Ген p53 и его роль в раке

Содержание

• Функция гена p53
• Мутации гена p53
• Рак и мутации гена p53

Ген p53 (TP53) - это ген, который мутирован при многих раковых заболеваниях, и является наиболее распространенной генной мутацией, обнаруживаемой в раковых клетках. Ген представляет собой тип гена-супрессора опухолей, который кодирует белок, подавляющий развитие и рост опухолей. Как ген, который был назван «хранителем генома», когда он инактивирован, он также может играть роль в сохранении, росте и распространении развивающегося рака. Узнайте больше о функциях TP53, о том, как он предотвращает образование рака, как он может быть поврежден, а также о методах лечения, которые могут помочь восстановить его действие.

Ген p53 (p53) или его белки также называют опухолевым белком p53, клеточным опухолевым антигеном p53, фосфопротеином p53, антигеном NY-CO-13 или белком, связанным с трансформацией 53.

Функция гена p53

Есть два типа генов, которые важны в развитии и росте рака: онкогены и гены-супрессоры опухолей. Чаще всего накопление мутаций в обе онкогены и гены-супрессоры опухолей ответственны за развитие рака.

Онкогены против генов-супрессоров опухолей

Онкогены возникают, когда нормальные гены, присутствующие в организме (протоонкогены), мутируют, вызывая их активацию (постоянное включение). Эти гены кодируют белки, которые контролируют деление клеток, и активацию можно рассматривать как аналог застревания ускорителя в нижнем положении в автомобиле.

Гены-супрессоры опухолей, напротив, кодируют белки, которые функционируют для восстановления поврежденной ДНК (поэтому клетка не может стать раковой клеткой) или приводят к гибели (запрограммированной гибели клетки или апоптозу) клеток, которые не могут быть восстановлены ( поэтому они не могут стать раковыми клетками). Они также могут выполнять другие функции, важные для роста рака, например, играть роль в регулировании деления клеток или ангиогенеза (рост новых кровеносных сосудов для питания опухоли). Используя приведенную выше аналогию, гены-супрессоры опухолей можно рассматривать как тормоза автомобиля.

Тип гена-супрессора опухоли, с которым знакомо большинство людей, - это гены BRCA. Известно, что мутации гена BRCA связаны с развитием рака груди и других опухолей.

Как ген p53 предотвращает рак

P53 - это белок, основной функцией которого является восстановление ДНК с целью предотвращения передачи измененной ДНК дочерним клеткам. Когда повреждение ДНК слишком велико, чтобы его можно было исправить, белки Р53 сигнализируют клеткам о запрограммированной гибели клеток (апоптозе).

Усиление функции

Ген p53 мутирован примерно в 50% раковых клеток, но в дополнение к его роли в подавлении опухолей сами раковые клетки могут найти способы инактивировать и изменить ген, что приведет к новым функциям, которые помогают поддерживать рост рака. Они называются «приростом функций». Некоторые из этих приростов функций могут включать:

• Повышение устойчивости к лекарствам от рака
• Регулирование метаболизма (чтобы раковые клетки имели преимущество перед нормальными клетками)
• Содействие распространению опухоли (метастазы)
• Усиление роста опухоли
• Подавление апоптоза раковых клеток
• Вызвание нестабильности генома
• Облегчение ангиогенеза

Аналогия, описывающая ген P53

Очень упрощенный способ взглянуть на ген p53 - представить себя геном p53, а сантехника - одним из белков, которыми вы можете управлять. Если у вас протечка воды и вы «работаете нормально», вы сможете позвонить сантехнику по телефону. Затем сантехник может прийти к вам домой и либо отремонтировать протекающий кран, либо вы можете полностью удалить его, чтобы остановить утечку воды. Если вы не смогли позвонить (аналогично неисправному гену p53), сантехник не будет вызван, и утечка продолжится (аналогично делению раковых клеток). Кроме того, вы не сможете отключить воду, которая в конечном итоге затопит ваш дом.

После того, как ваш дом затопит, кран может начать свою жизнь, не позволяя вам его выключить, препятствуя приближению других водопроводчиков, ускоряя поток воды и добавляя новые протекающие трубы вокруг вашего дома, некоторые из которых даже не подключены к исходному дырявому крану.

Мутации гена p53

Мутация в гене p53 (расположенном на хромосоме 17) является наиболее распространенной мутацией, обнаруживаемой в раковых клетках, и присутствует более чем в 50% случаев рака. Разговоры о генных мутациях и раке, особенно о генах-супрессорах опухолей, сбивают с толку, потому что есть два основных типа: зародышевые и соматические.

Зародышевые линии против соматических мутаций

Мутации зародышевой линии (наследственные мутации) - это тип мутаций, с которыми люди могут беспокоиться, когда задаются вопросом, есть ли у них генетическая предрасположенность к раку. Мутации присутствуют с рождения и влияют на каждую клетку тела. Теперь доступны генетические тесты, которые проверяют наличие нескольких мутаций зародышевой линии, повышающих риск рака, таких как мутировавшие гены BRCA. Мутации зародышевой линии в гене TP53 необычны и связаны со специфическим раковым синдромом, известным как синдром Ли-Фраумени.

Люди с синдромом Ли-Фраумени часто заболевают раком в детстве или молодом возрасте, а мутация зародышевой линии связана с высоким риском развития рака в течение жизни, такого как рак груди, рак костей, рак мышц и т. Д.

Соматические мутации (приобретенные мутации) не присутствуют с рождения, а возникают в процессе превращения клетки в раковую. Они присутствуют только в типе клеток, связанных с раком (например, в клетках рака легких), а не в других клетках организма. Соматические или приобретенные мутации на сегодняшний день являются наиболее распространенными типами мутаций, связанных с раком.

Наследственные (зародышевые) и приобретенные (соматические) мутации генов

Как может быть поврежден ген p53 (инактивирован)

Ген р53 может быть поврежден (мутирован) вызывающими рак веществами в окружающей среде (канцерогенами), такими как табачный дым, ультрафиолетовый свет и химическое вещество аристолоховая кислота (при раке мочевого пузыря). Однако часто токсин, приводящий к мутации, неизвестен.

Что произойдет, если ген p53 будет инактивирован?

Если ген инактивирован, он больше не кодирует белки, которые выполняют указанные выше функции. Таким образом, когда другая форма повреждения ДНК происходит в другой области генома, повреждение не восстанавливается и может привести к развитию рака.

Рак и мутации гена p53

Мутации гена TP53 присутствуют примерно в 50% случаев рака в целом, но чаще встречаются при одних типах, чем при других. Мутации в гене p53 были одной из серьезных проблем при лечении рака, поскольку эти гены функционируют для поддержания стабильности генома. С функционирующим геном p53 могут возникать дальнейшие мутации, которые как ускоряют рост рака, так и придают устойчивость к лечению.

Рак, связанный с мутациями гена p53

Существует широкий спектр видов рака, связанных с мутациями в гене p53. некоторые из них включают:

• Рак мочевого пузыря
• Рак груди: ген TP53 мутирует примерно в 20-40% случаев рака груди.
• Рак головного мозга (несколько видов)
• Холангиокарцинома
• Плоскоклеточный рак головы и шеи
• Рак печени
• Рак легкого: ген TP53 мутирован в большинстве случаев мелкоклеточного рака легких.
• Колоректальный рак
• Остеосаркома (рак кости) и миосаркома (рак мышц)
• Рак яичников
• Адренокортикола карцинома

Однажды мутировавший, всегда мутировавший? Нацеленность на ген p53

Из-за большого значения мутации TP53 при раке исследователи искали способы реактивации гена. Хотя наука очень сложна, она развивается, и небольшие молекулы, известные как ингибиторы MDMX, сейчас проходят клинические испытания на людях с раком крови.

Это та область, в которой диетические подходы могут быть использованы и в будущем. В отличие от стратегии, лежащей в основе отмеченных малых молекул (которые ингибируют связывание MDM2 с p53), фитонутриенты в некоторых продуктах растительного происхождения могут напрямую снижать экспрессию MDM2. В лаборатории было обнаружено, что некоторые натуральные продукты изменяют экспрессию, при этом считается, что конкретный натуральный продукт работает при различных типах рака. Примеры включают флавоноид генистеин при раке простаты и груди, мелатонин при раке груди и куркумин (компонент куркумы) при раке простаты, легких и груди.

Слово от Verywell

Ген p53 - это ген, который при мутации играет большую роль во многих видах рака. Попытки реактивировать ген были непростыми, но наука достигла точки, когда ранние клинические испытания изучают лекарства, которые могут повлиять на его функцию. Кроме того, недавние исследования натуральных продуктов и функции гена p53 могут вдохновить тех, кто продвигает здоровую диету для людей, живущих с раком. Тем не менее, доказательства еще не на том этапе, когда исследователи могли бы давать диетические рекомендации.

Также важно проявлять осторожность, когда речь идет об этих натуральных продуктах. Не так давно, обнаружив, что люди, которые придерживаются диеты, богатой продуктами, содержащими бета-каротин, имеют более низкий риск развития рака легких, исследователи решили изучить потенциальное влияние добавок бета-каротина на риск. В отличие от снижения риска, наблюдаемого при приеме бета-каротина с пищей, бета-каротин в форме добавки был связан с повышенным риском развития заболевания.