Pirh2与p53在甲状腺癌中的研究进展

熊　芳　综述，范培芝，张超杰　审校

(1.湖南师范大学第一附属医院 外科学专业，湖南 长沙 410005； 2.湖南省人民医院 乳腺甲状腺外科，湖南 长沙 410005)

Pirh2与p53在甲状腺癌中的研究进展

熊芳1综述，范培芝2，张超杰2审校

(1.湖南师范大学第一附属医院 外科学专业，湖南 长沙 410005； 2.湖南省人民医院 乳腺甲状腺外科，湖南 长沙 410005)

甲状腺癌来源于甲状腺滤泡上皮细胞，是最常见的甲状腺恶性肿瘤，约占全身恶性肿瘤的1.3%～1.5%，且近年来有增长趋势。p53基因的突变、缺失、重组和失活在人类许多肿瘤的形成和发展过程中起重要作用。泛素连接酶Pirh2是一种具有E3连接酶活性的新蛋白，能促进p53发生泛素化而降解，从而使p53抑制肿瘤生长的功能减弱或消失，导致肿瘤发生和进一步恶化。随着对肿瘤基因的深入研究，找到与甲状腺癌发生、发展、转归相关的癌基因，为肿瘤的诊治提供临床依据，成为目前研究热点。本文就Pirh2与p53在甲状腺癌中研究进展进行综述。

甲状腺癌；Pirh2； p53

[引用本文]熊芳，范培芝，张超杰. Pirh2与p53在甲状腺癌中的研究进展[J].大连医科大学学报，2015,37(2)：196-198.

甲状腺癌是内分泌系统最常见的恶性肿瘤。近年来，中国甲状腺癌发病率呈明显上升趋势[1]。随着对肿瘤基因的深入研究，人们对甲状腺癌的分子发病机制有了进一步的认识，现已发现不少基因变异与甲状腺癌的发生、发展、转归有关。p53基因是迄今发现与人类恶性肿瘤相关性最高的基因，也是肿瘤细胞中基因变异频率最高的靶基因[2]。p53基因的突变、缺失、重组和失活在人类许多肿瘤的形成和发展过程中起重要作用。

1　Pirh2与p53的概述

1.1Pirh2蛋白分子结构及功能

Pirh2蛋白最早由Leng等[3]发现，相对分子质量大约为3×104，是泛素连接酶E3家族中的一个新成员，由261个氨基酸组成，其中包含RING-H2结构域，第145～186位是其RING-H2结构域所在，具有内在泛素连接酶活性。人类的Pirh2分野生型和突变型两类，Logan等[4]发现野生型Pirh2是一种不稳定的蛋白，其半衰期为3～5 h，而突变型的Pirh2表达水平稳定。泛素连接酶Pirh2是一种具有E3连接酶活性的新蛋白，能促进p53发生泛素化而降解，从而使p53抑制肿瘤生长的功能减弱或消失，导致肿瘤发生和进一步恶化[5]。

1.2p53基因分子结构及功能

1979年 Linzer等[6]在DNA病毒SV40转染的哺乳动物细胞中发现一种与SV40大T抗原结合的蛋白，因其分子量为53 kD，命名为p53。p53基因位于17号染色体的P臂上，长度约20 kb，人p53蛋白由393个氨基酸组成，包括N末端的酸性转录活化区(1～50位氨基酸)、信号区(60～94位氨基酸)、中央核心DNA连接区(100～290位氨基酸)、同源寡聚区(323～355位氨基酸)和C末端的非专一DNA结合区(370～393位氨基酸)[7]。p53蛋白是定位于胞核的磷酸蛋白，在细胞中易水解。p53基因分为野生型和突变型。p53蛋白的393个氨基酸中，有280个以上存在着突变，80%以上的突变发生于外显子5～8的突变热点区域内，多为错义突变。突变型p53蛋白不仅丧失了野生型p53的抑癌功能，还获得了某些癌基因的功能[8]。野生型p53蛋白的半衰期短(仅20 min)，蛋白质不能积累到观察的数量，故在细胞中不能观察到野生型p53蛋白的免疫反应。突变型p53蛋白半衰期较长(1.4～7 h)，在肿瘤组织中可积累到能观察到的数量，在恶性组织中用免疫组化方法检测到的p53蛋白代表了突变p53蛋白的表达[9]。

2　Pirh2与p53的作用机制

目前认为，p53基因正常功能的丧失最主要的方式是基因突变。p53失活机理是野生型p53以四聚体形式与特异位点结合，反式激活下游生长抑制基因的表达，一系列的方式能使p53失活，在一些肿瘤中，单一或两个p53位点的丧失降低四聚体浓度，无义突变造成p53翻译中断，C端酸性结构域的丢失影响四聚体形成；野生型与突变体形成更稳定的四聚体，丧失正常功能[8]。野生型的p53基因可能参与细胞周期的调节。李田军等[10]认为野生型p53可使DNA受到损伤的细胞停止于G1期，以进行损伤的修复。若损伤不能修复，野生型p53基因则启动程序性死亡过程，介导细胞凋亡，阻止有DNA异常及癌变倾向的细胞继续存活。突变型p53则无此功能促进细胞恶性转化。

陈青等[11]指出，p53基因可以通过抑制抗凋亡蛋白Bcl-2的表达、抑制肿瘤细胞与其他周围细胞之间的粘附以及抑制肿瘤的早期浸润转移、抑制肿瘤血管的生成、抑制多重耐药基因(MDR)的转录而诱导肿瘤细胞发生凋亡。Vogelstein等[12]认为，p53基因介导的信号通路与细胞内的其他信号通路存在错综复杂的关系—p53基因调控网络，通过这个网络共同调控肿瘤抑制作用，而p53基因在这个网络中起关键性的作用。

Pirh2是继鼠双微体-2基因(murine doubleminute-2，Mdm2)之后，最新发现的受p53蛋白诱导激活并负性调控p53蛋白的基因，Pirh2能利用RING-H2结构域通过泛素-蛋白酶体途径(ubiquitin-proteasome pathway，UPP)与p53蛋白相互作用并促进p53蛋白的泛素化降解。Pirh2蛋白还可以通过非Mdm2途径调控p53蛋白的泛素化，抑制p53活性[13]。

泛素-蛋白酶体途径主要经细胞内的蛋白酶体降解泛素化的蛋白质，由泛素激活酶E1泛素转移酶E2和泛素连接酶E3共同完成，参与了细胞的信号转导有丝分裂和分化，是蛋白质降解的重要途径，已经成为肿瘤学研究中的新热点。泛素-蛋白酶体途径中只有泛素连接酶E3识别底物具有特异性，所以目前的研究大多集中在E3上[14]。

最近研究发现Pirh2蛋白质是编码一种具有内在的泛素化蛋白连接酶E3活性的H2环状结构，Pirh2在泛素-蛋白酶体途径中通过降解p53功能，抑制凋亡，促进肿瘤细胞生长和增殖，发挥癌基因作用。

3　Pirh2、p53与甲状腺癌的关系

甲状腺癌常见的病理分类包括:乳头状癌 (papillary thyroid carcinoma，PTC)，滤泡状癌 (follicular thyroid carcinoma，FTC)，髓样癌 (medullary thyroid carcinoma，MTC)和未分化癌(anaplastic thyroid carcinoma，ATC)，其中PTC和FTC在临床上最为多见，占所有甲状腺癌的90%，因两者分化较好，故称为分化型甲状腺癌(DTC)。

p53基因的缺失或突变已被证实是许多肿瘤发生的原因之一。对于甲状腺肿瘤，李田军等[10]研究发现p53的突变主要存在于ATC及部分低分化的PTC中，因此认为它在PTC由分化型向未分化型转化的过程中起关键作用，而且通过对包含ATC病灶的PTC或FTC的研究结果也证实了这种作用，说明p53突变是甲状腺肿瘤发生中的晚期事件，其存在常提示预后不良。张学良等[15]认为p53基因突变主要发生于未分化和低分化甲状腺癌，分化型甲状腺癌中p53突变的频率低，p53突变可引起甲状腺癌变，其突变不仅加速肿瘤发展，而且能促使甲状腺癌向未分化甲状腺癌恶性转化。Morita等[16]研究发现p53蛋白在原发性PTC中存在过表达，并与肿瘤大小及淋巴结转移有明显相关性。提示p53基因突变可能参与了PTC的发生、发展，并与PTC的进展、侵袭和转移有关。

邱艳艳等[5]研究发现Pirh2在非小细胞肺癌、前列腺癌、宫颈癌、乳腺癌、头颈部癌症、肝癌中高表达，并发现其可能存在的细胞信号转导分子机制是Pirh2可以与多种细胞周期调控因子相结合，增强细胞周期的转换，促进细胞增殖，导致肿瘤发生。而高表达的Pirh2加速了p53泛素化降解，导致癌症发生。张超杰等[17]研究发现Pirh2在DTC中高表达，而在良性甲状腺疾病中表达率低可能Pirh2与p53共同调节DTC的发生发展。

4　Pirh2、p53与甲状腺癌的治疗

目前，经典的甲状腺癌治疗方法为手术联合放射性碘治疗+甲状腺激素抑制治疗。王承红[18]研究发现放射性碘治疗对甲状腺髓样癌(MTC)和未分化癌(ATC)往往无效，传统的治疗方法难以达到满意的效果，少数分化型甲状腺癌也会对放射性碘治疗产生抵抗。在肿瘤的放疗过程中，p53基因的正常功能对肿瘤细胞的凋亡和提高放射敏感性起了关键性作用，野生型p53基因通过激活或抑制一系列基因，使肿瘤细胞周期阻滞，抑制肿瘤细胞放射损伤的修复，促进肿瘤细胞的凋亡，增强了肿瘤细胞对放疗的敏感性。张珊文[19]研究也发现p53基因具有提高放射敏感性的明显作用，并有大量临床研究证实重组腺病毒介导将野生型p53导入肿瘤细胞内，提高头颈部恶性肿瘤的放射治疗疗效。

随着分子生物学研究的不断进步，分子靶向治疗已成为除手术、放疗和化疗之外治疗恶性肿瘤的第四种模式。与传统的化疗药物相比，分子靶向药物具有特异性强、疗效确切、对机体损伤小等优点。将p53基因转导入肿瘤细胞内的基因治疗是针对人类肿瘤普遍存在的p53变异，该疗法具有广谱性，适合于全身各部位的肿瘤。大量研究表明腺病毒介导的p53基因治疗已广泛开展，包括肺癌、膀胱癌、乳腺癌、结肠癌、卵巢癌、前列腺癌等。一些分子靶向药物也已初步应用于甲状腺癌的治疗研究，并显示出良好的前景。代文杰等[20]研究发现这些靶点包括PTC中的鼠类肉瘤滤过性毒菌致癌同源体B1癌基因(BRAF)、MTC中的RET基因(RET)及各种甲状腺癌中的血管内皮生长因子(VEGF)等。

但关于Pirh2在临床方面的研究很少，鉴于Pirh2与p53的相关性及其在肿瘤发生和发展中发挥的重要作用，推测Pirh2也可能成为恶性肿瘤新的治疗靶点。

[1] 罗胜兰,余敏,龚巍巍.甲状腺的流行现况及其危险因素[J].中国预防医学杂志，2013,414(4):317-323.

[2] Hainaut P,WimanKG.30 years and a long way into p53 research[J].Lancet Oncol,2009,10(9):913-919.

[3] Leng PR,Lin Y,MA W.Pirh2,a p53-induced ubiqutin-protein ligase,promtes p53 degradation[J].Cell,2003,112(6):779-791.

[4] Logan I R,Sapountzi V,Gaughanl,et al. Control of human PIRH2 protein stbility:involvement of Tip60 and the proteodome[J].J Biol Chem,2004,279(12):11696-11704.

[5] 邱艳艳,董兰兰,朱果果,等.泛素连接酶Pirh2与恶性肿瘤相关性的研究进展[J].肿瘤,2014,31(4):369-373.

[6] Linzer DL,Levrne AJ. Characterization of a 54K surviv cellular SV40 tumor antigen present in SV40-transformed cells and uninfected embryonal carcinoma cells[J].Cell,1979,19(1):43-45.

[7] 张超杰,唐利立.Pirh2、p53的相互关系及其在恶性肿瘤中的作用[J].医学临床研究,2007,24(7):1214-1217.

[8] 苏明慧,王大成.p53基因的研究进展[J].内蒙古医学杂志,2011,43(19):46-49.

[9] 霍兴华，闰长虹.p53与肿瘤的研究进展[J].齐齐哈尔医学院学报，2011,32(12)：1973-1974.

[10] 李田军,林岩松,梁军.分化型甲状腺癌相关基因的研究进展[J].中华肿瘤防治杂志,2011,18(11):896-900.

[11] 陈青,邬黎青.p53基因和乳腺癌的相关性研究[J].实验与检验医学,2011,29(1)：57-59.

[12] Vogelstein B,Lane D,Levine A.Surfing the p53 network[J].Nature,2000,408(6810):307-310.

[13] 陈希,李颖霞,陈奎生.泛素连接酶2和P53蛋白在食管鳞状癌组织中的表达及其意义[J].肿瘤防治研究,2013,40(11)：1046-1049.

[14] 王建亭,林楠.Pirh2蛋白在喉鳞状细胞癌组织中的表达及临床研究[J].山西医科大学学报,2011,42(3):1046-1049.

[15] 张学良，王华.甲状腺癌肿瘤标志物及相关基因研究进展[J].交通医学，2008,22(2):132-135.

[16] Morita N,Ikeda Y,Takami H.Clinical significance of p53 protein expression in papillary thyoid carcinoma[J].World J surg,2008,32:2617-2622.

[17] 张超杰,喻宏,张志功,等.Pirh2在分化型甲状腺癌中的表达及其意义[J].医学与哲学,2013,34(5B)：63-65.

[18] 王承红.P53基因在肿瘤放疗中的研究进展[J].医学综述，2010,16(2):205-207.

[19] 张珊文.中国p53基因治疗的现状和背景[J].医学研究,2007,37(6):3-5.

[20] 代文杰,朱华强.甲状腺癌的分子靶向治疗[J].中国实用外科杂志，2011，31(5)：456-458.

Research progress of Pirh2 and p53 in thyroid carcinoma

XIONG Fang1,FAN Pei-zhi2,ZHANG Chao-jie2

(1.DepartmentofSurgery,theFirstAffiliatedHospitalofHunanNormalUniversity,Changsha410005,China; 2.DepartmentofBreastandThyroidSurgery,HunanProvincePeople'sHospital,Changsha410005,China)

Thyroid carcinoma is the most common malignant tumor of thyroid,derived from thyroid follicular epithelial cells. It represents approximately 1.3%-1.5% of all malignant tumors and the incidence is increasing in recent years. Mutation,deletion and recombinant p53 gene inactivation play important roles in the process of formation and development of many human tumors. Ubiquitin ligase Pirh2 is a new protein with E3 ligase activity. It promotes p53 ubiquitination and subsequent degradation,and thus inhibit the anti-tumor function of p53,resulting in tumor formation and deterioration. With progression in cancer research,identification of novel genes related to the occurrence,development and prognosis of thyroid cancer has become a hot research spot. This review summarizes research progress of Pirh2 and p53 in thyroid carcinoma.

thyroid cancer; Pirh2; p53

综述10.11724/jdmu.2015.02.23

湖南省长沙市科学技术局项目(K1303034-31)

熊 芳(1989-)，女，湖南长沙人，医师，硕士研究生。E-mail:297483320@qq.com

张超杰，主任医师。E-mail:zhangchaojie74@126.com

R736.1

A

1671-7295(2015)02-0196-03

2014-08-13；

2015-03-13)