突變型p53 的GOF 與治療策略

徐瑩，姜昊瑋，傅蓉，吳照球

(中國(guó)藥科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床藥學(xué)，江蘇省腫瘤發(fā)生與干預(yù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇)

0 引言

p53 基因是一種抑癌基因，自1979 年首次報(bào)道以來，人們逐漸發(fā)現(xiàn)其是與人類腫瘤相關(guān)性最高的基因。p53 作為轉(zhuǎn)入因子被激活后，可作用其下游靶基因參與周期阻滯、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞衰老、細(xì)胞自噬、抗氧化代謝與DNA 損傷修復(fù)等。然而癌細(xì)胞為了增強(qiáng)自身的生長(zhǎng)和增殖，通常會(huì)使p53 失活。研究表明，p53 是人類癌癥中常見的突變基因，其突變幾乎發(fā)生在所有癌癥類型中。p53突變類型包括錯(cuò)義、移碼、缺失等，其中約75%為錯(cuò)義突變，在錯(cuò)義突變中約有80%發(fā)生在p53 基因的DNA 結(jié)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中熱點(diǎn)突變，與癌癥進(jìn)程有著密不可分的關(guān)系[1]。

1 突變型p53 的功能效應(yīng)

一般而言，p53 突變后會(huì)喪失wtp53 的抑癌功能。當(dāng)只有一個(gè)等位基因發(fā)生突變，細(xì)胞內(nèi)同時(shí)具有野生型與突變型p53 時(shí)，mutp53 蛋白可以與wtp53 蛋白通過彼此C 端四聚化結(jié)構(gòu)域形成寡聚蛋白，從而損害wtp53 蛋白的正常功能，最終導(dǎo)致wtp53 等位基因的丟失。同時(shí)，mutp53 可以介導(dǎo)新的靶基因調(diào)控，獲得一系列加速癌癥進(jìn)程的能力，這稱為突變型p53 的GOF。

1.1 Mutp53 與增殖

無限增殖是癌細(xì)胞的一大特征。p53 突變體，例如R175H，R273H 和D281G，能夠與轉(zhuǎn)錄因子NF-Y 和輔助因子p300 形成三元復(fù)合物。該復(fù)合體介導(dǎo)組蛋白乙?；⒄T導(dǎo)NF-Y 轉(zhuǎn)錄激活周期調(diào)控相關(guān)基因CCNA2、CCNB1、CCNB2、CDK1 和CDC25C，從而促進(jìn)DNA 合成和細(xì)胞周期進(jìn)程[2]。Liao 等[3]發(fā)現(xiàn)p53 突變體R249S 殘基處被CDK4 / Cyclin D1 磷酸化，然后與PIN1 相互作用，從而促進(jìn)磷酸化p53-R249S 的核輸入，增強(qiáng)了c-Myc 依賴的rDNA 轉(zhuǎn)錄，有助于HCC 的增殖和存活。MAP2K3、MAd1L1、PCNA、CXCL1 等都被報(bào)道可通過不同的機(jī)制被p53 突變體誘導(dǎo)，并增強(qiáng)癌細(xì)胞的增殖[4]。

1.2 Mutp53 與侵襲轉(zhuǎn)移

mutp53 可以調(diào)控上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)首 次 于1997 年 發(fā) 現(xiàn)[5]。p53-R175H 和p53-R280K 突變體可以增強(qiáng)TGF-b 介導(dǎo)的EMT 轉(zhuǎn)移，此外還能與Smads、TAp63 形成了三元復(fù)合物，抑制TAp63 的抗轉(zhuǎn)移活性[6]。p53-R273H 突變體通過轉(zhuǎn)錄抑制miR-130b 來誘導(dǎo)ZEB1 表達(dá)[7]，p53-R175H 與表皮生長(zhǎng)因子受體的過表達(dá)協(xié)同作用，誘導(dǎo)ZEB1和ZEB2 的表達(dá)來促進(jìn)癌細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移[8]。細(xì)胞表面蛋白的糖基化是影響癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移的另一個(gè)重要因素[9]。p53-R280K 突變體誘導(dǎo)外核苷三磷酸二磷酸水解酶5(ENTPD5)的表達(dá)，促進(jìn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中N 糖基化膜蛋白折疊，從而增強(qiáng)乳腺癌的侵襲和肺部定植[10]。癌細(xì)胞的外泌體已被證明可以促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)和再生，重塑局部微環(huán)境，促進(jìn)侵襲和轉(zhuǎn)移擴(kuò)散[11,12]。Shakya 等[13]研究發(fā)現(xiàn)a-1 抗胰蛋白酶是mutp53 在體內(nèi)外驅(qū)動(dòng)侵襲的關(guān)鍵效應(yīng)因子，誘導(dǎo)上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化，與肺腺癌患者的不良預(yù)后相關(guān)。p53-R175H 和p53-R273H 突變體腫瘤細(xì)胞釋放外泌體，上調(diào)Rab 偶聯(lián)蛋白(RCP)和二?；视图っ?a(DGK a)依賴性內(nèi)體再循環(huán)來增加癌癥侵襲性[14]。最近有研究發(fā)現(xiàn)，p53-R248Q 蛋白與Stat3 結(jié)合，并通過磷酸酶SHP2 增強(qiáng)Stat3 的磷酸化，促進(jìn)癌細(xì)胞的生長(zhǎng)和侵襲[15]。

1.3 Mutp53 與細(xì)胞代謝

細(xì)胞代謝是連接微環(huán)境，細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)和表觀遺傳的中心樞紐[16]。癌細(xì)胞的代謝適應(yīng)性表現(xiàn)為葡萄糖攝取增加，并伴隨有氧糖酵解[17]。mutp53 通過激活RhoA-ROCK 軸來誘導(dǎo)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白GLUT1 的膜易位，增加腫瘤細(xì)胞的葡萄糖攝取[18]。臨床研究發(fā)現(xiàn)攜帶p53 突變的Li-Fraumeni 綜合征家族成員的骨骼肌氧化磷酸化增加[19]。Basu 等[20]發(fā)現(xiàn)mutp53 細(xì)胞的R72 變體通過調(diào)控PGC-1 a 來增強(qiáng)線粒體功能和癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移。近年來，脂質(zhì)代謝作為一種潛在的癌癥治療靶點(diǎn)已受到廣泛關(guān)注[21]。p53 突變體通過SREBP 轉(zhuǎn)錄因子與甾醇基因啟動(dòng)子結(jié)合，調(diào)控甲羥戊酸途徑(MVP)。MVP 激活可驅(qū)動(dòng)依賴于香葉基香葉基焦磷酸(GGPP)的RhoA 活化，進(jìn)而促進(jìn)YAP / TAZ 癌蛋白的活化[22,23]。另外，有研究證明MVP 誘導(dǎo)生成甲羥戊酸5 磷酸酯，刺激mutp53 與Hsp40/DNAJ 分子伴侶的相互作用而引起mutp53 的穩(wěn)定化[24]。

1.4 Mutp53 與其他

由于遺傳、代謝和微環(huán)境的改變，常常表現(xiàn)為高水平的氧化應(yīng)激。p53 突變體R175H，R248W/Q 和R273H 與內(nèi)源性抗氧化轉(zhuǎn)錄因子NRF2 相互作用并抑制SLC7A11 的轉(zhuǎn)錄，致使細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽的減少[25]。并且，mutp53 與NRF2 協(xié)同作用激活蛋白酶體基因轉(zhuǎn)錄，從而導(dǎo)致對(duì)蛋白酶體抑制劑卡非佐米的耐藥性[26]。因氧化應(yīng)激、DNA 過度復(fù)制和端?？s短，易導(dǎo)致DNA 損傷反應(yīng)。mutp53 一方面可破壞MRE11- RAD50 -NSB 復(fù)合物，阻斷由ATM 激活的損傷修復(fù)。另一方面刺激聚(ADP 核糖)聚合酶1(PARP1)酶的活性，使腫瘤細(xì)胞在面對(duì)高水平的DNA 損傷時(shí)得以存活[27,28]。同時(shí)，mutp53 可以增加DNA 復(fù)制起始點(diǎn)的激活，并穩(wěn)定復(fù)制叉，從而促進(jìn)基因組異常細(xì)胞的增殖[29]。

除上述的GOF 外，mutp53 可誘導(dǎo)腫瘤血管生成[30]、調(diào)節(jié)GTPase 活性[31]和增強(qiáng)胰島素的致瘤作用等[32]。

2 Mutp53 治療策略

2.1 誘導(dǎo)mutp53 降解

脫乙?；?histone deacetylase，HDAC)與熱休克蛋白(heat shock protein，HSP)使維持mutp53 蛋白穩(wěn)定的關(guān)鍵。HSP 抑制劑17-DMAG 和STA-9090 以及HDAC 抑制劑伏立諾他(SAHA)增加mutp53 蛋白泛素化[33,34]。并有研究表明在具有mutp53 的頸部鱗狀上皮癌中，Hsp90 抑制劑AUY922 與順鉑同步放射治療具有協(xié)同作用[35]。最近，Padmanabhan 等[36]發(fā)現(xiàn)一種名為MCB-613 的小分子通過抑制USP15，介導(dǎo)p53-R175H 的溶酶體降解。

2.2 恢復(fù)mutp53 的野生型活性

PRIMA-1 及其甲基化衍生物APR-246 能恢復(fù)mutp53 的活性，并誘導(dǎo)凋亡。其中APR-246 已完成臨床臨床I / II 期。Izetti等[37]發(fā)現(xiàn)PRIMA-1 與MDM2 抑制劑Nutlin-3 具有協(xié)同作用，可提高靶向mutp53 的效率。Zn2 +螯合物使另一類恢復(fù)wtp53 功能的藥物。Lindemann 等[38]發(fā)現(xiàn)一種新型的Zn2+螯合劑COTI-2，在鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞系恢復(fù)wtp53 活性具有明顯作用，COTI-2目前已進(jìn)入臨床I 期研究。Zn2 +金屬伴侶蛋白ZMC1 可促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)Zn2 +轉(zhuǎn)運(yùn)，增強(qiáng)Zn2 +與mutp53 結(jié)合[39]。

2.3 間接作用于mutp53

靶向癌細(xì)胞代謝已成為癌癥精準(zhǔn)治療的潛在途徑[40]。二甲雙胍通過葡糖糖限制作用來抑制p53-A135V 敲入小鼠體內(nèi)的mutp53 積累，并可提高p53H172 / +LFS 小鼠模型的無癌生存率[19]。此外，Ingallina 等[23]證明他汀類藥物、唑來膦酸和I 型蛋白質(zhì)香葉基香葉基轉(zhuǎn)移酶抑制劑(如GGTI-298)調(diào)控MVP，抑制蛋白的異戊烯化，降低了mutp53 在癌細(xì)胞中的累積和減弱的mutp53 依賴性惡性表型。

Pin1 是一種在癌癥中過度表達(dá)的酶，它可通過其WW 區(qū)與磷酸化的mutp53 結(jié)合，使其發(fā)生順/反異構(gòu)，增強(qiáng)了c-Myc 依賴的rDNA 轉(zhuǎn)錄。盡管尚無特異性的Pin1 抑制劑進(jìn)入臨床試驗(yàn)，Kozono 等[41]發(fā)現(xiàn)用于治療急性早幼粒細(xì)胞白血病的三氧化二砷(ATO)以Pin1 為靶點(diǎn)，并與全反式維甲酸(ATRA)協(xié)同發(fā)揮強(qiáng)大的抗癌活性。ATO 抑制和降解Pin1，并通過與Pin1 活性位點(diǎn)的非共價(jià)結(jié)合抑制其致癌功能。ATRA 通過上調(diào)水通道蛋白9 來增加細(xì)胞對(duì)ATO 的攝取。近期Campaner 團(tuán)隊(duì)[42]發(fā)現(xiàn)一種新的共價(jià)Pin1 抑制劑，KPT-6566，該化合物可抑制mutp53 GOF，并降低mutp53 的三陰性乳腺癌細(xì)胞的肺轉(zhuǎn)移。值得注意的是，KPT-6566 與Pin1 催化位點(diǎn)的相互作用會(huì)釋放出一種類似醌的藥物，該藥物可產(chǎn)生活性氧，從而將Pin1 / mutp53 抑制作用與癌細(xì)胞的氧化應(yīng)激超負(fù)荷相結(jié)合。

p53 突變體與p63、p73 相互作用是p53 突變體產(chǎn)生致癌功能的重要機(jī)制。因此，抑制mutp53/p73 和mutp53/p63 突變體復(fù)合物的形成是一種有效抑癌方法。小分子如RETRA，短干擾肽SIMP 和肽適體已證明具有阻斷mutp53/p73 相互作用[43,44]。

近期，Malekzadeh 等[45]在常見上皮腫瘤p53 特異性篩選試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞可識(shí)別自體突變的p53 新抗原，表明p53 突變具有免疫原性，對(duì)mutp53 免疫治療提供了方向。

3 結(jié)語

p53 在50%的人類癌癥中發(fā)生突變，并且在侵襲性或晚期癌癥中突變頻率更高(＞80%)。p53 突變不僅丟失了p53 的抑癌功能，更賦予了p53 致癌的特性。而p53 基因在不同的癌癥背景下表現(xiàn)結(jié)構(gòu)和功能的復(fù)雜性，增加了尋找靶向mutp53 的難度。在過去的十年里，我們對(duì)mutp53 GOF 在癌癥中的作用有了更深入的了解，給癌癥個(gè)體化治療提供更多有用的信息。相信在不遠(yuǎn)的將來，人類對(duì)癌癥的規(guī)律認(rèn)識(shí)和治療手段也會(huì)躍上一個(gè)臺(tái)階。