三、癌基因产物的功能及其在癌变中的可能作用

在细胞癌变中,如果癌基因的作用起主导作用的话,除了癌基因必须激活这一前提外,更重要的是要知道癌基因的表达产物如何发挥作用。在癌基因研究中,目前已把重点转移到这一方面上来。但问题很多,目前在大多数问题上尚处于探索阶段,还未能形成某种观点或假说的“毛胚”。根据现在已知的产物种类,主要有四类:酪氨酸特异性蛋白激酶、膜

糖蛋白、结构蛋白和核内结合蛋白。谈论最多的是第一类产物的作用。如Src、abl、tps 和 tes 等癌基因的产物都是酪氨酸特异性蛋白激酶,以 Src 产物(称为 pp60)为例,pp60 可嵌入细胞膜并使底物磷酸化,改变疏水区的氨基酸顺序和膜的性质,有利于细胞转化。另外它也使一种与细胞骨架有关的蛋白质 VN(Vinculin)的酪氨酸残基磷酸化,使 VN 丧失调节微丝集合的能力,导致微丝的网状结构中心不能形成而使细胞形变。当然,上述解释不一定是全面或正确的,只是作为一种解释而已。以上解释的一个明显的缺陷是没有和相对应的基因变化事件联系起来,即癌基因产物酪氨酸激酶如何反过来触发形成转化细胞克隆优势的基因事件,更没有指出这种产物的作用是如何由细胞膜及通过什么传递途径将恶性信号传递到核内。

还有一种癌基因的产物是细胞膜上糖蛋白。这种产物很能引起人们的兴趣,因为膜表面糖蛋白可以认为是细胞的“天线”,是接受外界信息的关键部位之一。“天线”的质料不同或数量不同或结构不同,自然接受信息也不同。问题是癌基因制造出来的“天线”究竟与正常的细胞“天线” 在上述诸方面有什么不同?只有搞清这个问题,才可能进一步回答“什么样的‘天线’接受什么信息”的问题。另外,有的人想得更精细,认为癌基因制造出来的“天线”只是粗产品,最后安装在细胞表面前要经过一个加工过程,以便去掉一点什么和增加一点什么,变成特殊性质的“天线”, 因此了解这个加工过程往往比了解“天线”的粗制过程更重要。

一般而言,科学发明和创造具有一定的可预见性和必然性,但也有不少发明创造并不如此,癌基因与生长因子的关系就是这样。1983 年中,有一组研究人员在用电子计算机对癌基因产物与别的各种蛋白作比较时,无意地发现癌基因 sis 的产物与血小板生长因子 N 端结构极为一致。这是第

一次发现癌基因产物与一个已知功能的蛋白质因子相对应,并由此作为一个生长点,引出一个完全崭新的领域——癌基因与生长因子的研究。生长因子是促进细胞分裂和增殖的物质,这对于细胞转化是一个需要考虑的因素。以上的偶然发现使人们的眼界顿开茅塞,意识到癌基因通过生长因子

—生长因子受体—细胞内信息传递途径的作用很可能在诱导细胞癌变中起重要的作用,因为这一条信息传递线路不仅会接受异常的信息,而且还会干扰和破坏正常的信息传递和对异常信息起二级、三级或多级放大作用, 从而使细胞无法按正常的信息指令行事。按照这样一条思路,有些实验室相继发现有的癌基因产物是作为表皮生长因子受体起作用;有的是通过细胞表面的蛋白受体如转铁蛋白受体、血小板生长因子受体或胰岛素受体等而发挥作用。这些癌基因产物作用的分子过程之一是增加聚酸肌醇形成, 该物可以介导几种激素、神经递质及生长因子的信息传递。当聚磷酸肌醇系统被激活后,就释放出两种作为第二信使的产物,第二信使再引起一系列生理特性的改变。目前由于以上工作获得了进展,人们关注的热情正在势头上,估计会有更多的人参加到这一研究领域中来,特别是作为生长因子或生长因子受体或信息传递介质的癌基因产物,到底是作用于另外的细胞起作用还是与细胞本身的受体和传递介质直接起作用还是二者兼而有之,是颇为吸引人的课题。

尽管关于癌基因产物的生物学作用的研究已经取得了一些进展,但离问题的解决仍有一段很大的距离。首先,目前对很多癌基因的产物的基本性质还缺乏了解,如那些作为核内结合蛋白的产物的作用,基本上一无所知,而这类产物的作用又是不可忽略的;其次,由于细胞总是处于多酶反应体系的动态平衡之中,在这个平衡网中任何不平衡因素所引起的影响必然是连锁反应,经过一系列连锁反应后要么使不平衡因素的作用消除,达到新的动态平衡;要么不能达到新的动态平衡,使细胞发生代谢紊乱,导致最终的恶性变。因此,在考虑癌基因产物的作用时,似应把视野再放开阔一些,努力搞清这些产物对细胞内各种代谢过程的影响及其相互间的关联。只有做到这一点,我们才能仔细推敲癌基因产物作用的真实情况,并作出正确的评价。