【摘要】 目的 探讨紫外线照射对抑癌基因P53表达 的影响。方法 以P53基因功能正常的舌癌细胞株为靶细胞,用不同 剂量的紫外线照射或相同剂量紫外线照射不同时间后,采用免疫沉淀法检测P53基因表达水 平的变化。结果 紫外线照射可诱导P53基因过度表达。P53基因的过 度表达在紫外线照射后可持续相当长一段时间。结论 外源性DNA损 伤因子可诱导P53基因表达;P53基因过度表达可能是细胞对外源性DNA损伤因子造成细胞基 因组DNA损伤的一种功能性反应。 【关键词】 紫外线 抑癌基因P53 过度表达
对正常口腔粘膜、癌前病变及口腔癌中P53基因表达研究发现,正 常口腔粘膜中基底细胞偶见P53阳性染色细胞,在单纯上皮增生到不同程度非典型上皮增生 中P53阳性细胞数量增多、范围扩大。在阳性染色舌癌中侵袭性强的肿瘤细胞几乎均为P53 阳性染色,肿瘤侵袭前沿细胞几乎均有P53基因的过度表达[1]。这些结果提示P53 基因的过度表达不一定意味着伴有P53基因的突变。P53基因的过度表达有时可能是对细胞环 境的一种反馈调节,是P53基因正常生物学功能的一种体现。 为进一步探讨P53基因的过度表达与细胞微环境的关系,本研究采用紫外线照射舌癌细胞Tca 83来分析紫外线对P53基因表达水平的影响。
材料和方法
一、细胞培养 舌癌细胞株Tca83(北京医科大学口腔医学院口外研究室惠赠,该细胞株P53基因未发生突变) 在RMPI1640培养基,15%牛血清,100u/ml青霉素G,100μg/ml链霉素,5%CO2,饱和湿度 条件下培养。当细胞生长铺满90mm培养皿面积的90%时用胰酶消化,将1×10细胞接种于35mm 培养皿中,培养2天。 二、紫外线照射、同位素标记 1.吸除培养液,将培养皿中细胞在紫外线下分别照射5、10、15、20、30分钟。照射后加入 含有25uCi/ml 35S标记甲硫氨酸的RMPI1640培养基培养2小时。吸除培养液,用PBS洗涤细 胞,培养皿中加入1ml PBS,将细胞刮下,移入1.5ml离心管中,离心收集细胞,吸去上 清,将细胞沉淀储存于-20℃冰箱中备用。 2.吸除培养液,将培养皿中细胞在紫外线下照射20分钟。加入完全培养基,在培养30、60、 90、120、180、240、360分钟时吸去培养液,加入含有25uCi/ml 35S标记甲硫氨酸培养液 标记30分钟,PBS洗涤细胞,将细胞刮下移入1.5ml离心管中离心收集细胞沉淀,沉淀于 -20℃冰箱中备用。 三、细胞提取物制备、免疫沉淀、SDS-PAGE、放射自显影。详细实验步骤参见《分子克隆》 [2]。
结 果
本研究用免疫沉淀法分析了紫外线照射对P53基因表达的影响。不同的紫外线照射 剂量(照射5、10、15、20、30分钟)均对P53蛋白表达水平产生影响,表现为P53蛋白表达水 平的显著提高(图1)。分析了相同照射剂量(20分钟)不同时间后(10、15、30、60、90、120 、180、240、360分钟)P53蛋白表达水平的变化,发现在紫外线照射后360分钟仍然可检测到 P53基因的表达(图2)。说明P53基因的过度表达可能是对紫外线对细胞基因造成损伤的一种 功能反应。

图1 紫外线照射舌癌细胞Tca83对P53基因表达的影响 1、2、3、5、7为照射5、10、15、20、30分钟后P53蛋白表达水平;4、6为Tca83 对照。

图2 紫外线照射Tca83后不同时间P53表达水平分析 1、2、4、6、7、8、9、10分别为照射后15、30、60、90、120、180、240、360分 钟时P53表达水平。3、5为Tca83对照及空白对照。
讨 论
P53基因在细胞周期循环中发挥重要作用。P53基因的异常表达已成为判断肿瘤预 后的一种标志。将野生型P53基因作为恶性肿瘤转基因治疗的首选基因已在人体多种组织来 源的肿瘤细胞株中进行了试验。初步研究结果显示野生型P53基因在不同程度上抑制了恶性 肿瘤细胞的生长。由此可见,抑癌基因P53这条通道是否通畅对细胞正常生长和增殖至关重 要。我们对口腔癌、癌前病变中P53基因表达研究中发现P53基因过度表达并不只局限于肿瘤 细胞,在正常或单纯上皮增生和基底细胞中亦存在过度表达。这提示我们P53基因的过度表 达可能与细胞受到外因刺激有关。本研究采用紫外线照射舌癌细胞Tca83,结果发现P53基因 表达明显提高,P53基因过度表达在紫外线照射后360分钟时仍然可以检测到。此结果一方面 说明紫外线照射可诱导P53基因过度表达,另一方面提示P53基因的表达可受外界因素影响。 但这种影响产生的机理尚不清楚。众所周知,紫外线照射可诱发皮肤癌,原因是紫外线可导 致细胞DNA损伤。P53基因的过度表达可能是对细胞DNA损伤的一种反应。即P53启动细胞DNA 修复系统使损伤DNA得以修复,以维护细胞基因组DNA的完整性。 研究发现一些DNA肿瘤病毒,如SV40、腺病毒、HPV病毒的大T抗原、EIB蛋白、E6蛋白可与P5 3蛋白形成复合物,这些蛋白与P53的结合是病毒进行自我复制所必需的过程[3]。S V40大T抗原与P53蛋白结合后使P53半衰期明显延长;腺病毒EIB蛋白与P53蛋白结合的结果使 P53蛋白快速降解;HPV16 E6蛋白亦具有此种特性。这些病毒基因产物与P53蛋白结合本质上 都是阻断P53调控细胞周期的同一个通道,使细胞生长失去控制发生转化甚至恶变。与其他 致突因子在本质上是不相同的。在DNA病毒感染的细胞中常会发现P53基因过度表达现象,这 也可能是P53基因拮抗病毒使细胞转化的功能体现。 在头颈部肿瘤中P53基因的过度表达常与P53基因突变密切相关。研究发现P53基因突变在头 颈部癌中主要以点突变或缺失常见。阐明P53基因突变或缺失的原因对癌的预防和治疗具有 深远意义。目前,有关这方面的研究还不多。通过分析作者认为生物因素,如病毒感染等造 成P53基因突变或部分基因的缺失的可能性极小。我们推测某些物理和化学因素可能是造成P 53基因突变的主要原因。如紫外线、电离辐射和化学诱变剂(如烟草等)均能造成DNA损伤。 这些因素造成的DNA损伤主要形式是碱基更替(点突变)、丢失、DNA骨架中磷酸二脂键断裂、 碱基间交联等。这些DNA损伤重者将导致细胞死亡或恶性转化。本研究间接证明紫外线照射 可造成细胞DNA损伤,而细胞DNA的损伤诱导P53基因的过度表达。P53基因过度表达的生物学 效应是使细胞进入G1期,使损伤的DNA有充分的时间进行修复。如果紫外线照射使P53基因亦 发生突变,无疑就丧失了对细胞周期的调节功能,意味着细胞可能发生恶性转化。皮肤癌中 P53基因突变率很高,可能与紫外线照射关系密切。 研究表明发生于口腔粘膜的鳞状细胞癌P53突变与吸烟关系密切。在动物实验中还发现DMBA 诱导的金黄地鼠舌癌中P53基因发生点突变。此外,一些化学物质可诱导ras基因突变[ 4];在NMBA(N-nitrosomethylbenzylamine)诱导的兔食道乳头状瘤中P53基因发生点突变 [5],这些结果提示某些口腔癌的发生与化学因素有关。口腔作为上消化道入口, 每天均遭受多种化学、物理及生物因素的刺激,其中某些致癌物质可能会对口腔粘膜细胞基 因组DNA造成损伤,导致P53基因的过度表达。当这些损伤累及到P53基因时,很可能会通过 阻断P53基因抑癌通道而发生恶性转化,最终发展成肿瘤。由此可见抑癌基因P53在口腔癌发 生中可能扮演着十分重要的角色。 |