p53与血管新生
p53是一种抑癌基因，位于人染色体17p13上，全长约20kb，含有11个外显子和10个内含子，转录产物为2．5kb mRNA，编码产物为分子量53 000蛋白，简称p53。p53由393个氨基酸组成，含有3个结构区，即酸性的氨基酸区／非极性区和碱性的羧基区。
p53基因改变有3种类型，即完全缺失、显性负突变（dominant negative mutation）和显性正突变（dominant positive mutation）。显性负突变是指突变型p53基因产物突变型p53无活性，且能干扰另一个未突变的野生型p53基因的产物p53的功能，使后者失去抑癌的功能；显性正突变是野生型p53基因均变为突变型p53基因而成为致癌基因；p53基因完全缺失是指细胞中染色体17p13上2个p53等位基因均已丢失。p53常见的基因突变部位位于外显子5和外显子8区域内在进化过程中具有保守型的密码子。分析各种肿瘤中的p53基因突变谱，发现基因突变部位主要在密码子175、248或273上，有G→A转换，或G→T转换。
在人体各种细胞中，都含有低量的p53，其半衰期较短，仅6～20min。p53正常功能为控制DNA复制及基因转录调节，诱导细胞分化。p53功能受其含量和磷酸化的影响，随着含量增加或磷酸化，其活性增强。p53是一种能与DNA结合的蛋白，结合后影响DNA复制和转录功能。p53可抑制不含有p53反应元件的基因启动子的转录活性而抑制细胞生长，也可激活含有p53反应元件的基因启动子的转录活性而诱导细胞凋亡。p53还是一种转录激活因子，能激活p53－DNA结合部位邻近基因的表达，活化细胞生长的其他负调控基因。
当细胞受到刺激或其中的DNA受到损伤后，p53蛋白出现累积积聚现象。在缺氧的状态下，p53在细胞核内聚集，构型改变，与不同基因的p53反应元件结合，调节其表达。一些是抑制基因表达（p53repressed genes，Prgs），一些是促进基因表达（p53inducible genes，Pigs）。在非应激状态下，p53蛋白通过mdm2作用降解。Mdm2具有p53特异性泛素蛋白连接酶的作用。与p53结合后，可以促进多个特异性的泛素分子结合到p53蛋白的C－末端，从而使p53泛素化并被细胞内的蛋白酶识别和降解。
由缺氧引起的p53激活机制尚不清楚，缺氧激活p53，导致神经元细胞凋亡，但也可能与血管新生有关。例如：当肿瘤细胞缺血时，细胞酸中毒，缺氧。这时p53可能通过破坏血管新生的促进与抑制的平衡状态、或者通过调节缺氧时HIF的活性影响血管新生。
已有报道：p53对于促进血管新生的因子如VEGF－A、FGF、MMP－1、COX－2和FAK（human focal adhesion kinase，人局部黏附激酶，表达于低分化的神经胶质瘤的内皮细胞中），具有抑制作用。其抑制作用可能发生在转录（FAK）或翻译水平（FGF）。p53也可以促进抑制血管新生的因子（如TSP－1、BAI1、MMP2和Eph2A）表达。另外在肿瘤细胞研究表明：突变型p53（mt p53）通过改变TSP－1／VEGF－A，抑制血管新生。另外缺少p53，有助于细胞在缺氧环境下存活。有研究表明：p53＋／＋的小鼠肿瘤对抑制血管新生的治疗反应性较p53－／－的小鼠肿瘤好。而这些提示p53可能调节HIF的活性。
1998年，An等在缺氧环境中培养McF7细胞，然后用免疫沉淀法，发现一种p53蛋白与HIF－1α相互结合的产物，并且在这些细胞中p53的激活需要HIF的参与（图6－5）。另外正常细胞在常氧环境下，促进HIF的表达，p53表达也增强。进一步研究表明，只有磷酸化的HIF与p53相互作用。HIF蛋白中有两个功能域与p53的DNA结合区作用。这两个功能域包含脯氨酸残基，与HIF的羟基化和pHVL结合有关。
但在正常的内皮细胞研究中的结果与上述不同：缺氧可以促进p53的活性，但不能通过HIF－1α和HIF－2α介导。这可能与细胞不同有关。另一个研究表明p53与HIF共同竞争结合协同催化剂P300，p53与P300的结合力高于HIF，这样，p53可以调节HIF的转录作用，调节其促进血管新生的作用。还有研究表明：高水平的p53活化导致mdm2介导的而非VHL依赖的HIF－1α降解。在这种情况下，p53可以看作是一种分子伴侣，有助于mdm2与HIF－1α连接，进而抑制HIF－1α的功能。这也可能解释p53＋／＋的移植物与p53－／－的移植物相比，有低水平的血管化。也许可以猜测，HIF与p53结合后，抑制mdm2介导的p53降解，增加p53的功能。但现在研究表明，在常氧状态下，mdm2也与HIF－1α结合。这些提示HIF和p53的调节是非常复杂的。
另外，p53还参与了Mds1／S1004A的促进血管新生的作用。Mds1可以促进血管内皮细胞移动和角膜新生血管。它可能有两个作用通路。一是激活内皮细胞广泛表达的MMP13胶原酶，促进细胞外基质降解。另外与p53的C－末端结合抑制其转录活性而增强它的抗凋亡功能，促进血管新生。
图6－5 p53与HIF的关系
（A）缺氧的正常细胞：缺氧或DNA损伤能激活HIF－1α和p53，缺氧能灭活脯氨酸羟化酶（proline hydroxylases，PHDs），进而刺激HIF－1α，活化部分基因表达；另外激活HIF－1α可以直接或间接的通过p53导致生长停滞。由于DNA损伤或缺氧，p53激活基因，导致细胞周期停滞或细胞凋亡。另外p53还通过激活抑制血管新生基因或抑制促血管新生基因表达。这样p53表达可以调节HIF介导的促血管新生作用。另外p53还可以通过促进mdm2的表达促进HIF的降解。这可以解释在缺氧情况下，正常细胞生长停滞，细胞凋亡
（B）在缺氧的肿瘤细胞，活性氧离子（reactive oxygen species，ROS）损伤DNA，但由于p53突变，限制了细胞对DNA损伤的反应。由于ROS和缺氧的刺激，HIF－1α的量和活性增强
除了上述基因参与血管新生外，还有一部分癌基因、原癌基因和抑癌基因参与血管新生的调控，如表6－1。
表6－1 参与血管新生调控的其他部分基因
综上所述，这些原癌基因、癌基因和抑癌基因对于血管新生的调控因素，总是增强促进血管新生的因素，如VEGF、angiogenin－3，bFGF，IL－8和IL－6等，并且以调节VEGF最多；减弱抑制血管新生的因素，如TSP－1；提示这些基因的激活总是促进血管新生。
（李贵洲 李文生 朱益华）