Day14
第9章 p53与凋亡：守护神兼刽子手
9.1 多乳头瘤病毒导致p53的发现
SV40转化的细胞可以表达一种肿瘤蛋白（大T蛋白），大T蛋白和一种新发现的蛋白质结合，这种蛋白被命名为p53。同时，与大T以及p53反应的血清可能用于在一些被非病毒机制转化的肿瘤细胞中检测到p53。
9.2 p53是一种抑癌基因
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所有人类肿瘤细胞基因组中，p53是突变频率最高的，在大约一半的人类肿瘤中都以突变的形式存在。
p53的抑癌作用不是简单的通过抑制细胞增殖，而是通过阻止非正常细胞的出现。
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9.3 突变p53影响正常p53的功能
绝大多数与肿瘤相关的突变p53等位基因都在可读框区存在错义密码子（导致氨基酸改变），而不是无义密码子（导致多肽链过早终止）。无效等位基因比完全缺失p53更能让肿瘤细胞获益？
突变等位基因能够干扰剩下的野生型基因的正常活性，这种类型的等位基因被命名为差异显性干扰或者显性负等位基因。
p53的显性负突变机制
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在p53基因突变的大多数肿瘤细胞中，都发现了p53基因的杂合性丢失(LOH)，这些细胞中的野生型等位基因被清除，产生了具有两个突变p53的等位基因。
在肿瘤初期，显性负等位基因突变可以导致15/16的p53蛋白失去功能，而缺失等位基因后剩下的野生型等位基因可以代偿性合成p53蛋白，因此显性负等位基因突变比等位基因完全缺失更有利于肿瘤初期生长。
但即便是只剩下了1/16具有正常功能的p53，肿瘤细胞也难以忍受，必须要将其丢弃。
9.4 p53蛋白的半衰期较短
p53是一种高度不稳定的蛋白，半衰期大约20min，在合成不久后即被降解。
为什么一个细胞会持续高效地合成p53蛋白并快速降解它们？为什么一个正常细胞需要精细调节p53蛋白的水平？
9.5 许多信号都能诱导p53的表达
p53蛋白被这些因素快速诱导表达时，p53 mRNA的水平并无显著变化，这说明升高的p53蛋白是由于转录后的稳定性发生了改变而未被快速降解。
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能导致p53蛋白上调的因素（例如DNA损伤），在某些条件下也能抑制细胞生长；在另一些条件下则可以启动细胞凋亡程序。
X线诱导DNA损伤后导致p53蛋白上调，同时p53可以诱导p21的表达来阻滞细胞周期。
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总之，p53蛋白具有抑制细胞生长和促进细胞凋亡的功能。
9.6 DNA损伤以及失调的生长信号导致p53稳定
基因组中任意位置的双链断裂，都可以通过ATM激酶将信号传递给p53。
3条信号通路将DNA损伤信号传递给p53
1.双链断裂信号-ATM激酶-ATR激酶-p53磷酸化-保持稳定不被降解
2.DNA损伤因子-ATR激酶-CKII（酪蛋白激酶II）-p53磷酸化
3.异常生长信号-p53激活
多条信号通路都汇聚到单个的蛋白质-p53，一旦失去这个调控蛋白，将带来灾难性的后果。
9.7 Mdm2和ARF为p53的命运而战
某些生理刺激导致p53浓度上升后，p53四聚体与许多靶基因启动子区域结合，其中就包括mdm2基因，Mdm2蛋白水平升高后，Mdm2分子与p53蛋白亚基结合，使得p53被多聚泛素链共价结合标记，然后转运至蛋白酶体中，被消化为寡肽。这个负反馈使得正常细胞中的p53保持在一个较低的水平。
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Mdm2无法与磷酸化的p53结合。
ATM激酶、Chk1和Chk2激酶，可以改变p53蛋白结构域。同时，ATM激酶可以磷酸化Mdm2并使其功能失活，p53的浓度增加。
PI3K-Akt/PKB通路引起Mdm2磷酸化，将Mdm2从胞质中转入核内；
促有丝分裂的信号通路的激活，Ras-Raf-MAPK能通过Ets和AP-1转录因子，大幅度提高mdm2基因的转录；
以上都导致了p53蛋白水平的抑制。
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ARF的生长抑制功能完全依赖于细胞中有功能的p53。
一旦细胞丧失了ARF活性，它就失去了阻断Mdm2的功能，导致p53无法在细胞中累积，失去抑制作用
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9.8 ARF和p53介导的凋亡通过监控胞内信号预防肿瘤
对于失去正常pRb通路调控功能而E2F活性太高的细胞，E2F1可以调控许多直接参与凋亡程序的蛋白，包括caspase、Bcl-2相关蛋白（Bim、Noxa、PUMA）、p53类似蛋白p73
E2F1和E2F2可以诱导p14ARFmRNA的转录，升高的ARF蛋白阻断Mdm2的活性，p53蛋白累积并启动凋亡：
pRb - E2F - ARF - Mdm2 - p53 - apoptosis
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myc癌基因同时具有促有丝分裂以及促凋亡的功能，，因此只有myc突变的细胞很快通过凋亡而被去除，如果一个带有myc癌基因的细胞随后又发生了p53基因的失活，myc诱导的凋亡将减少，突变的细胞将大量增殖。
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