主要從

事腫瘤內(nèi)科與臨床的研究工作。

Tel:86-531-87984777-82352　E2mail:zhudongyuan75@

　　p73蛋白與p53蛋白相似,由1～54,131～310,345～

380位氨基酸依次組成N2端轉(zhuǎn)錄激活區(qū)、核心DNA結(jié)合

區(qū)、C2端寡聚體化區(qū)和C2端非特異結(jié)合區(qū)。分別與p53

的4個氨基酸序列有29%、63%、38%和33%的同源性。

p73中存在與p53的MDM22結(jié)合區(qū)類似的順序,與

MDM22和MDM2X結(jié)合使結(jié)構(gòu)穩(wěn)定而不象p53一樣被

【通訊作者簡介】　馬廷行,男,山東威海人,博士,研究生導師,

主任醫(yī)師,主要從事中西醫(yī)結(jié)合治療腫瘤的研究工作。

Tel:86-531-87984777-82351　E2mail:chinadm0981@

降解。以上特點表明,p73與p53在靶DNA結(jié)合方面具

有高度同源性;p73和p53的轉(zhuǎn)錄激活功能相似;但p73

和p53可能存在不同的調(diào)控方式[3]。

?1910?

朱棟元,等　p73基因研究進展

2　p73與細胞凋亡

同p53一樣,p73也屬于轉(zhuǎn)錄因子,p73轉(zhuǎn)錄活性

的丟失使其喪失誘導細胞周期阻滯和細胞凋亡的功

能。其作用原理為p73基因過度表達可激活p53基因

的靶基因p21waf

(

p21蛋白是周期蛋白依賴性激酶的

抑制物)[4]。當p73基因第292位上Arg突變?yōu)镠ig

時,則對p21基因的誘導作用消失?？梢?p73基因與

p53基因以同樣的途徑抑制細胞生長,然而不同的p73

基因轉(zhuǎn)錄剪切變異體對細胞生長的影響也不一樣[5],

β

對p21的轉(zhuǎn)錄激活能力最強,因此它對細胞的生p73

α

其次,p73

γ

抑制作用最弱。長抑制作用也最大,p73

但是Melino等[6]最近的研究顯示,p73誘導的細胞凋

亡是由PUMA

(

p53上調(diào)的細胞凋亡的調(diào)節(jié)劑)誘導

的,PUMA引起B(yǎng)ax

(促細胞凋亡蛋白)線粒體遷移和

細胞素的釋放。p73的過度表達促進細胞死亡。這

表明PUMA2誘導的Bax線粒體遷移(而不是其直接

反式作用)和細胞死亡相關(guān)。人類

δ

NP73,一個缺乏

氨基端激活區(qū)的異構(gòu)體,阻止TAP73引起的和p53

δ

NP73異構(gòu)體似乎起顯性副作用,一樣的細胞凋亡。

抑制PUMA/BAX體系,精細的調(diào)整p73引起的細胞

凋亡。p73誘導的細胞凋亡是應用PUMA和BAX作

為媒介經(jīng)過線粒體途徑完成的。

加,活化為轉(zhuǎn)錄因子,與DNA損傷程度呈正比增加,而

p73不能被激活,Takada等[10]認為p73可能參與了DNA

損傷后的凋亡反應。

4　p73與p53的聯(lián)系

α

編碼p73蛋白的p73基因包括全長的p73

(

TAp73alpha

)和去氨基端的異構(gòu)體(

DeltaNp73al2

pha

)

,它們有相反的生物功能。在人類惡性腫瘤中,野

生p53從細胞核中消失,因此它作為一個腫瘤抑制物

的功能喪失。Goldschneider[11]在p53不同類型的兩

個成神經(jīng)細胞瘤細胞系:野生p53SH25Y5Y和突變

p53IGR2N291細胞中做實驗,結(jié)果顯示:1

)在

SH25Y5Y細胞中,TA2p73和DeltaN2p73能增強p53

蛋白水平,在IGR2N291細胞中沒有改變;2

)僅在

SH25Y5Y細胞能明顯的增加TAp73過度表達導致細

胞核p53蛋白的累積;3

)

p21在細胞系中表達增強受

TAp73的影響,在IGR2N291細胞中,p73通過不依賴

p53的旁路途徑p73來誘導p21。在SH25Y5Y細胞

系中,過度表達TA的細胞中,兩個基因的表達增強,

在過度表達的DeltaN細胞中兩個基因表達減弱。結(jié)

論:在成神經(jīng)母細胞瘤(

NB

)中,TAp73能恢復野生型

p53的功能,但突變p53的NB中不會發(fā)生。

3　p73與p53的差異

p73與p53無論在基因水平還是在蛋白水平都有很

另外,p73能抑制p53突變的細胞的增殖,p53腫瘤

抑制基因的突變是人類癌癥中最普通的基因變異。p73

作為p53家族的成員,能表現(xiàn)p53相似的活性:包括誘導

生長阻滯和細胞凋亡。p53和p73在幾個結(jié)構(gòu)區(qū)域中有

高度的相似性包括DNA結(jié)合區(qū)域。這個區(qū)域是癌癥中

p53突變的位置。突變的p53不能抑制細胞增殖,有抑制

野生型p53顯性負性的作用(

dominantnegativeeffect

)。

為了確定突變p53在野生p73上的影響,Willis等[12]在野

生p73的雙重誘導系統(tǒng)中建立細胞系表達突變p53,監(jiān)測

在抗四環(huán)素體系中突變p53和在無功能p53肺癌的雙親

β

的表細胞系中表達情況以及在蛻皮素誘導的系統(tǒng)中p73

β

在突變p53出現(xiàn)中,有能力激活p21達情況。野生p73

并能抑制細胞生長。通過誘導細胞周期阻滯和細胞凋

β

的蛋白表達,亡。此外,在細胞系中野生p53和野生p73

協(xié)同反式激活p21并且抑制細胞增殖。在脊椎動物神經(jīng)

系統(tǒng)中,少突細胞從少突原始細胞中發(fā)展而來,可以產(chǎn)生

髓磷脂。OPC

(髓磷脂始細胞)能從生長的鼠視神經(jīng)中純

化,并且在PDGF豐富血清培養(yǎng)中受刺激而增生擴散。

OPC在消除甲狀腺激素或者PDGF的玻片中被誘導分

化。p53顯性負性的作用能抑制取消甲狀腺素(

TH

)的

OPC這種分化,提示p53蛋白也許在TH誘導的分化中

高的同源性,在結(jié)構(gòu)和功能上有很多的相似性。兩者的

同源堿基序列為215kb;在蛋白上有3個功能區(qū)相互對

應。它們都可以誘導細胞凋亡并抑制腫瘤發(fā)生。但二者

也存在許多不同之處,主要有如下幾點:1

)

p73基因的突

變率低[7]。Knudson二次打擊模型預示,p73在1P缺失

的腫瘤中沒有發(fā)生突變,即使在沒有1P缺失的腫瘤中也

沒有類似突變。2

)

p73基因多為單等位基因表達而p53

為雙等位基因表達。由于在原發(fā)性神經(jīng)母細胞瘤、肺癌、

前列腺癌、膀胱癌、黑素瘤等其它腫瘤中均未發(fā)現(xiàn)p73

突變,Kaghad等[1]提出可能p73是單等位基因表達,遺傳

印記已經(jīng)使父源等位基因拷貝沉寂,母系等位基因一旦

缺失就可導致p73失活,誘發(fā)腫瘤。但Mai等[8]研究發(fā)現(xiàn)

在正常肺組織中是單等位基因表達,肺癌組織中為雙等

位基因表達,p73在肺癌中發(fā)生印記丟失,使沉寂的等位

基因被激活。而p53基因為雙等位基因表達,一個等位

基因缺失,另一個等位基因發(fā)生錯位突變從而誘發(fā)腫瘤。

當然也不完全如此,Nomoto等[9]發(fā)現(xiàn)了p73基因雙等位

基因表達的證據(jù)。3

)

p73基因不被DNA損傷所誘導。

p53是細胞衛(wèi)士,在細胞DNA受到損傷時,數(shù)量會迅速增

起作用。顯性負性的p53抑制全部的p53家族成員p53、

p63、p73,Billon等[13]最新的研究證明p53和p73,也參與

腫瘤防治雜志2005年12月第12卷第24期　　CHINJCANCERPREVTREAT,December2005,Vol.12　No.24?1911?

TH誘導的OPC分化,并且p73在消除PDGF誘導的分

化中起至關(guān)重要的作用。這是第一次證明p73在正常的

哺動物細胞分化中起作用。

6　結(jié)語

綜上所述,p73基因作為p53家族成員,由于它

和p53基因具有高度的序列同源性,結(jié)構(gòu)和功能的相

似性,通常被認為是一個新的侯選抑癌基因,但它與

P53又存在不同的地方:p73的突變率很低,遺傳基因

5　p73與腫瘤

p53作為腫瘤抑制基因,>50%的人類癌癥發(fā)生

了p53基因突變。p53可通過突變而失活,>90%的

突變是錯位突變,該突變是通過兩個等位基因完全丟

失或者一個等位基因發(fā)生顯性負作用突變,或者通過

基因劑量起作用。p73與p53明顯相似之處是p73也

處在人類腫瘤經(jīng)常發(fā)生缺失的基因區(qū)域。

p73在染體中雜合缺失與腫瘤發(fā)生:p73基因在

很多腫瘤中存在雜合缺失現(xiàn)象,如皮膚癌、肝癌、腺

癌、神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤、大腸癌等。Nomoto等[9]人檢測26

例肺癌,發(fā)現(xiàn)p73的雜合缺失(

LOH

)高達42%,腺癌

的LOH為13%,黑素瘤的LOH為20%,前列腺癌的

LOH為5%,大腸癌的LOH為17%。這些研究提示雜

合缺失可能是p73基因失活或變異的重要方式。Miha2

ra等[14]檢測了48例肝細胞癌中p73的mRNA表達,等

位基因型及突變情況,發(fā)現(xiàn)p73mRNA在腫瘤組織和周

圍正常組織中普遍低水平表達,染體雜合丟失發(fā)生率

為20%,沒有發(fā)生突變,只有3例呈多態(tài)型改變。結(jié)果

說明p73在肝癌中不同于Knudson二次打擊模型的形

式起作用。Tannapfel等[15,16]運用免疫組化和原位雜交

的方法檢測了129例肝細胞癌和41例膽管癌細胞標

本,p73高水平表達,且只表達于腫瘤細胞?；|(zhì)細胞,

內(nèi)皮細胞炎癥細胞均測不到。p73陽性表達的患者比

陰性表達的患者預后更差,說明p73的表達與預后密切

相關(guān),但原因尚不清楚。

p73甲基化與腫瘤:在一些腫瘤組織中存在較高比

例的p73mRNA陰性表達,這與p73基因CPG島的異常

甲基化有關(guān)。Dong等[17]在少突神經(jīng)膠質(zhì)瘤中用半定量

RT2PCR來確定Tp73的轉(zhuǎn)錄水平,Tp73表達的組織中

有42%的瘤組織表達比正常組織低五成。用亞硫酸氫

鹽基因組序列分析顯示在Tp73基因5′2區(qū)上游第一外

顯子異常過甲基化,占少突神經(jīng)膠質(zhì)瘤的39%,在正常

腦組織中同一區(qū)域未發(fā)現(xiàn)有甲基化;在甲基化陽性的

60%的瘤組織中Tp73無轉(zhuǎn)錄或轉(zhuǎn)錄水平降低。結(jié)論

是:在轉(zhuǎn)錄水平Tp73的失活是由啟動子甲基化引起,

Tp73轉(zhuǎn)錄表達減少或喪失可能促進少突神經(jīng)膠質(zhì)瘤癌

變。Kawano等在55株ALL和B2NHL的細胞系以

及39例原發(fā)性ALL和NHL的患者標本中,檢測出

32%的p73不表達。劉明利等[19]研究了兒童急性淋巴

細胞白血病(

ALL

)患者p73基因的異常表達,結(jié)果說

明:p73基因甲基化是淋巴細胞惡性腫瘤中p73基因失

活的主要機制,并首次報道了p73基因甲基化是一種密

度不同的甲基化狀態(tài)。

[18]

表達通常為單基因表達,在DNA損傷時一般不應答,

在細胞生長發(fā)育過程中,誘導p53不能誘導的ADA

靶基因等。通過對p73結(jié)構(gòu)、功能以及誘導、活化調(diào)控

機制的進一步研究,可對腫瘤發(fā)生發(fā)展的機制有新的

了解,并且可以為今后腫瘤基因治療提供新的思路。

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收稿日期:2005-09-10　修回日期:2005-10-30

(編輯:陳萬軍)