人体基因组稳定的守护神——P53基因
一、P53基因介绍
· 人类只有一个基因组,大约有2-3万个基因
· p53基因在1979年被发现,它因编码一种分子质量为53kDa的蛋白质而得名,是
医学界至今研究最透的一个基因。
· P53 是重要的肿瘤抑制基因。在人类50%以上的肿瘤组织中均发现了P53基因的突
变,这是肿瘤中最常见的遗传学改变,该基因的改变是人类肿瘤产生的主要发病因素。
· 人类的P53基因位于17染色体上,由11个 外显子和10个内含子组成,分子量
为43.7kDa

图中的紫色及黄色部分就是p53基因。
二、P53基因研究历程
在1979年被发现后,p53基因其实并未得到重视,甚至在最初10年,p53基因一直被视为能够诱发肿瘤的 癌基因。导致这样南辕北辙的结果 ,原因就是在于开始的时候,科学家 并没有找对 p53基因的正确版本。事实上,开始的时候研究者拿到的是p53基因的突变版本,所以,突变的p53基因所表达出来蛋白,自然就没正常p53基因的功能。到了十年之后的1989年,美国科学家才找到了正确的p53基因,也就是野生型p53基因。医学界才终于知道,P53基因根本不是“癌基因”,恰恰相反,p53基因是一个功能非常强大的抑癌基因。
p53基因曾被《Science》杂志评为1993年的“明星分子”。p53基因的相关研究具有重要理论和应用价值,一直是医疗界研究的热点,至今发表的关于p53的论文逾十万篇。
2009年10月,《Nature Reviews Cancer》推出P53专题,系统回顾30年P53的研究:

第四个十年:以p53基因为研究靶点的抗肿瘤新药得到如火如荼地开展。

三、P53基因的结构

人类的P53基因位于17染色体上,由11个 外显子和10个内含子组成,分子量为43.7kDa

p53基因基本的结构及与肿瘤相关的突变位点示意图
P53基因95.1%的突变发生在与DNA结合的区域内,从175 到282的六个突变位点最常见,被称为“热点”。与MDM2相作用的区域是激活区域。大量的肿瘤基因检测的结果表明,有一半以上的肿瘤有P53基因突变。
四、P53基因的信号通路

五、P53基因的强大功能
P53基因在细胞内有非常复杂的信号通路,经研究p53基因参与调控的基因超160种,
而p53基因作为抑癌基因(tumor suppressor gene),其功能强大,在避免肿瘤形成过程中扮演着非常重要的角色。其强大的功能主要表现在以下方面:
1、 它可以修复受损的DNA
2、 它还可以阻滞肿瘤细胞的周期
3、 可以诱导肿瘤细胞凋亡
4、 维持基因组的稳定
5、 抑制肿瘤血管的生成
6、 抑制肿瘤细胞的浸润转移
六、P53基因的突变
为什么要研究P53基因的突变?
——通过大量的基因组测序的大数据显示,人类的恶性肿瘤一半以上有P53基因的突变!医学界公认P53基因的改变是人类肿瘤最主要的发病因素。

这个图显示出外显子突变的频率,我们知道,外显子是基因的表达序列。我们可以看到,与肿瘤相关的125种最常见的基因突变,在36种常见肿瘤中的突变频率的情况,图中的红箭头指向P53基因,它的突变频率最高。我们还可以看到,在某些肿瘤中,会有某一个基因的突变频率出奇地高,可以想象,这样的基因的突变频率将使得这个基因成为抗癌药物的理想的靶基因。所以,研究P53基因的突变很有必要,事实上,医学界已经做了大量的相关研究。
我们期待着越来越多的新的基因药物能够开发成功,并与P53基因(今又生)协同治疗肿瘤,将实现1+1远远大于2的效果,以造福广大的肿瘤患者。
野生型P53蛋白在维持细胞正常生长、抑制恶性增殖种起着重要作用,因而被冠上“基因卫士”的称号。而人体细胞中本来就有致癌基因(oncogene)及抑癌基因(tumor suppressor gene)同时存在,只要一方产生病变而失去平衡,癌症就可能发生。很多的时候,恰恰是抑癌基因(例如P53基因)的突变,打破了平衡,从而给人体带来灾难性的后果。
七、大象为什么极少患癌?
大象特别能抗癌——它们不是不会患癌,只是他们患癌的几率极低,只有5%左右,
但我们人类则是每6个人就有一个患癌。而大象的细胞数量是人类的100倍,为什么它们患癌的几率更低呢?
这令科学家对大象的抗癌体质非常感兴趣。 美国的科学家发现,我们人类有2个P53基因的副本,也就是等位基因,而非洲大象有高达40个P53基因的等位基因,比人类多了38个!
所以,大象细胞在DNA损伤后凋亡反应增强,对受损细胞更为敏感,可以快速地杀死有问题的细胞。科学家们认为这可能是大象极少患癌的原因。
八、生活中的哪些因素会诱发P53基因的突变?

生活中有一些因素会诱发P53基因突变。例如,我们如果长时间受紫外线的照射、或者放射线的照射,会可能让我们患上皮肤癌;如果经常吃到含黄曲霉毒素的食物(即发霉食物),则会伤肝,患上肝癌的可能性会很高。如果经常吸烟,包括二手烟,则患肺癌的可能性高。而马兜铃酸(根据统计有超过一百种中药含马兜铃酸成分)可能会引起泌尿系统的癌症。
九、中央电视台探索频道介绍P53基因的视频
