P16基因与肿瘤
【关键词】 肿瘤
“肿瘤的发生是一个复杂的生物学过程，有多种基因参与作用。随着细胞分子生物学理论和技术的，对细胞癌变以及肿瘤的形成有了更新的认识。过去10年里，细胞周期调控机制和肿瘤发生、发展的研究取得了一系列的重大突破。认为细胞周期是细胞生命活动的基本过程，细胞在周期时相的变迁中进入增殖、分化、衰老、和死亡等生理状态。若细胞周期调控异常，细胞将进入病理状态，细胞异常增生，增殖失控，导致肿瘤的发生。因此研究细胞周期的调控机制是研究肿瘤发生、发展的基础和关键［1～3］。P16基因是近年发现的直接参与细胞生长增殖负调控的抑癌基因［1］。P16通过与细胞周期素D1以竞争方式结合CDK4，抑制CDK4活性，使细胞停滞于G0期或G1期，而抑制细胞分裂、增殖［1～4］。”
1 P16基因的结构及特点
P16基因位于人类染色体9P21位置，全长8.5Kb，完整的P16记忆由两个内含子和三个外显子组成，三个外显子共同编码一种已知的细胞周期素依赖性激酶CDK4的抑制蛋白。分子量为15.8kd，简称P16。他具有周期依赖性表达模式，能特异性地抑制CDK4的激酶活性并参与某些组织细胞的分化及增殖的调控［1，6，7］。
2 P16基因的作用机制
P16基因是直接参与细胞生长增殖负调控的抑癌基因。其表达产物P16蛋白是CDK4的抑制因子。P16蛋白通过与细胞周期素D1以竞争方式结合CDK4，抑制CDK4的活性，从而阻止肿瘤基因产物Rb蛋白的磷酸化，去磷酸化Rb蛋白结合的转录因子（如EIF）不能被释放活化。使细胞停滞于G0期或G1期，而抑制细胞分裂、增殖［7～9］。P16基因出现异常改变时，失去上述对细胞生长的负调控作用。CDK4和细胞周期素D1结合，使Rb蛋白磷酸化释放大量的转录因子，处于G1期的细胞迅速进入到S期。细胞过度增殖生长，导致肿瘤的发生、发展［10，15］。大量的实验表明，在多种原发肿瘤细胞系中存在P16蛋白缺失及P16基因的异常改变，使其功能丧失［11，13］。近年有人将外源性P16基因转染有P16基因缺失的肿瘤细胞，使其P16基因重新恢复表达，而明显抑制肿瘤细胞生长［13，14］。还有人对存在于P16基因CPG岛甲基化，并表达沉没的肿瘤系，施用5-氮-2’-脱氧胞嘧啶核苷，使肿瘤细胞重新恢复P16蛋白的表达，并呈现出生长抑制。可见P16基因及其产物在肿瘤的发生、发展过程中起十分重要的作用［16，18］。
3 P16基因与肿瘤的发生
P16作为一种抑癌基因在人类多种肿瘤中的存在状态及作用已为国内外不少学者所研究。例如黑色素瘤、食管癌、肺癌、卵巢癌、乳腺癌、结直肠癌等都报道存在较高频率的P16 基因异常，Kamb等研究可近300个肿瘤细胞株，包括来源于肺、脑、骨、皮肤、膀胱、肾、卵巢等，纯合性及杂合性缺失者占50%，另碱基突变或缺失各占25%，总突变率75%，比P53总突变率50%高得多，并且他认为纯合性缺失是P16基因失活的优势方式，而点突变可能不是失活的主要方式［11］。Marchertti和Nobori等在食管鳞癌及非小细胞性肺癌关于P16基因体细胞突变的研究中发现P16缺失率达50%。其中高甲基化是此病最常见的基因变态原因［12，14］。
4 P16基因在临床上的研究
目前P16基因作为新的抑癌基因已被国内外的很多学者所研究。在国内，贺修胜及主改霞等关于胃腺癌、卵巢浆液性囊腺癌及子宫内膜癌的研究中发现正常组、癌前病变组、胃癌组中的P16表达呈递增趋势，此情况在卵巢和子宫内膜中也存在，但到了病变的中、晚期，P16的阳性表达率又低于早期的病例。提示P16的表达情况可能成为区分病变的良恶性和病情早晚以及预后判断的有用指标［18，19］。而吴晓华关于食管的研究中发现P16蛋白的阳性表达同样存在于食管鳞癌中，并随着病情的进展期阳性率逐渐下降［24］。
在李志勤等的研究中认为，P16蛋白的阳性率在恶性卵巢上皮性肿瘤中明显低于良性及正常卵巢组织。提示P16蛋白的表达缺失与恶性卵巢上皮性肿瘤的发生有关。此研究还显示，随着卵巢上皮性肿瘤的恶性程度的增加、分化程度的降低，P16蛋白的阳性率也下降。其差距显著。在恶性卵巢上皮性肿瘤中，各期都有16蛋白的表达。Ⅰ期和Ⅱ期>Ⅲ期和Ⅳ期。即P16蛋白表达的量与细胞的生物学行为有关。正常组织表达较高，恶性增生性表达较低。这提示P16蛋白的表达缺失在恶性肿瘤的进展过程中起着重要的作用［23］。
在王慧等的关于宫颈癌的研究中，发现部分宫颈癌及其癌前病变中存在P16基因的缺失，提示P16的失活参与了宫颈癌的发生。并可能发生在宫颈癌的早期阶段。宫颈癌中，P16表达明显低于正常宫颈及宫颈炎组织。而且有淋巴结转移的病例中检出P16蛋白极少，与患者低年存活率有一定的关系。但与宫颈癌的分化程度无明显相关。提示P16缺失和突变导致P16表达降低，使P16抑癌功能丧失，造成细胞异常增殖，从而对宫颈癌的发生、发展起一定的作用。并且影响了癌细胞的生物学行为及肿瘤的转归和结局。为临床检测病情和估计预后提供了信息［22］。
同样在郑艾等的关于P16蛋白在外阴癌前病变及癌组织中的表达及意义的研究中显示在正常外阴组织中P16的表达率为64.28%，在癌前期随着上皮异型程度的逐渐加重，P16蛋白有逐渐上升的趋势，在鳞癌阶段，随着恶性程度的增加，P16蛋白表达率下降。此阶段P16蛋白表达与病程关系密切。外阴鳞癌P16蛋白表达率为40.38%，低于外阴非典型性增生。提示病变由良性向恶性转化的过程中P16可能起十分重要的作用。P16蛋白的表达与临床分期、组织学分级及淋巴结转移虽无明显的关系，但存在于各期，说明P16蛋白表达在外阴中出现较早，在外阴癌的早期发展过程中起重要的作用［21］。
来自许多细胞周期的研究及分子水平的肿瘤学实验室资料表明，在各种类型人类肿瘤中已发现P16、Cyclin D1、CDK4和Rb四种基因产物特征性的异常。这些基因的产物构成了调节通过G1期生化路径的进程。在生化水平上Cyclin D1与CDK4或CDK6的激酶复合体似乎在G1晚期通过磷酸化PRb而促进跨过关卡点的过程。该过程可被CDK4/CDK6抑制子负调。P16蛋白作为抑癌基因竞争结合细胞周期素依赖性激酶（CDK4），阻止细胞增殖，从而抑制肿瘤的发生［24］。
综上所述，P16作为抑癌基因在人类的多种肿瘤中广泛被研究，并认为它们与肿瘤的发生、和预后有一定的关系。
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