临检基础：抑癌基因及其与细胞周期关系

抑癌基因（tumor suppressor gene）指正常细胞内存在的，能抑制细胞转化和肿瘤发生的一类基因群，当它们受到各种因子的作用失活后，细胞的生长分化失控，增加了细胞恶性转化的可能性。目前已分离克隆的抑癌基因有Rb、p53、p16、p33ING1、nm23、TIMP、KAI1、APH、MCC、APC、DCC、BRCA1等，最近被认为候选抑癌基因的有FHIT、PTEN/MMAC1/TEP1等。

Rb基因又名成视网膜细胞瘤基因， 是最早发现的一种抑癌基因， 定位于人染色体13q14上，编码的一组DNA结合蛋白与细胞分化的过程有关，具有抑制细胞转化的能力。与人类肿瘤相关性最高的基因目前认为是p53基因，该基因定位于17p13.1， 编码的核磷酸蛋白具有转录激活的作用，正常的p53基因具有抑制肿瘤细胞生长的作用，且DNA损伤后可触发细胞凋亡，防止恶变。近几年来发现的p16基因即多肿瘤抑制基因1（multiple tumor suppressor 1， MTS1） ，定位于人类多种恶性肿瘤频繁发生缺失的染色体区域9p21，p16表达产物的基本功能是作为细胞周期素依赖激酶4（cyclin dependent kinase 4，CDK4）抑制蛋白。

新近发现的抑癌基因p33ING1，定位于染色体11q33，需依赖于野生型p53，才能发挥细胞生长的抑制效应。而定位在人染色体5q21的抑癌基因MCC、APC在肺癌中经常表现为纯合性缺失，在小细胞肺癌（SCLC） 细胞系中发现，抑癌基因APH、MCC、APC的表达低下，提示它们可能与SCLC的形成有关。nm23、TIMP、KAI1基因的作用是抑制肿瘤转移。DCC（结直肠癌缺失基因）是在结肠癌中新发现的抑癌基因。 BRCA1抑癌基因主要与家族性乳腺癌和卵巢癌的发生有关。FHIT基因定位于人染色体3p14.2，与肺癌、乳腺癌、肠癌、胰腺癌等有关，染色体3p是乳腺癌、肺癌、卵巢癌等肿瘤的经常缺失区，抑癌基因APH也位于3p区（3p21.3）。PTEN/MMAC1/TEP1基因定位于人染色体10q23，在肺癌发现有突变。

抑癌基因的抑癌功能主要是通过在细胞增殖周期对细胞分裂和生长进行负调控，防止细胞周期失控变成无限制地增殖而实现的。

细胞周期中有两个重要的调节点，即G1-S和G2-M调节点。细胞周期的运行主要依赖于细胞周期依赖性激酶（CDK），该酶只有与细胞周期素（cyclins）结合才有活性，可促进细胞周期中G1→S和G2→M的转变。在细胞周期素中最有意义的是细胞周期蛋白D（cyclin D），它能激活CDK2、4、5，促进细胞由G1期进入S期，进行DNA合成。

目前认为p53、p16、Rb基因与G1-S调节点有关。p53基因的表达产物p53蛋白的作用机制主要是间接作用于细胞周期，p53可促进P21蛋白（CDK2的抑制剂）的表达，从而在细胞周期中抑制G1期至S期的转换，阻碍细胞进入DNA合成期，使细胞分裂和生长受到抑制。而p16具有直接的细胞生长抑制效应，p16与细胞周期蛋白D竞争同CDK4的结合，当p16与CDK4结合后，CDK4/cyclin复合物活性受到抑制，细胞分裂生长受阻。CDK/cyclin复合物对Rb蛋白具有磷酸化作用，Rb被磷酸化后其G1期停滞作用丧失，而Rb非磷酸化时可阻止细胞由G1期进入S期。