突变型p53 的GOF 与治疗策略

徐莹，姜昊玮，傅蓉，吴照球

(中国药科大学基础医学与临床药学，江苏省肿瘤发生与干预重点实验室，江苏)

0 引言

p53 基因是一种抑癌基因，自1979 年首次报道以来，人们逐渐发现其是与人类肿瘤相关性最高的基因。p53 作为转入因子被激活后，可作用其下游靶基因参与周期阻滞、细胞凋亡、细胞衰老、细胞自噬、抗氧化代谢与DNA 损伤修复等。然而癌细胞为了增强自身的生长和增殖，通常会使p53 失活。研究表明，p53 是人类癌症中常见的突变基因，其突变几乎发生在所有癌症类型中。p53突变类型包括错义、移码、缺失等，其中约75%为错义突变，在错义突变中约有80%发生在p53 基因的DNA 结合域(DNA binding domain，DBD)。值 得 注 意 的 是，R175(4.8%)，G245(3.12%)，R248(6.79%)，R249(2.59%)，R273(6.55%)和R282(2.59%)是DBD中热点突变，与癌症进程有着密不可分的关系[1]。

1 突变型p53 的功能效应

一般而言，p53 突变后会丧失wtp53 的抑癌功能。当只有一个等位基因发生突变，细胞内同时具有野生型与突变型p53 时，mutp53 蛋白可以与wtp53 蛋白通过彼此C 端四聚化结构域形成寡聚蛋白，从而损害wtp53 蛋白的正常功能，最终导致wtp53 等位基因的丢失。同时，mutp53 可以介导新的靶基因调控，获得一系列加速癌症进程的能力，这称为突变型p53 的GOF。

1.1 Mutp53 与增殖

无限增殖是癌细胞的一大特征。p53 突变体，例如R175H，R273H 和D281G，能够与转录因子NF-Y 和辅助因子p300 形成三元复合物。该复合体介导组蛋白乙酰化并诱导NF-Y 转录激活周期调控相关基因CCNA2、CCNB1、CCNB2、CDK1 和CDC25C，从而促进DNA 合成和细胞周期进程[2]。Liao 等[3]发现p53 突变体R249S 残基处被CDK4 / Cyclin D1 磷酸化，然后与PIN1 相互作用，从而促进磷酸化p53-R249S 的核输入，增强了c-Myc 依赖的rDNA 转录，有助于HCC 的增殖和存活。MAP2K3、MAd1L1、PCNA、CXCL1 等都被报道可通过不同的机制被p53 突变体诱导，并增强癌细胞的增殖[4]。

1.2 Mutp53 与侵袭转移

mutp53 可以调控上皮-间质转化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)首 次 于1997 年 发 现[5]。p53-R175H 和p53-R280K 突变体可以增强TGF-b 介导的EMT 转移，此外还能与Smads、TAp63 形成了三元复合物，抑制TAp63 的抗转移活性[6]。p53-R273H 突变体通过转录抑制miR-130b 来诱导ZEB1 表达[7]，p53-R175H 与表皮生长因子受体的过表达协同作用，诱导ZEB1和ZEB2 的表达来促进癌细胞的侵袭转移[8]。细胞表面蛋白的糖基化是影响癌细胞转移的另一个重要因素[9]。p53-R280K 突变体诱导外核苷三磷酸二磷酸水解酶5(ENTPD5)的表达，促进内质网中N 糖基化膜蛋白折叠，从而增强乳腺癌的侵袭和肺部定植[10]。癌细胞的外泌体已被证明可以促进肿瘤生长和再生，重塑局部微环境，促进侵袭和转移扩散[11,12]。Shakya 等[13]研究发现a-1 抗胰蛋白酶是mutp53 在体内外驱动侵袭的关键效应因子，诱导上皮-间质转化，与肺腺癌患者的不良预后相关。p53-R175H 和p53-R273H 突变体肿瘤细胞释放外泌体，上调Rab 偶联蛋白(RCP)和二酰基甘油激酶-a(DGK a)依赖性内体再循环来增加癌症侵袭性[14]。最近有研究发现，p53-R248Q 蛋白与Stat3 结合，并通过磷酸酶SHP2 增强Stat3 的磷酸化，促进癌细胞的生长和侵袭[15]。

1.3 Mutp53 与细胞代谢

细胞代谢是连接微环境，细胞信号传导和表观遗传的中心枢纽[16]。癌细胞的代谢适应性表现为葡萄糖摄取增加，并伴随有氧糖酵解[17]。mutp53 通过激活RhoA-ROCK 轴来诱导葡萄糖转运蛋白GLUT1 的膜易位，增加肿瘤细胞的葡萄糖摄取[18]。临床研究发现携带p53 突变的Li-Fraumeni 综合征家族成员的骨骼肌氧化磷酸化增加[19]。Basu 等[20]发现mutp53 细胞的R72 变体通过调控PGC-1 a 来增强线粒体功能和癌细胞转移。近年来，脂质代谢作为一种潜在的癌症治疗靶点已受到广泛关注[21]。p53 突变体通过SREBP 转录因子与甾醇基因启动子结合，调控甲羟戊酸途径(MVP)。MVP 激活可驱动依赖于香叶基香叶基焦磷酸(GGPP)的RhoA 活化，进而促进YAP / TAZ 癌蛋白的活化[22,23]。另外，有研究证明MVP 诱导生成甲羟戊酸5 磷酸酯，刺激mutp53 与Hsp40/DNAJ 分子伴侣的相互作用而引起mutp53 的稳定化[24]。

1.4 Mutp53 与其他

由于遗传、代谢和微环境的改变，常常表现为高水平的氧化应激。p53 突变体R175H，R248W/Q 和R273H 与内源性抗氧化转录因子NRF2 相互作用并抑制SLC7A11 的转录，致使细胞内谷胱甘肽的减少[25]。并且，mutp53 与NRF2 协同作用激活蛋白酶体基因转录，从而导致对蛋白酶体抑制剂卡非佐米的耐药性[26]。因氧化应激、DNA 过度复制和端粒缩短，易导致DNA 损伤反应。mutp53 一方面可破坏MRE11- RAD50 -NSB 复合物，阻断由ATM 激活的损伤修复。另一方面刺激聚(ADP 核糖)聚合酶1(PARP1)酶的活性，使肿瘤细胞在面对高水平的DNA 损伤时得以存活[27,28]。同时，mutp53 可以增加DNA 复制起始点的激活，并稳定复制叉，从而促进基因组异常细胞的增殖[29]。

除上述的GOF 外，mutp53 可诱导肿瘤血管生成[30]、调节GTPase 活性[31]和增强胰岛素的致瘤作用等[32]。

2 Mutp53 治疗策略

2.1 诱导mutp53 降解

脱乙酰化酶(histone deacetylase，HDAC)与热休克蛋白(heat shock protein，HSP)使维持mutp53 蛋白稳定的关键。HSP 抑制剂17-DMAG 和STA-9090 以及HDAC 抑制剂伏立诺他(SAHA)增加mutp53 蛋白泛素化[33,34]。并有研究表明在具有mutp53 的颈部鳞状上皮癌中，Hsp90 抑制剂AUY922 与顺铂同步放射治疗具有协同作用[35]。最近，Padmanabhan 等[36]发现一种名为MCB-613 的小分子通过抑制USP15，介导p53-R175H 的溶酶体降解。

2.2 恢复mutp53 的野生型活性

PRIMA-1 及其甲基化衍生物APR-246 能恢复mutp53 的活性，并诱导凋亡。其中APR-246 已完成临床临床I / II 期。Izetti等[37]发现PRIMA-1 与MDM2 抑制剂Nutlin-3 具有协同作用，可提高靶向mutp53 的效率。Zn2 +螯合物使另一类恢复wtp53 功能的药物。Lindemann 等[38]发现一种新型的Zn2+螯合剂COTI-2，在鳞状细胞癌细胞系恢复wtp53 活性具有明显作用，COTI-2目前已进入临床I 期研究。Zn2 +金属伴侣蛋白ZMC1 可促进细胞内Zn2 +转运，增强Zn2 +与mutp53 结合[39]。

2.3 间接作用于mutp53

靶向癌细胞代谢已成为癌症精准治疗的潜在途径[40]。二甲双胍通过葡糖糖限制作用来抑制p53-A135V 敲入小鼠体内的mutp53 积累，并可提高p53H172 / +LFS 小鼠模型的无癌生存率[19]。此外，Ingallina 等[23]证明他汀类药物、唑来膦酸和I 型蛋白质香叶基香叶基转移酶抑制剂(如GGTI-298)调控MVP，抑制蛋白的异戊烯化，降低了mutp53 在癌细胞中的累积和减弱的mutp53 依赖性恶性表型。

Pin1 是一种在癌症中过度表达的酶，它可通过其WW 区与磷酸化的mutp53 结合，使其发生顺/反异构，增强了c-Myc 依赖的rDNA 转录。尽管尚无特异性的Pin1 抑制剂进入临床试验，Kozono 等[41]发现用于治疗急性早幼粒细胞白血病的三氧化二砷(ATO)以Pin1 为靶点，并与全反式维甲酸(ATRA)协同发挥强大的抗癌活性。ATO 抑制和降解Pin1，并通过与Pin1 活性位点的非共价结合抑制其致癌功能。ATRA 通过上调水通道蛋白9 来增加细胞对ATO 的摄取。近期Campaner 团队[42]发现一种新的共价Pin1 抑制剂，KPT-6566，该化合物可抑制mutp53 GOF，并降低mutp53 的三阴性乳腺癌细胞的肺转移。值得注意的是，KPT-6566 与Pin1 催化位点的相互作用会释放出一种类似醌的药物，该药物可产生活性氧，从而将Pin1 / mutp53 抑制作用与癌细胞的氧化应激超负荷相结合。

p53 突变体与p63、p73 相互作用是p53 突变体产生致癌功能的重要机制。因此，抑制mutp53/p73 和mutp53/p63 突变体复合物的形成是一种有效抑癌方法。小分子如RETRA，短干扰肽SIMP 和肽适体已证明具有阻断mutp53/p73 相互作用[43,44]。

近期，Malekzadeh 等[45]在常见上皮肿瘤p53 特异性筛选试验中发现，肿瘤浸润淋巴细胞可识别自体突变的p53 新抗原，表明p53 突变具有免疫原性，对mutp53 免疫治疗提供了方向。

3 结语

p53 在50%的人类癌症中发生突变，并且在侵袭性或晚期癌症中突变频率更高(＞80%)。p53 突变不仅丢失了p53 的抑癌功能，更赋予了p53 致癌的特性。而p53 基因在不同的癌症背景下表现结构和功能的复杂性，增加了寻找靶向mutp53 的难度。在过去的十年里，我们对mutp53 GOF 在癌症中的作用有了更深入的了解，给癌症个体化治疗提供更多有用的信息。相信在不远的将来，人类对癌症的规律认识和治疗手段也会跃上一个台阶。