约半数的癌症病患,其癌细胞内 TP53 基因都已发生突变而功能异常。TP53 是细胞修复 DNA 损伤所必须,有预防基因突变及癌症发生的功能而是一“抑癌基因”(Tumor suppressor gene)。然而最新研究显示 TP53 的重要性可能不仅于此,美国伊利诺大学的科学家发现,它也会影响动物的学习及行为,甚至与自闭症等精神疾病发生有关。该研究成果已于 9 月发表在《分子精神病学》(Molecular Psychiatry)杂志上。
由于 TP53 的关键地位,若它先天就已有缺损,罹癌风险将大幅提高,无论乳癌、脑瘤、恶性肉瘤、骨癌等多种癌症都可能发生,而且常于年轻时就发病。虽然先天 TP53 缺陷极为罕见,但是一般人也可能因工作环境或生活习惯等导致突变发生而罹癌。 也难怪 TP53 是癌细胞中最常发生突变的基因。
为什么 TP53 能帮助 DNA 修复及抑制癌症呢?其实它在细胞内会产生名为 p53 的“转录因子”(transcription factor),负有促进许多基因之表现的任务。p53 的活性在细胞 DNA 损伤时会被活化 ,并促进一系列具抑制细胞分裂能力的基因大量表现,使细胞停止分裂让细胞有时间将受损的 DNA 修复,不至将错误的遗传讯息复制到子细胞。若 DNA 损伤过于严重难以修复,p53 则会活化与细胞死亡有关之基因而导致细胞凋亡,避免“变坏”的细胞存留在体内祸患无穷。
记忆及学习,也需依赖神经细胞中多种转录因子的作用,以协调维持神经连结所需的基因表现。本次最新研究显示,p53 也是参与此过程的重要转录因子。研究团队最初发现,体外培养的神经细胞受到某些能模拟正常神经刺激的化学药物诱导时,p53 的含量会增加进而影响许多基因的表现。但是当研究团队将神经细胞中的 TP53 基因以遗传工程技术剔除后,这些细胞再以药物刺激时,则无法正常的调节基因之表现。
该团队进一步以大脑 p53 表现量不足的小鼠进行实验。研究结果表明,虽然 p53 减少后不会改变它们的运动能力或焦虑样行为,但重复行为显着增多,社交能力则会下降(类似自闭症的行为)。此外,这些小鼠的学习力和记忆力也变差了。研究人员更发现,这些小鼠神经细胞内许多有关于神经连结及神经发育之基因都因 p53 下降后而严重失调。
虽然此研究之前已有一些科学家发现,p53 在神经发育中扮演重要的角色,当其活性失调时会导致神经发育异常。但多数研究认为,p53 是透过调控神经细胞之生长及死亡而发挥影响力。本次最大的突破在于,研究团队发现 p53 本身会受神经活性所调节,并且会影响神经细胞的基因表现及小鼠的记忆及学习力,甚至与自闭症的发生有关。
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