抑癌蛋白

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抑癌蛋白(Tumor Suppressor Protein)是一类对细胞生长和分裂起负向调控作用的蛋白质,其编码基因被称为抑癌基因(Tumor Suppressor Gene, TSG)。如果将细胞比作一辆汽车,原癌基因是“油门”,抑癌基因就是“刹车”。

抑癌蛋白的主要功能包括:抑制细胞周期进程、促进 DNA 损伤修复以及在不可修复时诱导细胞凋亡。当抑癌基因发生“功能缺失性突变”(Loss-of-function mutation)或被表观遗传沉默时,细胞就会失去刹车机制,导致无限增殖并最终演变为恶性肿瘤。最著名的抑癌蛋白包括“基因组卫士”p53 和视网膜母细胞瘤蛋白 Rb

抑癌蛋白 · Cellular Brakes
Guardians of the Genome (点击展开)
                   核心法则:二次打击 (Two-Hit)
功能分类 看门人 (Gatekeepers)
看护人 (Caretakers)
突变性质 隐性 (需双等位基因失活)
明星分子 p53, Rb, PTEN
治疗策略 合成致死, 基因治疗
Knudson 的“二次打击”假说

1971年,Alfred Knudson 在研究视网膜母细胞瘤时提出了著名的“二次打击”假说(Two-Hit Hypothesis),解释了遗传性肿瘤与散发性肿瘤的区别:

  • 第一次打击(First Hit): 对于遗传性肿瘤患者,他们从父母一方继承了一个已经突变的抑癌基因(如 Rb)。此时患者全身细胞都处于“杂合子”状态(一好一坏),虽然还未发病,但极其脆弱。
  • 第二次打击(Second Hit): 在生长过程中,某个细胞的另一条正常等位基因发生了随机的体细胞突变(如杂合性丢失 LOH),导致“双刹车失灵”,肿瘤随即发生。
  • 意义: 这解释了为什么抑癌基因突变通常表现为隐性遗传,但在家族系谱中却呈现“显性”的癌症易感性。
抑癌家族的“名人堂”
蛋白名称 功能与病理关联
p53
(TP53)
• 基因组卫士:感应 DNA 损伤,阻滞细胞周期进行修复,修复失败则启动凋亡。
• 关联:超过 50% 的人类肿瘤存在 p53 突变。
Rb
(RB1)
• 周期检查点:结合并抑制 E2F 转录因子,阻止细胞从 G1 期进入 S 期。
• 关联:视网膜母细胞瘤、骨肉瘤、小细胞肺癌。
APC
• Wnt 通路抑制剂:负责降解 β-catenin,防止细胞过度增殖。
• 关联:家族性腺瘤性息肉病 (FAP),结直肠癌的起始事件。
BRCA1 / BRCA2
• DNA 修复者:负责通过同源重组(HR)修复 DNA 双链断裂。
• 关联:遗传性乳腺癌-卵巢癌综合征。
VHL
• 氧气感应器:E3 泛素连接酶,负责在富氧条件下降解 HIF。
• 关联:肾透明细胞癌、血管母细胞瘤。
缺失带来的机会:合成致死

与原癌基因(通常产生过度活跃的蛋白,可以用抑制剂阻断)不同,抑癌基因的问题在于“功能缺失”,这在传统药理学上很难“修补”或“复活”。

然而,科学家利用合成致死(Synthetic Lethality)原理找到了突破口。最典型的例子是针对 BRCA 突变的治疗:
原理:BRCA 突变的癌细胞已经丧失了同源重组修复能力,完全依赖另一种修复机制(PARP 通路)苟延残喘。
策略:使用 PARP抑制剂(如奥拉帕利)阻断其仅剩的修复途径,导致癌细胞 DNA 崩溃死亡,而正常细胞因保留有 BRCA 功能而不受影响。

       关键文献

[1] Knudson A G Jr. (1971). Mutation and cancer: statistical study of retinoblastoma. PNAS.
[里程碑]:Knudson 在这篇只有几页的论文中,通过统计学分析提出了“二次打击”假说,奠定了抑癌基因理论的基础。

[2] Hanahan D, Weinberg R A. (2011). Hallmarks of cancer: the next generation. Cell.
[综述]:将“逃避生长抑制因子”(Evading growth suppressors)列为癌症的核心特征之一,系统总结了 Rb 和 p53 的关键作用。

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