p53在胶质瘤中的研究进展

林香桃，谈顺

（中南大学湘雅医学院附属海口医院病理科，海南海口570208）

p53在胶质瘤中的研究进展

林香桃，谈顺

（中南大学湘雅医学院附属海口医院病理科，海南海口570208）

胶质瘤为起源于神经胶质细胞的肿瘤，是中枢神经系统最常见的原发性恶性肿瘤，呈浸润性生长，复发率高，治疗敏感性差，预后不佳。p53作为抑癌基因，通过诱导细胞凋亡、调控细胞周期、调节DNA修复及抑制血管生成等机制，在机体组织细胞的生长、发育和分化过程中起着重要作用。大量研究证实，p53突变与胶质瘤的发生、发展有关，对胶质瘤的治疗和评估预后具有重要意义，此文就p53在胶质瘤中的研究进展作一综述。

p53；胶质瘤；肿瘤

胶质瘤是源于神经外胚层的肿瘤，是最常见的中枢神经系统原发性恶性肿瘤。最新的非正式WHO中枢神经系统肿瘤分类(2016版)首次在组织学分型基础上增加了分子分型来分类，开创了中枢神经系统肿瘤分子诊断的新时代，新版沿用上一版(2007版)将胶质瘤分为Ⅰ～Ⅳ级[1]，Ⅰ、Ⅱ级为低级别胶质瘤(low grade glioma，LGG)，Ⅲ、Ⅳ级为高级别胶质瘤(high grade glioma，HGG)。胶质瘤级别愈高，其恶性程度愈高。临床上HGG以手术治疗(最大限度地安全切除)为主，并辅以放化疗。但是，胶质瘤治疗效果欠佳，术后易复发，预后差。成人HGG的5年生存率约为13%，胶质母细胞瘤(glioblastoma multiforme，GBM WHOⅣ级)的中位生存时间约为1年[2]。研究证实，胶质瘤的发生、发展与p53基因突变有关，同时，p53基因也是迄今为止研究最广泛、与人类肿瘤关系最密切的抑癌基因，本文就胶质瘤中p53的研究进展进行综述。

1 p53的概述

1979年p53首次被发现，当时人们认为p53是一个原癌基因。随着研究的深入，研究人员发现在不同肿瘤中p53存在野生型p53(Wild type p53，wt p53)和突变型p53(Mutant p53，mut p53)两种形态。1992年Donehower等[3]发现敲除p53的小鼠发育正常但具有高致瘤性，后来证实wt p53在体内有抑癌作用，因此p53被更正为抑癌基因。现已证实，人类恶性肿瘤中有50%以上存在p53基因突变。p53基因位于染色体17p13.1，全长约20 kb，有11个外显子和10个内含子，编码由393个氨基酸组成、分子量为53 000的蛋白。p53蛋白作为一种转录因子，在各种各样的压力信号下被激活，主要通过转录调节下游的靶基因而发挥调节细胞周期阻滞、诱导细胞凋亡、诱导衰老、抑制血管生成、调节能量代谢、抗氧化防御和细胞自噬等作用，阻止了DNA损伤和有丝分裂后异常染色体分布细胞的存活，抑制肿瘤形成、生长[4]。wt p53在细胞周期中起“分子警察”的作用。研究表明，mut p53不仅丧失了wt p53的肿瘤抑制功能，而且会发生功能获得(gain of function，GOF)，获取了新的癌基因活性，如促进肿瘤细胞的增殖、存活、代谢变化、血管生成和转移，并且抑制了p53家族p63、p73的活性等[4]。p53基因与其上、下游功能相关基因一起组成了一个十分复杂的调控网络，而其处于这个网络的关键节点[5]，其介导的信号转导途径在细胞的生长、分化和凋亡等过程中起着重要作用。

2 p53参与胶质瘤的分子遗传学发病机制

研究认为p14ARF-MDM2-p53通路是胶质瘤的分子遗传学发病机制的主要途径之一[6]。CDKN2A位于人染色体9p21区带，编码两个功能相互独立的蛋白质，一个为细胞周期调控因子p16INK4α，另一个为其可变读框基因(alterative reading frame,ARF)编码蛋白。人的ARF编码产生一个由132个氨基酸组成、分子量为13 902的蛋白质，命名为p14ARF。小鼠双微体扩增基因(murine double minute-2，MDM2)位于染色体12q14.3～q15.0，长2 372 bp，编码预测分子量为54 000的蛋白。MDM2蛋白是p53的重要负性调节因子，通过p53途径、非p53依赖途径等多种方式调节细胞异常增殖和凋亡，在肿瘤发生、发展中起重要作用。正常情况下，p53蛋白的降解只能在细胞质中进行，而MDM2和p53蛋白位于细胞核内，且p53只在核内发挥作用，因此必须依赖MDM2蛋白“核浆穿梭”作用，才能将p53蛋白输送到胞质中泛素化降解，从而在一定水平上抑制细胞凋亡。当MDM2基因扩增时，大量p53蛋白被MDM2结合，使细胞凋亡过程受阻，细胞生长失控，从而形成肿瘤。p14ARF蛋白在细胞核中可与MDM2结合并将它束缚于核仁，从而减弱MDM2使p53泛素化降解的作用，同时它可以加速MDM2的降解，使p53蛋白合成增加，最终使肿瘤细胞停滞于G1/S期，发挥肿瘤抑制功能[7]。p14ARF-MDM2-p53通路中关键蛋白的异常表达与人脑胶质瘤的发生、发展密切相关，如p14ARF蛋白低表达、MDM2扩增及p53突变均可导致细胞周期调控失常和细胞异常增殖，促进脑胶质瘤恶性演进[7-8]，其中p53是一个关键节点，然而，该通路之间的相互关系仍未完全清楚。

3 胶质瘤中p53的突变和检测

在大多数研究中，p53蛋白是用免疫组织化学法测得的，由于wt p53蛋白的半衰期非常短，很难被检测到，而mut p53蛋白因构象改变，半衰期比较长，且在肿瘤细胞核中积累，可以被检测到。免疫组织化学法对检测p53基因突变有局限性，如p53等位基因纯合缺失或p53基因发生无义突变等会导致假阴性结果。聚合酶链反应(PCR)结合其它技术，如限制片段长度多态性分析(RFLP)、单链构象多态性分析(SSCP)，可检测胶质瘤p53等位基因杂合性丢失(LOH)及p53基因突变部位、类型及核苷酸序列变化。还有一种比较直接的方法，即用基因测序的方法检测p53基因突变。

研究发现，p53基因的点突变和缺失是脑胶质瘤最常见的基因改变。Koga等[9]采用PCR-SSCP与免疫组织化学法检测19例各级别胶质瘤p53突变情况，两法结果一致14例(占73.7%)，认为两法结合检测p53突变更为精确。崔文等[10]采用PCR-SSCP及DNA测序技术检测41例不同级别人脑胶质瘤p53基因的突变情况，结果发现p53基因突变率为41.5%，均位于5～8外显子。Fu等[11]应用免疫组织化学法检测40例胶质瘤标本，观察到mut p53蛋白的阳性率为47.5%，与Lin等[12]检测一致，有人检测星形细胞瘤中p53基因突变率达65%以上[13]。

2015年Takami等[14]重新评估p53免疫组织化学提示p53突变状态的价值。利用外显子测序检测了157例WHOⅡ-Ⅳ级弥漫型胶质瘤冷冻组织的p53基因第4～10外显子。免疫组织化学提示p53突变的敏感性为78.8%、特异性为96.7%，说明免疫组织化学法检测的mut p53是一个中度敏感和高度特异的提示性标记。

4 p53与胶质瘤的发生、发展和预后

多项研究表明mut p53在HGG中的阳性表达率、表达强度均高于LGG[11-12]。崔文等[10]综合41例不同类型脑胶质瘤中的p53基因突变，发现HGG中p53基因突变率(58.3%)明显高于LGG(17.6%)。这些研究结果说明，p53基因突变是胶质瘤发生中的早期事件，也是一个常见的遗传事件，p53基因突变与胶质瘤的恶性进程有关。苏君等[15]采用免疫组织化学法检测24对初发LGG及复发、恶变后HGG中mut p53的表达，结果显示，与初发LGG相比较，复发、恶变后的HGG中mut p53的表达明显升高，说明在LGG复发、恶变中p53起到了重要的作用，mut p53的表达可以作为LGG预后较差和复发恶变的重要指标。

p53基因突变与多种肿瘤(如乳腺癌、卵巢癌、非小细胞肺癌、胃癌、食管癌、结肠癌等)的不良预后相关，其与胶质瘤的预后也有关。mut p53低表达组患者的肿瘤无进展生存时间明显长于高表达组，mut p53的表达情况影响GBM患者的生存期，其可能同MGMT一起参与替莫唑胺的耐药机制，是影响其临床预后的一种生物指标[16]。Wang等[17]亦观察到mut p53表达与GBM患者总生存率呈负相关，与Montgomery等[18]的研究结果一致。另有研究提出，p53突变的GBM患者生存率的提高受异柠檬酸脱氢酶1(isocitrate dehydrogenase-1，IDH1)基因突变状态的影响[19]。

5 p53与胶质瘤的治疗

p53突变不仅在胶质瘤的发生、发展中发挥重要作用，而且会影响胶质瘤对放疗和化疗的治疗反应[20-21]。Lee等[22]发现替莫唑胺和氯喹联合治疗可以抑制胶质瘤U87细胞系(wt p53)的细胞增殖和增强凋亡，而胶质瘤U373细胞系(mut p53)没有此效应，说明替莫唑胺和氯喹联合治疗的协同作用依赖于胶质瘤细胞的p53状态。Wang等[17]研究发现敲低胶质瘤T98G和U138细胞的mut p53，降低了MGMT mRNA的表达，使胶质瘤细胞对替莫唑胺的敏感性增强了5倍。有人提出，测定MGMT的表达与p53状态将有助于确定胶质瘤患者对替莫唑胺是否敏感[23]。

p53基因被认为与胶质瘤的发生、发展关系密切，所以它是胶质瘤基因靶向治疗的核心方向。黄强等[24]以C6鼠胶质瘤细胞和SD大鼠建立动物模型，原位注射腺病毒介导p53和单纯疱疹病毒胸苷激酶(HSV-TK)基因，腹腔给以更昔洛韦(GCV)，观察荷瘤鼠生存期、肿瘤大小和肿瘤细胞凋亡，发现p53基因明显增强HSV-TK-GCV的疗效，使荷瘤鼠生存期明显延长，肿瘤细胞凋亡明显增加，可见p53基因可优化自杀基因治疗。朱建新等[25]将38例复发性恶性胶质瘤患者分成两组，一组采用手术联合重组人p53腺病毒注射液(rAd-p53)，一组单纯行手术切除治疗，两组患者均随访1年以上，发现联合治疗组的生存率和中位生存期较单纯手术切除组明显提高，研究结果显示出rAd-p53具有一定的疗效与安全性，为复发性恶性胶质瘤的基因治疗研究提供了参考。

Yamada等[26]发现用作为蛋白转导域(可穿过生物膜)的聚精氨酸11R、核定位序列(Nuclear localization sequence,NLS)和层粘连蛋白(Laminin,Ln)与p53肽相应的MDM2结合位点结合(p53-NLS-Ln-11R)后，能有效地渗透到胶质瘤细胞的质膜并移位进入细胞核。在10 μmol/L浓度时，这种结合肽可抑制人脑胶质瘤细胞增殖，且无论p53基因是否突变。这种用p53-NLS-Ln-11R肽蛋白转导的方法可能成为胶质瘤基因治疗的一种很有前途的替代疗法。

此外，Kim等[27]在体外实验(人GBM细胞系)和体内实验(GBM移植瘤小鼠模型)中发现携带p53基因的纳米颗粒(scL-p53)均可下调GBM细胞内源性MGMT的表达，增加凋亡，增强GBM细胞对替莫唑胺的敏感性。scL-p53可穿过血脑屏障。替莫唑胺联合scL-p53可提高对替莫唑胺耐药的GBM移植瘤小鼠的生存期。可见，联合scL-p53的方法是一种潜在的可广泛应用于临床的有效方法。

6 展望

p53与肿瘤的密切关系已得到广泛关注，其在肿瘤中的作用机制及在生理、病理状态下的调节功能逐渐被阐明。尽管胶质瘤的手术治疗、放疗和化疗取得一定的进展，但是GBM患者的生存期仍不理想。胶质瘤中的p53已被关注20多年，但其还有很多内容值得研究[28]。随着对p53基因与胶质瘤的关系研究的深入，特别是基因治疗研究的深入，临床将有望提高HGG患者的生存率。

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Research progress of p53 in gliomas.

LIN Xiang-tao,TAN Shun.Department of Pathology,Affiliated Haikou Hospital, Xiangya School of Medicine Central South University,Haikou 570208,Hainan,CHINA

Glioma originates from glial cells,which is the most common primary malignant tumor of the central nervous system.It is characterized by invasive growth,high recurrence rate,poor treatment sensitivity and poor prognosis.p53,as a tumor suppressor gene,plays an important role in the growth,development and differentiation of human tissue cells by inducing cell apoptosis,regulating cell cycle,regulating DNA repair and inhibiting angiogenesis.A large number of studies have confirmed that p53 mutation is associated with the occurrence and development of gliomas, which has great significance for the treatment and evaluation of the prognosis of gliomas.This article reviews the research progress of p53 in gliomas.

p53;Glioma;Tumor

10.3969/j.issn.1003-6350.2017.08.037

R739.41

A

1003—6350（2017）08—1311—03

2016-06-12)

谈顺。E-mail：lsbyfzhxt@126.com