p53基因的威名，肿瘤圈应该是无人不知无人不晓。
它几乎掌管着人类的「生杀大权」，从营养代谢、DNA的修复，到细胞的衰老、恶变和死亡都能看到它的身影，它是人体内抑制癌症发生的先锋。最新的研究显示，p53在发挥抑癌作用时影响着上千个其他基因表达的改变[1]，真正是牵一发而动全身。
就是这个基因，它在约50%的癌症患者体内突变了，是人体内突变频率最高的癌症相关基因。对于那些没有出现p53基因突变的癌症患者，他们的这个基因的活性也处于抑制状态。然而，目前科学家对这种基因突变或者活性抑制还束手无策。
正因如此，p53基因突变在我们的观念中，早已与癌症的发生关联起来。不过近日斯坦福大学的研究人员的最新发现，将彻底颠覆我们这一观念。LauraAttardi教授团队在p53基因上发现了一组「神突变」，竟然表现出来超级强大的抑癌效果，可以让“癌中之王”——胰腺癌在易感小鼠上400天内的患癌率都能从40%降至0[2]！400天都是小鼠的半辈子了，能预防五年生存率只有8%的胰腺癌[3]，简直厉害了！Attardi教授团队的这一重要发现，发表在10月9日的《细胞》子刊《癌细胞》上。
论文通讯作者LauraAttardi教授
Attardi教授的团队一直在努力攻克p53究竟是如何抑癌的这个谜题。2011年，团队就发现p53蛋白两个转录激活功能域中分别存在两组有趣的突变，她们把TAD1区的第25和第26个氨基酸分别换成谷氨酰胺和丝氨酸，把TAD2区的第53号和54号氨基酸换成谷氨酰胺和丝氨酸（下文为表述方便，简称TAD1区突变和TAD2区突变）。
小鼠p53基因两个TAD区突变的位置示意
如果TAD1和TAD2分别单独突变，她们观察到虽然影响了p53阻滞细胞周期、促凋亡等的作用，p53的抑癌效果依然没打折扣，这就奇怪了，竟然发现了影响其他功能却不影响抑癌效果的突变[4-5]。
但是研究人员发现，当上文所说的两个TAD突变一起存在时，p53就会完全失去抑癌功效，但TAD2区突变单独存在时则不会，这个区域是不是p53抑癌的核心区域呢？
于是研究人员利用胰腺癌易感小鼠模型[6]对比了TAD2区突变、p53野生型以及存在其他位点突变的5种小鼠的发病率。结果让人吃惊——只存在TAD2区突变的小鼠，在400天的随访期内无一患癌，存活率100%，而TAD2区未出现突变的小鼠患癌率已达40%。Attardi教授表示：“并不是说有这种突变的小鼠就永远不会患癌，但这一实验证明这种突变存在相当强的限制肿瘤生长能力。”[7]
不同基因型小鼠的患癌率对比，最上方或绿色线条即是患癌率为0的TAD2区突变组
其他4条不同颜色的线代表不同的没有TAD2区突变组
TAD2区突变如此厉害的原因何在呢？由于突变的位点是调控其他下游基因表达的区域，再结合之前的研究，研究人员对会受它影响的基因的表达水平进行了分析。她们发现与野生型p53基因相比，TAD2区突变可使许多基因的表达水平升高1.3倍以上，还会使另外103个基因进入超激活状态，而这103个基因似乎正是抑癌功能增强的原因所在。
进一步分析后，研究人员发现了16个表达水平变化与TAD2区突变密切相关的基因，其中已被发现与结直肠癌有关的非受体型蛋白酪氨酸磷酸酶14基因吸引了研究人员的注意[8]。此前有研究显示，Ptpn14可通过Hippo通路抑制胰腺癌发病过程中重要的致癌蛋白Yap[9-10]，因此研究人员认为TAD2区突变的p53→Ptpn14→Yap这条信号通路可能就是这种突变发挥强力抑癌作用的关键。
Ptpn14基因的表达水平在p53的TAD2区突变的激活下升高
这个结论是正确的吗？逐步验证就好了。在确定Ptpn14的确属于p53直接作用的基因后，研究人员向p53缺失的胰腺癌易感小鼠中导入了Ptpn14基因，发现即使没有p53调控，Ptpn14也可单独对细胞周期起到效果相近的阻断作用，从而对癌细胞的生长和增殖进行抑制。而敲除Ptpn14后，小鼠癌症细胞的增殖增幅与敲除p53时的效果相似，体现了Ptpn14在p53抑癌体系中的重要地位。
但是否真的有实际证据证明TAD2区突变的p53→Ptpn14→Yap这条的信号通路存在呢？研究人员对胰腺癌样本进行了免疫染色分析，发现在胰腺癌前必经的胰腺上皮不典型增生阶段的细胞中，Ptpn14基因表达水平显著升高，但一旦细胞开始向癌细胞阶段转化，Ptpn14的表达水平就急剧下降，与其抑癌的效果相符。
同时，Ptpn14在表达野生型p53基因的细胞中也出现明显降低，证明了Ptpn14对TAD2区突变的“忠贞”，此外，表达水平的改变也出现在了致癌蛋白Yap上，而且这样的现象可以在多种胃肠道癌症中被观察到。如果因突变出现了Ptpn14的表达水平升高，患者整体生存期还可改善，因此TAD2区突变的p53→Ptpn14→Yap通路的价值可能不限于胰腺癌治疗。
p53-Ptpn14-Yap通路对胰腺癌的作用
Attardi教授表示：“p53-Ptpn14-Yap通路应该是一种中心性的机制，p53基因影响着众多的抑癌过程，因此如果这种机制影响到Yap这一影响广泛的蛋白，可能对细胞行为产生广泛的影响，但如果说这是p53控制的唯一抑制胰腺癌机制也太草率，应当还有其他机制的参与。”
那么本次研究有着怎样的实际价值呢？
第一，相较此前被发现的p53过激活突变，TAD2区突变不仅可以抑癌，还不会对小鼠产生影响寿命[11]等副作用。因此如果开发一种模仿“超级抑癌突变”的药物，理论上可以达到同样的强力抑癌效果。
第二，在TAD2区突变的p53→Ptpn14→Yap通路中，p53失活，会导致Yap过度激活，促进癌症的生长，因此可以考虑利用Yap抑制剂治疗携带p53突变的癌症患者。这一块儿更大的优势是，现在已经有FDA已经批准的Yap活性抑制药物，或许从这个角度出发，我们可以更快的找到治疗p53失活的癌症患者。
Attardi教授的这一研究成果，不仅给我们解释了p53的抑癌分子机制，更是帮药物开发研究人员找到了非常好的抗癌靶点。由于p53基因突变分布如此之广泛，因此Attardi教授很有可能帮我们找到了传说中的癌症的「阿喀琉斯之踵」。
参考资料：
1.AndrysikZ,GalbraithMD,GuarnieriAL,etal.IdentificationofacoreTP53tranionalprogramwithhighlydistributedtumorsuppressiveactivity[J].GenomeResearch,2017,27(10):1645-1657.
2.http://www.cell.com/cancer-cell/fulltext/S1535-6108(17)30411-7
3.SiegelRL,MillerKD,JemalA.Cancerstatistics,2016[J].CA:acancerjournalforclinicians,2016,66(1):7-30.
4.BradyCA,JiangD,MelloSS,etal.Distinctp53tranionalprogramsdictateacuteDNA-damageresponsesandtumorsuppression[J].Cell,2011,145(4):571-583.
5.JiangD,BradyCA,JohnsonTM,etal.Fullp53tranionalactivationpotentialisdispensablefortumorsuppressionindiverselineages[J].ProceedingsoftheNationalAcademyofSciences,2011,108(41):17123-17128.
6.HingoraniSR,PetricoinEF,MaitraA,etal.Preinvasiveandinvasiveductalpancreaticcanceranditsearlydetectioninthemouse[J].Cancercell,2003,4(6):437-450.
7.http://med.stanford.edu/news/all-news/2017/10/study-uncovers-mutation-that-supercharges-tumor-suppressor.html
8.WangZ,ShenD,ParsonsDW,etal.Mutationalanalysisofthetyrosinephosphatomeincolorectalcancers[J].Science,2004,304(5674):1164-1166.
9.KapoorA,YaoW,YingH,etal.Yap1activationenablesbypassofoncogenicKrasaddictioninpancreaticcancer[J].Cell,2014,158(1):185-197.
10.WangW,HuangJ,WangX,etal.PTPN14isrequiredforthedensity-dependentcontrolofYAP1[J].Genesdevelopment,2012,26(17):1959-1971.
11.VanNostrandJL,BradyCA,JungH,etal.Inappropriatep53activationduringdevelopmentinducesfeaturesofCHARGEsyndrome[J].Nature,2014,514(7521):228.