MDM2在前列腺癌中的研究进展论文_慕玉东1,袁志敏1,苏卓颖2,李林1(通讯作者)

MDM2在前列腺癌中的研究进展论文_慕玉东1,袁志敏1,苏卓颖2,李林1(通讯作者)

(1陕西省肿瘤医院 陕西 西安 710061)

(2山西医科大学汾阳学院 山西 汾阳 032200)

【摘要】前列腺癌是严重威胁男性健康的恶性肿瘤之一,但其诊断缺乏特异性标志物。近年来相关研究发现,MDM2是一个与肿瘤相关的基因,对前列腺癌的发生、发展也起着重要作用,进一步研究MDM2与前列腺癌的关系对前列腺癌的防治具有重要意义。本文就MDM2的研究现状做一综述。

【关键词】MDM2;前列腺癌;基因治疗

【中图分类号】R737.25 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752(2018)12-0012-02

前列腺癌就是发生于前列腺常见的恶性肿瘤。流行病学研究,2013年美国及欧洲每年新增前列腺癌患者53万多例,死亡11万多例。前列腺癌是男性仅次于肺和支气管疾病的第二大死因[1]。近年来,随着我国经济迅速发展及人民生活质量的改善,饮食习惯和生活方式逐渐西方化,前列腺癌的发病率也呈现逐年上升趋势,2012年升高至9.92/10万人,列男性恶性肿瘤发病率的第6位[2]。

我国的数据显示,只有1/3的前列腺癌初诊患者为局限性的病变[3]。我国和欧美国家在前列腺癌生存率方面存在明显差异,就其主要原因是由于就诊时疾病已是晚期,患者丧失了根治前列腺癌的机会。因此,迫切需要寻找新的前列腺癌特异性肿瘤标志物,以提高前列腺癌诊断的特异性。

近年来,研究发现新的前列腺癌肿瘤标志物鼠双微体基因2(murine doubleminute 2,MDM2),是最强的凋亡抑制因子之一,是与恶性肿瘤发生密切相关的癌基因,对于前列腺癌的早期诊断及指导治疗有着十分重要的意义。本文就其研究现状作一综述。

1.MDM2基因

上世纪80年代,研究人员发现鼠双微体基因2(murine doubleminute 2,MDM2)存在于一个含有双微体(double minutes,DM)的自发转化小鼠Balb/c3T3成纤维细胞系中,定位于人第12号染色体长臂(12q13~14)上,MDM2基因转录出全长2372kb,编码区长1473 bp。每25~30个DM可以组成一个这种自发转化的细胞,经重组转染后,能够引起数十倍的基因扩增。MDM2基因内主要有两个启动子:p1和p2。p1位于编码基因的上游,能够形成组成性的表达;p2则存在于第一个内含子内,MDM2转录的调节主要是依靠p2启动子周围的p53结合位点[4]。

MDM2 mRNA在正常人体的组织器官中广泛存在,随着剪接形式的不同,异构体成的形成也不同,如p57、p76、p85、p90等,其中p90在体内发挥主要的生物学作用。研究发现p90的结构由2个锌指蛋白和1个核定位信号组成,这样的组成结构发挥着调控转录的作用。MDM2核定位信号位于I区的第181~185密码子,该区域不仅可以与p53结合,而且还是结合启动子的部位;锌指蛋白定位于Ⅲ区,该区域主要作用是激活基因,可以使细胞由G1期进入S期,而且此区域由不到20个氨基酸所组成;另外2个MDM2蛋白功能区是含有环指结构的区域和高度酸性区域,其中环指结构区域为Ⅳ区,该区域可以促进其与DNA或者RNA结合,在细胞周期中该区域起着调控的作用,有促进细胞增殖的作用;高度酸性区域为Ⅱ区,该区域是核蛋白体L5、L1蛋白及5S rRNA结合的部位。以上4个区域位于第19-478密码子,是p90蛋白的主要功能区[5]。

2.MDM2致癌机制

2.1 与抑制p53相关的作用

研究表明[6]MDM2在体内最重要的功能被认为是抑制野生型p53的基因转录激活和抗肿瘤活性而发挥它的致癌性。其主要机制包括以下3个:(1)MDM2与p53N端结合,通过抑制其活化区域而抑制p53的活化转录作用;(2)MDM2在核内与p53结合后使其短链泛素化,而且在转运至胞浆的过程中还可以使其多链继续泛素化,p53从而失去功能;(3)MDM2与p53结合驱动p53转运至胞浆并与蛋白酶体结合,进而p53被降解,nutlin-3通过抑制HDM2和p53的相互作用,可以增加对多发性骨髓瘤敏感的蛋白酶体抑制剂bortezomib细胞毒性。

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2.2 不依赖p53的致癌作用

研究发现MDM2除了与p53结合致癌外,还与其他基因之间也存在相互作用,在分子信号通路中发挥着重要的作用。其主要机制包括以下5个:(1)其酸性激活区和锌指区直接结合到细胞基因启动子上,激活基因使细胞由G1期进入s期。通过这条途径有可能阻扰PTEN抑癌基因的抑癌功能;(2)MDM2可以结合转录因子E2F1/DPI,进而增强了E2F1/DPI的转录功能;(3)p16/CyclinDI/CDK4.Rb途径是调控G1期到S期的关键途径,转录活化因子E2F可以与非活化的Rb结合后,抑制细胞分裂且停滞在Gl期,当MDM2与Rb结合后,使其磷酸化并且失去功能,而且对E2F转录活性的抑制作用也减弱了,细胞进入分裂期,从而获得永生;(4)MDM2与p2l结合后,降低了p21蛋白水平的表达,减弱了对肿瘤的抑制作用,进而促使肿瘤细胞的无序生长。MDM2为p21的负性调控因子,可以与p21中20S的c8亚基相互结合,结合后MDM2直接作用于p21,导致p21降解并减弱其稳定性,当MDM2过表达时可以引起p21蛋白表达的减少,导致抑制细胞周期的作用减弱,进而对肿瘤细胞生长起到促进作用;(5)MDM2与p73结合后,可以减弱p73诱导细胞凋亡的作用。MDM2可绑定位于TA-p73氨基末端的转录活性结构区域,通过p73的转录活性被抑制,其促进细胞凋亡的作用也被减弱。

3.在前列腺癌中MDM2基因治疗

随着分子生物学技术的发展,如抑制信号传导、激活细胞程序性死亡等基因靶向治疗成为前列腺癌的治疗新的途径。MDM2是目前为止发现的最强的凋亡抑制因子之一,是与前列腺癌发生、发展密切相关的癌基因,而且与多种分子通路和其他癌基因密切相关,如P53、E26、PTEN等,故将其应用于前列腺癌的靶向基因治疗潜力巨大。

李然伟等人[7]构建了针对MDM2的siRNA 真核表达载体,将siRNA MDM2转染至PC3细胞内,发现siMDM2-1和siMDM2-2 可以显著地抑制MDM2基因表达,诱导PC3细胞凋亡和降低PC3增殖活性。还有研究人员将顺铂联合通过转染减毒沙门氏菌携带共表达p53基因的质粒和MDM2 siRNA共同完成基因治疗,发挥抑制前列腺癌在体内生长的协同效应,该方法是非常有应用前景的治疗策略[8]。

综上所述,MDM2与前列腺癌的发生、发展密切关系,其作用机制正逐渐被阐明。通过抑制或阻断MDM2,开发有临床应用价值的药物,在前列腺癌早期诊断及靶向治疗等方面展示巨大的潜力。但仍有许多问题未解决,如MDM2启动子与转录因子之间、结合位点及相关的激活因子和抑制因子之间的相互作用,MDM2的靶向基因治疗仍局限于理论水平,如何从实验室到应用于临床,还有待于进一步研究。

【参考文献】

[1] SIEGEL R,NAISHADHAM D,JEMAL A.Cancer statistics,2013[J].CA:Canc J Clinic,2013,63(1):11-30.

[2]那彦群,叶章群,孙光,等.中国泌尿外科疾病诊断治疗指南[M].201l版.北京:人民卫生出版社,2011:49-79.

[3]马春光,叶定伟,李长岭,等.前列腺癌的流行病学特征及晚期一线内分泌治疗分析[J].中华外科杂志,2008,46(12):921-925.

[4]叶晨阳,徐建明,林莉,王岩,葛飞娇,赵传华,李珊珊,付亚莉,李志强.人MDM2基因真核表达载体的构建及其与p53的相互作用[J].生物技术通讯,2014,04:524-526.

[5]宋丽萍,邱曙东.p53-MDM2相互作用与肿瘤治疗策略[J].中国肿瘤生物治疗杂志,2005,12(4):303-305.

[6] Lahav G,Rosenfeld N,Sigal A,et a1.Dynamics of the p53.mdm2 feedback loop in individuall cells[J].Nat Genet,2004.36(2):147-150.

[7]李然伟,赵燕颖,杨泽城,等.siRNA抑制人前列腺癌细胞PC3的MDM2表达及细胞增殖[J].肿瘤防治研究,2009,36(1):24-27.

[8] Jiang T,Zhou C,Gu J,et a1.Enhanced therapeutic effect of Eisplatin on the prostate cancer in tumor-bearing mice by transfecting the attenuated Salmonella carrying a plasmid co-expressing p53 gene and mdm2 siRNA [J].Cancer Lett,2013,337(1):133-142.

论文作者:慕玉东1,袁志敏1,苏卓颖2,李林1(通讯作者)

论文发表刊物:《医药前沿》2018年4月第12期

论文发表时间:2018/4/19

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