ban chØ ®¹o CT 33
bé khoa häc vµ c«ng nghÖ
b¸o c¸o tæng kÕt ®Ò tµi cÊp nhµ n−íc
øng dông c«ng nghÖ ph©n tö ®Ó nghiªn cøu
c¸c thay ®æi ë gen ng−êi vµ ®éng vËt
t¹i c¸c vïng sinh th¸i bÞ ¶nh h−ëng
trùc tiÕp cña chÊt ®éc mµu da cam
Chñ nhiÖm ®Ò tµi: PGS.TS. N«ng V¨n h¶i
ViÖn C«ng nghÖ sinh häc
ViÖn KHCN ViÖt nam
5774-M
23/4/2006
Hµ Néi – 2005
PhÇn 1: XuÊt xø, Môc tiªu vµ néi dung cña ®Ò tµi
1.1.XuÊt xø cña ®Ò tµi
Trong thêi kú chiÕn tranh t¹i ViÖt Nam, tõ n¨m 1961 ®Õn n¨m 1972, Mü
®· sö dông c¸c chÊt ®éc hãa häc, bao gåm chÊt da cam vµ nhiÒu chÊt kh¸c, cã
chøa mét t¹p chÊt siªu ®éc lµ 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD/
Dioxin). Mét l−îng khæng lå, −íc tÝnh ban ®Çu lµ 170 - 500 kg, chÊt dioxin (tÝnh
trªn tæng l−îng c¸c chÊt ®éc hãa häc) ®· ®−îc Mü r¶i vµo ViÖt Nam. Theo c«ng
bè míi ®©y nhÊt cña c¸c nhµ khoa häc t¹i Tr−êng §¹i häc Columbia, Mü, sè
l−îng chÊt ®éc hãa häc do Mü sö dông t¹i chiÕn tranh ViÖt Nam thùc ra cßn cao
h¬n rÊt nhiÒu, trong ®ã l−îng dioxin cã thÓ cao h¬n tõ 2 ®Õn 4 lÇn so víi c¸c
c«ng bè tr−íc ®©y (Stellman et al., 2003) vµ con sè nµy cã thÓ lªn tíi 1000 kg
(TrÇn Xu©n Thu, 2003).
¤ nhiÔm dioxin do chiÕn tranh hãa häc cña Mü ®Ó l¹i ®· vµ ®ang g©y ra
hËu qu¶ hÕt søc nÆng nÒ lªn m«i tr−êng sinh th¸i vµ ®Æc biÖt lµ ®èi víi søc khoÎ
con ng−êi ViÖt Nam. RÊt nhiÒu n¨m sau chiÕn tranh, c¸c nghiªn cøu cho thÊy
nång ®é dioxin trong c¬ thÓ ng−êi d©n sèng t¹i nh÷ng vïng sinh th¸i bÞ nhiÔm
chÊt ®éc hãa häc nÆng, nh− s©n bay Biªn Hoµ, vÉn cßn rÊt cao (Schecter et al.,
2001), c¸ biÖt cã ng−êi víi nång ®é dioxin lªn tíi 413 pg/g mì (Schecter et al.,
2002; Paepke et al., 2003). §Õn nay, ë ViÖt Nam ®· cã c¸c n¹n nh©n chÊt da
cam/ dioxin thÕ hÖ thø 2 (F1), thø 3 (F2) (Hoµng §×nh CÇu, 2002). VÊn ®Ò cùc
kú nghiªm träng lµ c¸c thÕ hÖ ng−êi ViÖt Nam tiÕp theo cã thÓ sÏ cßn ph¶i g¸nh
chÞu nh÷ng hËu qu¶ kh«n l−êng vÒ sù hñy ho¹i søc khoÎ, bÖnh di truyÒn, ung
th−, c¸c dÞ tËt bÈm sinh vµ nhiÒu c¨n bÖnh hiÓm nghÌo kh¸c.
Tõ n¨m 1980, Nhµ n−íc ®· thµnh lËp mét ñy ban chuyªn tr¸ch vÒ ®iÒu tra
¶nh h−ëng cña chiÕn tranh hãa häc do Mü tiÕn hµnh t¹i ViÖt Nam (ñy ban
10/80). H¬n 20 n¨m qua, c¸c ho¹t ®éng ®iÒu tra, nghiªn cøu cña ñy ban 10/80
còng nh− cña c¸c c¬ quan thuéc Bé Y tÕ (Tr−êng §¹i häc Y Hµ Néi, c¸c BÖnh
viÖn…), Bé Quèc phßng (Häc viÖn Qu©n y, Trung t©m NhiÖt ®íi ViÖt- Nga…)
vµ c¸c bé, ngµnh kh¸c vÒ ¶nh h−ëng cña chÊt da cam/ dioxin lªn søc kháe ng−êi
ViÖt Nam ®· thu ®−îc rÊt nhiÒu kÕt qu¶ quan träng (Hoµng §×nh CÇu et al. ,
2000; Phan ThÞ Phi Phi et al., 2000). §Æc biÖt, c¸c nghiªn cøu vÒ dÞch tÔ häc,
bÖnh lý l©m sµng… giai ®o¹n 1980 - 2000 lµ nh÷ng t− liÖu hÕt søc quý gi¸ vÒ
1
¶nh h−ëng cña dioxin lªn søc kháe con ng−êi. Tuy nhiªn, víi ®iÒu kiÖn kinh tÕ
n−íc ta trong thËp kû 80 vµ 90 cßn gÆp nhiÒu khã kh¨n, kinh phÝ cho nghiªn cøu
rÊt h¹n hÑp, ®ång thêi tr×nh ®é nghiªn cøu khoa häc trªn thÕ giíi vµo giai ®o¹n
nµy còng ch−a ph¸t triÓn, nªn kh«ng thÓ tiÕn hµnh s©u h¬n c¸c nghiªn cøu ¶nh
h−ëng cña dioxin ë møc ®é ph©n tö.
Trong t×nh h×nh míi, ngµy 1 th¸ng 3 n¨m 1999 Thñ t−íng ChÝnh phñ ®·
ban hµnh QuyÕt ®Þnh sè 33/1999/Q§-TTg vÒ viÖc thµnh lËp Ban ChØ ®¹o Quèc
gia kh¾c phôc hËu qu¶ chÊt ®éc hãa häc do Mü sö dông trong chiÕn tranh ë ViÖt
Nam. D−íi sù chØ ®¹o cña Ban ChØ ®¹o 33, Ch−¬ng tr×nh 33 cÊp Nhµ n−íc ®· vµ
®ang ®−îc thùc hiÖn. Mét trong nh÷ng h−íng quan träng nhÊt cña Ch−¬ng tr×nh
33 lµ nghiªn cøu s©u h¬n vÒ ¶nh h−ëng cña chÊt da cam/ dioxin lªn søc kháe con
ng−êi vµ t×m ra c¸c gi¶i ph¸p kh¾c phôc.
Tõ th¸ng 8 n¨m 2001, ViÖn C«ng nghÖ Sinh häc ®· b¾t ®Çu tham gia thùc
hiÖn mét ®Ò môc (sau nµy gäi lµ ®Ò tµi nh¸nh) “Nghiªn cøu ph¸t hiÖn c¸c thay
®æi gene ë n¹n nh©n bÞ nhiÔm dioxin vµ c¸c thÕ hÖ tiÕp theo (F1, F2) cña nh÷ng
n¹n nh©n bÞ ph¬i nhiÔm” thuéc ®Ò tµi “Nghiªn cøu c¸c biÕn ®æi vÒ mÆt di
truyÒn, miÔn dÞch, sinh ho¸, huyÕt häc vµ tån l−u dioxin trªn c¸c ®èi t−îng
ph¬i nhiÔm cã nguy c¬ cao” do PGS. TS. NguyÔn V¨n T−êng (Tr−êng §¹i häc
Y Hµ Néi) lµm Chñ nhiÖm. Võa qua, ®Ò tµi nµy ®· hoµn thµnh viÖc nghiÖm thu
cÊp Nhµ n−íc.
§ång thêi, theo QuyÕt ®Þnh sè 1373/Q§-BKHCNMT ngµy 03 th¸ng 8
n¨m 2001 vµ QuyÕt ®Þnh sè 25633/Q§ - BKHCNMT ngµy 14 th¸ng 11 n¨m
2001 cña Bé tr−ëng Bé Khoa häc - C«ng nghÖ vµ M«i tr−êng (nay lµ Bé Khoa
häc vµ C«ng nghÖ), ViÖn C«ng nghÖ Sinh häc ®· chÝnh thøc ®−îc giao chñ tr× ®Ò
tµi, víi tªn gäi “øng dông c«ng nghÖ ph©n tö ®Ó nghiªn cøu c¸c thay ®æi gene
ë ng−êi vµ ®éng vËt t¹i c¸c vïng sinh th¸i bÞ ¶nh h−ëng trùc tiÕp cña chÊt ®éc
mµu da cam” (Thêi gian thùc hiÖn: 2001-2004; Chñ nhiÖm: TS. N«ng V¨n H¶i).
1
1.2. Môc tiªu, néi dung vµ kÕt qu¶ nghiªn cøu
§Ò tµi ®∙ ®¨ng ký môc tiªu, néi dung vµ kÕt qu¶ nghiªn cøu nh− sau
(xem ThuyÕt minh ®Ò tµi):
- ThiÕt lËp Ng©n hµng DNA cña c¸c ®èi t−îng ng−êi bÞ nhiÔm chÊt ®éc
hãa häc do Mü sö dông trong chiÕn tranh ViÖt Nam ®Ó phôc vô cho c¸c nghiªn
cøu khoa häc l©u dµi.
- øng dông C«ng nghÖ ph©n tö (bao gåm C«ng nghÖ DNA vµ C«ng nghÖ
protein) ®Ó nghiªn cøu c¸c thay ®æi gene ë ng−êi: thay ®æi cÊu tróc (®ét biÕn) vµ
chøc n¨ng cña mét sè gene chän läc ë ph¶ hÖ cña c¸c gia ®×nh n¹n nh©n bÞ
nhiÔm dioxin vµ c¸c thÕ hÖ con ch¸u cña hä. §−a ra c¸c kÕt luËn khoa häc cã
tÝnh thuyÕt phôc cao vÒ ¶nh h−ëng dioxin ë møc ®é ph©n tö ®èi víi con ng−êi
còng nh− cã nh÷ng kiÕn nghÞ cÇn thiÕt vÒ biÖn ph¸p kh¾c phôc nh÷ng hËu qu¶
l©u dµi.
- Nghiªn cøu kh¶ n¨ng thay ®æi mét sè gene ë 2 loµi ®éng vËt thñy sinh
(c¸ tr¾m cá, c¸ trª...) ph©n bè t¹i vïng sinh th¸i chÞu ¶nh h−ëng cña chÊt ®éc hãa
häc do Mü sö dông trong chiÕn tranh t¹i ViÖt Nam. Trªn c¬ së ®ã, cã nh÷ng kÕt
luËn cã gi¸ trÞ khoa häc cao vÒ nguån « nhiÔm qua chuçi thøc ¨n, ®−a ra ®Þnh
h−íng vµ ®Ò xuÊt biÖn ph¸p kh¾c phôc.
1.3. Néi dung nghiªn cøu
A. Nghiªn cøu c¸c thay ®æi gene trªn ®èi t−îng ng−êi:
§èi t−îng nghiªn cøu: C¸c ph¶ hÖ n¹n nh©n trong gia ®×nh c¸c cùu
chiÕn binh (CCB) vµ ng−êi d©n ®· cã b»ng chøng bÞ ¶nh h−ëng trùc tiÕp cña
dioxin, vµ c¸c thµnh viªn trong gia ®×nh hä (bè mÑ, anh, chÞ em ruét, con, ch¸u)
víi c¸c chØ tiªu nh− sau:
1) N¹n nh©n ®· tõng sèng vµ lµm viÖc ë vïng bÞ r¶i, hoÆc ®iÓm nãng tõ
6 th¸ng trë lªn (theo Lª B¸ch Quang, Häc viÖn Qu©n y) ®· ®−îc c¸c c¬ quan
(Häc viÖn Qu©n y, UB 10-80…) nghiªn cøu vµ c«ng bè lµ cã b»ng chøng nhiÔm
®éc dioxin. C¸c n¹n nh©n ®· cã tiÒn sö bÞ ph¬i nhiÔm, hiÖn nay cã thÓ ®ang
sèng t¹i Hµ Néi, Hµ T©y, Th¸i B×nh, Qu¶ng TrÞ, Thõa Thiªn-HuÕ vµ c¸c
tØnh kh¸c. C¸c ®èi t−îng míi bÞ ph¬i nhiÔm, chñ yÕu c− tró t¹i khu vùc s©n
1
bay Biªn Hoµ vµ §µ N½ng. §èi chøng: lµ c¸c thµnh viªn kh«ng bÞ ph¬i nhiÔm
trong c¸c gia ®×nh ®ã.
2) §· vµ ®ang cã nh÷ng biÓu hiÖn bÖnh lý vµ l©m sµng ®Æc tr−ng cña 11
bÖnh cã liªn quan dÕn dioxin do Mü ®· c«ng bè.
3) Cã con, ch¸u trong gia ®×nh mang dÞ tËt bÈm sinh...
Ghi chó: MÉu m¸u tõ c¸c ph¶ hÖ n¹n nh©n ®−îc s−u tËp th«ng qua hîp
t¸c nghiªn cøu víi Häc viÖn Qu©n y (PGS. TS. Lª B¸ch Quang vµ céng sù)
Tr−êng §H Y Hµ Néi (GS.TSKH. Phan ThÞ Phi Phi, PGS. TS. NguyÔn V¨n
T−êng vµ céng sù, PGS. TS. TrÞnh V¨n B¶o), ViÖn HuyÕt häc truyÒn m¸u- BÖnh
viÖn B¹ch Mai (GS. TSKH. §ç Trung PhÊn), Bé Y tÕ (BS. TrÇn M¹nh Hïng,
nguyªn c¸n bé UB 10-80) vµ c¸c c¬ quan kh¸c.
- LËp Ng©n hµng DNA tõ c¸c ph¶ hÖ bÞ ¶nh h−ëng trùc tiÕp cña dioxin
phôc vô cho c¸c nghiªn cøu l©u dµi vÒ t¸c ®éng cña dioxin ®èi víi bé gene cña
ng−êi. Ng©n hµng nµy bao gåm Ýt nhÊt 100 - 400 mÉu DNA (bao gåm 20 - 50
ph¶ hÖ, trung b×nh mçi ph¶ hÖ trung b×nh 5 - 8 c¸ thÓ). §©y lµ vÊn ®Ò quan träng
vµ cÊp b¸ch hµng ®Çu, v× c¸c n¹n nh©n cã thÓ chÕt do tuæi giµ hoÆc bÖnh nÆng.
- Nghiªn cøu quy tr×nh t¸ch chiÕt, tinh chÕ vµ b¶o qu¶n l©u dµi DNA tõ
c¸c mÉu m¸u.
- Ph©n lËp, t¸ch dßng vµ ®äc tr×nh tù nucleotide cña mét sè gene quan
träng ë c¸c nhãm bÖnh nh©n vµ ®èi chøng nh−: TP53, AHR, CYP1A1, CYP1B1,
hOGG1, IgG, IgM, MSH2, p27KIP1, SOD...
- Ph©n tÝch ®ét biÕn vµ xö lý sè liÖu b»ng c¸c ch−¬ng tr×nh, phÇn mÒm
chuyªn dông.
- KÕt luËn vÒ ¶nh h−ëng cña dioxin lªn c¸c nhãm gene chän läc nãi trªn.
- Tæng kÕt, b¸o c¸o khoa häc, c«ng bè kÕt qu¶ trªn c¸c t¹p chÝ, héi nghÞ
quèc tÕ vµ trong n−íc.
B. Nghiªn cøu c¸c thay ®æi gene trªn c¸c ®èi t−îng ®éng vËt:
- Thu thËp mét sè mÉu ®éng vËt thñy sinh (c¸ tr¾m cá, c¸ trª) t¹i c¸c
®iÓm nãng, bÞ « nhiÔm nÆng: C¸c thñy vùc xung quanh s©n bay Biªn Hoµ, s©n
bay §µ N½ng); ®èi chøng lµ mÉu c¸ cïng loµi t¹i c¸c vïng kh¸c kh«ng bÞ «
nhiÔm. Sè l−îng mçi nhãm Ýt nhÊt lµ 3 - 5 mÉu.
1
- Ph©n lËp, t¸ch dßng, vµ ®äc tr×nh tù nucleotide cña mét sè gene, nh−:
AHR, CYP1A1, TP53... ë c¸c mÉu c¸ nãi trªn.
- Ph©n tÝch ®ét biÕn vµ xö lý sè liÖu b»ng c¸c ch−¬ng tr×nh, phÇn mÒm
chuyªn dông.
- KÕt luËn vÒ ¶nh h−ëng cña dioxin lªn c¸c gene chän läc ë c¸.
- Tæng kÕt, b¸o c¸o khoa häc, c«ng bè kÕt qu¶ trªn c¸c t¹p chÝ, héi nghÞ
quèc tÕ vµ trong n−íc.
1.4. Yªu cÇu khoa häc ®èi víi s¶n phÈm
STT
Tªn s¶n phÈm
1
Ng©n hµng DNA ng−êi bÞ nhiÔm
dioxin vµ ®èi chøng
2
Bé s−u tËp c¸c ®o¹n gene ng−êi
ViÖt Nam bÞ ¶nh h−ëng cña
dioxin n»m trong vector chän
dßng
3
4
5
6
Tr×nh tù c¸c ®o¹n gene (AHR,
CYP1A1,
CYP1B1,
MSH2,
p27KIP1, p53, hOGG1, SOD,
IgG, IgM) trong ph¶ hÖ ng−êi bÞ
nhiÔm chÊt ®éc dioxin
B¸o c¸o tæng quan c¸c nghiªn cøu
vÒ t¸c h¹i cña dioxin ®èi víi hÖ
gene ë ng−êi
Tµi liÖu b¸o c¸o tæng quan c¸c
nghiªn cøu vÒ t¸c h¹i cña dioxin
®èi víi hÖ gene trªn c¸ tr¾m cá vµ
c¸ trª
B¸o c¸o khoa häc t¹i c¸c Héi nghÞ
khoa häc trong n−íc
Yªu cÇu khoa häc
C¸c chÕ phÈm DNA genome
ng−êi tõ c¸c ph¶ hÖ bÞ nhiÔm
dioxin (100 - 400 mÉu); 0,3- 0,5
mg DNA tinh khiÕt/mÉu; cã thÓ
b¶o qu¶n ®−îc l©u dµi
C¸c plasmid (pBSKS-, pCRIIvector) tinh khiÕt (0,5 - 1
mg/mÉu); c¸c chñng E. coli
mang c¸c ®o¹n gene AHR,
CYP1A1, CYP1B1, MSH2,
p27KIP1, p53, hOGG1, SOD,
IgG, IgM...
C¸c tr×nh tù gene ®−îc ®¨ng ký
trong c¸c Ng©n hµng tr×nh tù
gene quèc tÕ EMBL(EBI)/
Genbank/ DDBJ
Ph©n tÝch ®Çy ®ñ chÝnh x¸c c¸c
kÕt qu¶ nghiªn cøu trong vµ
ngoµi n−íc
Ph©n tÝch khoa häc ®Çy ®ñ chÝnh
x¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu trong vµ
ngoµi n−íc
KÕt qu¶ khoa häc cã gi¸ trÞ cao
1
7
8
9
10
B¸o c¸o khoa häc t¹i c¸c Héi nghÞ
khoa häc quèc tÕ
C«ng bè (bµi b¸o khoa häc) trong
n−íc
C«ng bè (bµi b¸o khoa häc) quèc
tÕ
KÕt qu¶ khoa häc cã gi¸ trÞ cao
KÕt qu¶ khoa häc cã gi¸ trÞ cao
KÕt qu¶ khoa häc ®¹t tr×nh ®é
khu vùc vµ quèc tÕ
§−a ra ®−îc nh÷ng b»ng chøng
B¸o c¸o tæng kÕt nghiÖm thu ®Ò cô thÓ vµ kÕt luËn x¸c ®¸ng vÒ
c¸c ¶nh h−ëng ë møc ®é gene ë
tµi
ng−êi vµ ®éng vËt
1
PHÇn 2. Tæng quan tµi liÖu
2.1. T¸c ®éng/ ¶nh h−ëng cña TCDD/ DIOXIN
TCDD/ Dioxin lµ mét chÊt siªu ®éc, th−êng lÉn t¹p trong thµnh phÇn cña
thuèc b¶o vÖ thùc vËt, còng nh− sinh ra trong chÊt th¶i c«ng nghiÖp, c¸c qu¸
tr×nh xö lý (®èt) r¸c th¶i, trong khãi thuèc l¸... XÐt vÒ ®éc tÝnh, dioxin chØ ®øng
sau c¸c chÊt th¶i phãng x¹. Thêi gian b¸n hñy cña dioxin trong c¬ thÓ ng−êi lµ 8
n¨m r−ìi, thËm chÝ l©u h¬n.
T¸c ®éng cña dioxin g©y hËu qu¶ hÕt søc nghiªm träng ®èi víi m«i tr−êng
sinh th¸i vµ ®Æc biÖt lµ ®èi víi søc kháe con ng−êi. Nh÷ng hËu qu¶ trªn ng−êi vµ
®éng vËt do dioxin g©y ra bao gåm: c¸c bÖnh ung th−, suy gi¶m miÔn dÞch, rèi
lo¹n chøc n¨ng thÇn kinh, qu¸i thai, dÞ tËt bÈm sinh vµ nhiÒu bÖnh tËt kh¸c.
Dioxin lµ t¸c nh©n g©y ung th− (carcinogen)!
Tõ n¨m 1997, C¬ quan Nghiªn cøu Ung th− Quèc tÕ (International
Agency for Research on Cancer - IARC) vµ Tæ chøc Y tÕ ThÕ giíi (World
Health Organization - WHO) ®· liÖt kª dioxin vµo Danh s¸ch c¸c chÊt g©y ung
th− nhãm 1 (nhãm cao nhÊt), tøc lµ nhãm ®· ®−îc x¸c nhËn (cã ®ñ b»ng chøng)
lµ chÊt g©y ung th− trªn ng−êi (McGregor et al., 1998).
Dioxin lµ t¸c nh©n ®éc ph«i/ thai (teratogen)!
C¸c nghiªn cøu trªn nhiÒu loµi ®éng vËt nh− gµ, chuét nh¾t, chuét cèng,
thá… vµ kÓ c¶ ë khØ (lµ ®éng vËt rÊt gÇn víi ng−êi vÒ ph−¬ng diÖn tiÕn hãa) ®Òu
cho thÊy dioxin cã t¸c ®éng g©y ®éc ph«i/ thai (s¶y thai, chÕt thai…) (Chuyªn
kh¶o ®éc häc, 2002).
Dioxin cã ph¶i lµ t¸c nh©n g©y ®ét biÕn (mutagen) vµ ®éc gene
(genotoxic) hay kh«ng?
Sù rèi lo¹n vÒ chøc n¨ng c¸c gene ®· ®−îc nghiªn cøu rÊt nhiÒu. Theo c¸c
sè liÖu nghiªn cøu tõ nhiÒu n¨m cña c¸c nhµ khoa häc trªn thÕ giíi, dioxin t¸c
®éng trùc tiÕp lªn tÕ bµo chñ yÕu th«ng qua mét chÊt (protein) thô c¶m (thô thÓ)
cã tªn lµ Aryl Hydrocarbon Receptor (AHR). Ngoµi ra, cã thÓ tån t¹i c¬ chÕ t¸c
®éng kh¸c (kh«ng qua AHR).
1
2.2. C¬ chÕ t¸c ®éng cña dioxin ë møc ®é ph©n tö
Nh÷ng n¨m gÇn ®©y, víi sù ph¸t triÓn m¹nh mÏ cña Sinh häc ph©n tö vµ
C«ng nghÖ gene, ng−êi ta ®· vµ ®ang lµm s¸ng tá ®−îc nhiÒu vÊn ®Ò trong c¬ chÕ
ph©n tö cña t¸c ®éng tøc thêi (trùc tiÕp) còng nh− hËu qu¶ l©u dµi tiÕp theo (gi¸n
tiÕp) cña dioxin ®èi víi cÊu tróc vµ chøc n¨ng cña c¸c gene vµ s¶n phÈm cña
chóng (protein/enzyme). Cã thÓ ph©n biÖt c¸c t¸c ®éng nµy theo 2 nhãm: rèi lo¹n
vÒ chøc n¨ng c¸c gene vµ t¸c ®éng ®ét biÕn (®éc gene - genotoxicity).
2.2.1. Sù rèi lo¹n vÒ chøc n¨ng c¸c gene
C¬ chÕ t¸c ®éng cña dioxin lªn tÕ bµo th«ng qua AHR ®· ®−îc nghiªn cøu
rÊt kü vµ ®−îc khoa häc thõa nhËn. C¸c nghiªn cøu cho thÊy khi tiÕp xóc víi
dioxin, trong tÕ bµo x¶y ra sù biÓu hiÖn t¨ng c−êng gene m· hãa AHR kÌm theo
c¸c rèi lo¹n vÒ sù biÓu hiÖn (thay ®æi qu¸ tr×nh phiªn m·) cña hµng lo¹t gene
tham gia vµo qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn sù sinh tr−ëng cña tÕ bµo (cell growth
control), còng nh− c¸c gene tham gia vµo chu tr×nh ph©n bµo (cell cycle), nh−:
TGF (Transforming Growth Factor), cyclin A, c-myc...
Th«ng qua AHR, dioxin ho¹t hãa sù biÓu hiÖn c¸c gene nh−: cytochrome
P4501A1 (CYP1A1), Plasminogen Activator Inhibitor-2 (PAI-2)… Trong khi
®ã, nã l¹i lµm suy gi¶m (øc chÕ) biÓu hiÖn gene m· hãa yÕu tè sinh tr−ëng
chuyÓn hãa TGF-beta2... KÕt qu¶ lµ qu¸ tr×nh ph©n bµo bÞ rèi lo¹n g©y nªn c¸c
hËu qu¶ tiÕp theo rÊt ®a d¹ng. Dioxin cßn lµm thay ®æi (øc chÕ, gi¶m biÓu hiÖn)
gene m· hãa Glucose Transporter- 4 (GLUT-4, protein vËn chuyÓn ®−êng
glucose).
Dioxin ®Æc biÖt nguy hiÓm khi t¸c ®éng lªn c¸c gene cña c¸c tÕ bµo sinh
s¶n. Nã b¸m vµo chÊt thô c¶m hormone (hormone receptor) cña tÕ bµo, lµm thay
®æi chøc n¨ng vµ c¬ chÕ di truyÒn cña tÕ bµo, g©y ra hµng lo¹t hËu qu¶ nh−: lµm
thay ®æi biÓu hiÖn gene m· ho¸ 17-20 lyase g©y gi¶m l−îng hormone cña tÕ bµo
trøng nh− progesterone (P) vµ estradiol (E2) dÉn ®Õn c¸c hËu qu¶ nghiªm träng;
t¸c ®éng lªn sù ph¸t triÓn cña tinh hoµn (g©y teo), cã b»ng chøng cho thÊy gene
m· ho¸ Src kinase ®ãng vai trß quyÕt ®Þnh trong qu¸ tr×nh nµy. Mét gene míi
®−îc ph¸t hiÖn liªn quan ®Õn t¸c ®éng cña dioxin m· hãa cho protein cã tªn lµ
25-Dx (thuéc siªu hä protein: cytokine/ yÕu tè sinh tr−ëng/ chÊt thô c¶m
prolactin) cã thÓ g¾n víi progesterone (P), lµ chÊt thô c¶m cña hormone nµy. T¸c
®éng cña dioxin lªn c¸c gene nhÊt ®Þnh ®«i khi cßn phô thuéc vµo giíi tÝnh:
1
ch¼ng h¹n dioxin lµm t¨ng ho¹t tÝnh Tyrosine Kinase (TK) ë con ®ùc, trong khi
l¹i lµm gi¶m ho¹t tÝnh nµy ë con c¸i. Dioxin cã thÓ liªn quan ®Õn sù ph¸t sinh vµ
ph¸t triÓn cña nhiÒu bÖnh ung th−, th«ng qua c¸c thay ®æi ë c¸c gene quan träng
nh− TP53, p27KIP1, p21/waf1, cdc2 p34 kinase vµ cdk4.
2.2.2. T¸c ®éng ®ét biÕn (®éc gene - genotoxicity)
MÆc dï vÉn ch−a cã b»ng chøng vÒ ®ét biÕn gene trªn ng−êi, nh−ng c¸c
nghiªn cøu trªn chuét thùc nghiÖm xö lý dioxin cho thÊy, khi x©m nhËp vµo tÕ
bµo, dioxin cã thÓ chuyÓn hãa, t−¬ng t¸c víi c¸c protein-enzyme vµ gene kh¸c,
g©y nªn thay ®æi trong DNA, dÉn ®Õn c¸c ®ét biÕn vµ thËm chÝ tö vong sau 34
ngµy.
®Æc biÖt, thÝ nghiÖm trªn chuét cßn cho thÊy dioxin g©y ra sù oxy hãa c¸c
baz¬ nit¬ trong thµnh phÇn nucleic acid, chuyÓn ®æi Guanosine thµnh 8hydroxydeoxyguanosine vµ qu¸ tr×nh söa ch÷a ph©n tö sau ®ã kh«ng thµnh c«ng
cã thÓ dÉn ®Õn sai lÖch ë c¸c vÞ trÝ cña baz¬ nµy trong gene (Shertzer et al.,
1998). T×nh tr¹ng bÞ oxy ho¸ th¸i qu¸ (oxidative stress) (Muskhelishvili et al.,
2001; Slezak et al., 2000; Hassoun et al., 2001) cã thÓ lµ mét trong nh÷ng c¬ chÕ
quan träng g©y ra nh÷ng thay ®æi gene (biÕn dÞ vµ di truyÒn l¹i cho c¸c thÕ hÖ
con c¸i) cÇn ph¶i ®−îc tËp trung nghiªn cøu trªn c¸c n¹n nh©n bÞ nhiÔm dioxin.
Gi¶ thuyÕt vÒ c¬ chÕ ph¸ hñy DNA bëi dioxin th«ng qua viÖc t¹o ra c¸c
gèc tù do vµ ¶nh h−ëng cña qu¸ tr×nh söa ch÷a DNA bÞ háng lªn chu tr×nh ph©n
bµo, sù ph¸t sinh ung th− vµ ®ét biÕn gene ®−îc tr×nh bµy trªn H×nh 1 vµ 2.
H×nh 1: T¸c ®éng cña dioxin lªn DNA th«ng qua viÖc t¹o ra c¸c gèc tù do
1
H×nh 2: C¸c ¶nh h−ëng cña sù thay ®æi DNA trong tÕ bµo
2.3. C¸c bÖnh cã liªn quan ®Õn dioxin
GÇn ®©y, ViÖn Y häc thuéc ViÖn Hµn l©m Khoa häc Hoa Kú (Catlin,
2003) ®· cã b¸o c¸o tæng hîp vÒ c¸c bÖnh cã liªn quan vµ kh«ng liªn quan ®Õn
sù ph¬i nhiÔm dioxin nh− sau:
Møc 1: Cã b»ng chøng chÝnh x¸c vÒ sù liªn quan (tæng sè cã 5 bÖnh,
trong ®ã cã 4 bÖnh ung th− tæ chøc mÒm). C¸c b»ng chøng ®ñ ®Ó kÕt luËn r»ng
cã sù liªn quan râ rµng gi÷a dioxin víi c¸c hËu qu¶ cña nã trong ®ã ®· lo¹i trõ ®i
kh¶ n¨ng vÒ sù may rñi, lÇm lÉn hay thµnh kiÕn. D−íi ®©y lµ nh÷ng bÖnh ®· cã
b»ng chøng ch¾c ch¾n vÒ mèi liªn quan gi÷a sù ph¬i nhiÔm dioxin vµ nh÷ng hËu
qu¶ vÒ søc kháe sau ®ã.
1. Ung th− b¹ch cÇu tÕ bµo lympho m·n tÝnh (Chronic lymphocytic
leukemia, CLL)
2. Sarcom/ ung th− m« mÒm (Soft- tissue sarcoma)
3. U lympho kh«ng Hodgkin (Non-Hodgkin's lymphoma)
4. U lympho Hodgkin (Hodgkin's lymphoma)
5. BÖnh ban clo (Chloracne)
Møc 2: Cã b»ng chøng mang tÝnh chÊt gîi ý cã liªn quan (tæng sè cã 7
bÖnh, trong ®ã cã 3 bÖnh ung th−). C¸c b»ng chøng nµy mang tÝnh chÊt gîi ý v×
ch−a lo¹i trõ mét c¸ch hoµn toµn kh¶ n¨ng vÒ sù may rñi, lÇm lÉn hay thµnh
kiÕn. VÝ dô, cã Ýt nhÊt mét nghiªn cøu cã chÊt l−îng cao chØ ra 1 liªn quan trùc
tiÕp, cßn mét sè nghiªn cøu kh¸c th× ch−a ch¾c ch¾n. Sau ®©y lµ nh÷ng bÖnh ®·
1
cã b»ng chøng h¹n chÕ hay mang tÝnh gîi ý vÒ sù liªn quan gi÷a dioxin víi hËu
qu¶ vÒ søc kháe.
6. Ung th− hÖ h« hÊp (phæi, khÝ qu¶n, phÕ qu¶n, thanh qu¶n)
(Respiratory cancer of lung or bronchus, larynx, and trachea)
7. Ung th− tiÒn liÖt tuyÕn (Prostatic cancer)
8. §a u tñy x−¬ng (Multiple myeloma)
9. BÖnh thÇn kinh ngo¹i vi cÊp tÝnh vµ b¸n cÊp tÝnh tho¸ng qua (Acute
and subacute transient peripheral neuropathy)
10. Rèi lo¹n chuyÓn hãa porphyrin (Porphyria cutanea tarda)
11. TiÓu ®−êng kh«ng phô thuéc insulin (typ 2) (Type 2 diabetes)
12. Nøt gai ®èt sèng ë con c¸i c¸c cùu chiÕn binh (Spina bifida in the
children of veterans)
§¸ng chó ý lµ, khi tÝnh trªn tæng sè 12 bÖnh ë Møc 1 vµ 2 (nghÜa lµ c¸c
bÖnh cã b»ng chøng liªn quan ®Õn dioxin râ rµng vµ t−¬ng ®èi râ rµng) cã 7
bÖnh ung th−, chiÕm tû lÖ 58,3%.
Møc 3: Cã b»ng chøng kh«ng ®Çy ®ñ ®Ó x¸c ®Þnh cã liªn quan hay kh«ng
(tæng sè cã 26 bÖnh, trong ®ã cã 11 bÖnh ung th−). Sau ®©y lµ nh÷ng bÖnh cã
b»ng chøng nh−ng ch−a ®ñ m¹nh vÒ chÊt l−îng, ®é tin cËy vµ ®é tháa m·n ®Ó kÕt
luËn vÒ sù liªn quan hay kh«ng liªn quan.
13. Ung th− gan mËt (Hepatobiliary cancer)
14. Ung th− mòi hoÆc mòi hÇu/ tÞ hÇu (Nasal or nasopharyngeal
cancer)
15. Ung th− x−¬ng (Bone cancer)
16. Ung th− vó (Breast cancer)
17. Ung th− hÖ sinh s¶n n÷ (cæ tö cung, tö cung, buång trøng) (Female
reproductive cancer)
18. Ung th− bµng quang tiÕt niÖu (Urinary bladder cancer)
19. Ung th− thËn (Renal cancer)
20. Ung th− tinh hoµn (Testicular cancer)
21. Ung th− b¹ch cÇu (kh¸c víi CLL) (Leukemia (other than CLL))
22. Ung th− da (Skin cancer)
23. S¶y thai tù nhiªn (Spontaneous abortion)
24. DÞ tËt bÈm sinh (Birth defects (other than spina bifida))
25. Thai chÕt l−u vµ chÕt sau sinh 6 tuÇn (Neonatal or infant death and
1
stillbirth)
26. TrÎ sinh thiÕu c©n (Low birthweight)
27. Ung th− b¹ch cÇu cÊp tÝnh dßng tñy ë trÎ s¬ sinh (Childhood
cancer in offspring, including acute myelogenous leukemia)
28. DÞ d¹ng tinh trïng vµ v« sinh (Abnormal sperm characteristics and
infertility)
29. Rèi lo¹n nhËn thøc vµ t©m lý tri gi¸c (Cognitive and
neuropsychiatric disorders)
30. Rèi lo¹n vËn ®éng hoÆc phèi hîp vËn ®éng (Motor or coordination
dysfunction)
31. Rèi lo¹n hÖ thÇn kinh ngo¹i biªn m·n tÝnh (Chronic peripheral
nervous system disorders)
32. Rèi lo¹n chuyÓn hãa vµ tiªu hãa (thay ®æi vÒ c¸c enzyme trong gan
vµ dÞ th−êng lipid, loÐt) (Metabolic and disgetive disorders (changes
in liver enzymes, lipid abnormalities, and ulcers)
33. Rèi lo¹n hÖ miÔn dÞch (øc chÕ miÔn dÞch vµ tù miÔn) (Immune
system disoders (immune suppression and autoimmunity))
34. Rèi lo¹n hÖ tuÇn hoµn (Circulatory disorders)
35. Rèi lo¹n hÖ h« hÊp (Respiratory disorders)
36. ø ®äng chÊt d¹ng tinh bét nguyªn ph¸t typ AL (AL-type primary
amyloidosis)
37. L¹c néi m¹c tö cung (Endometriosis)
38. T¸c ®éng ®Õn h»ng ®Þnh néi m«i tuyÕn gi¸p (Effects on thyroid
homeostasis)
Møc 4: Cã b»ng chøng h¹n chÕ hay gîi ý lµ kh«ng liªn quan (gåm 2
nhãm bÖnh ung th−). C¸c nghiªn cøu ®Çy ®ñ trªn tÊt c¶ møc ®é ph¬i nhiÔm mµ
con ng−êi gÆp ph¶i ®· kh«ng chØ ra mét sù ¶nh h−ëng trùc tiÕp nµo th× ®−îc kÕt
luËn lµ kh«ng ¶nh h−ëng.
39. Ung th− hÖ tiªu hãa (d¹ dµy, tôy, ®¹i trµng, trùc trµng)
(Gastrointestinal tumor (stomach cancer, pancreatic cancer, colon
cancer, rectal cancer))
40. Ung th− n·o (Brain tumors)
1
2.4. Tæng quan vÒ c¸c gene ®· chän
2.4.1. Gene m∙ hãa TP53 - chÊt ¸p chÕ ung th−
Vai trß cña TP53: Ng−êi b¶o vÖ cña genome (The guard of genome).
ë ng−êi, gene m· hãa TP53 n»m trªn nhiÔm s¾c thÓ (NST) sè 17 t¹i vÞ trÝ
17p13. Gene nµy m· hãa cho TP53 cã kÝch th−íc 393 amino acid (aa), víi cÊu
tróc bao gåm: vïng g¾n DNA ®Æc hiÖu, vïng oligomer hãa vµ vïng phosphoryl
hãa.
Khi kiÓm tra thÊy cã sù sai háng DNA, TP53 ngõng chu kú ph©n bµo t¹i
c¸c ®iÓm kiÓm so¸t (checkpoint) vµ ho¹t hãa c¸c gene m· hãa c¸c enzyme cã
chøc n¨ng söa ch÷a sai háng DNA. NÕu DNA ®−îc söa ch÷a hoµn chØnh, chu kú
tÕ bµo ®−îc tiÕp tôc. NÕu DNA kh«ng ®−îc söa ch÷a, tÕ bµo sÏ chÕt theo c¬ chÕ
“chÕt tÕ bµo theo ch−¬ng tr×nh” (apoptosis).
NÕu TP53 bÞ sai háng hoÆc mÊt chøc n¨ng th× c¸c tÕ bµo mang DNA sai
háng vÉn ®−îc nh©n lªn mang theo c¸c ®ét biÕn cã h¹i. §©y lµ c¬ chÕ g©y ra ung
th−. C¸c nghiªn cøu cho thÊy h¬n 50% tr−êng hîp ung th− ë ng−êi lµ do cã sù
sai háng cña gene m· hãa TP53. Do ®ã, TP53 cßn ®−îc gäi lµ chÊt ¸p chÕ ung
th− (Tumor suppressor).
C¬ chÕ c¶m øng TP53 khi cã sù sai háng DNA
Lo¹i ®ét biÕn DNA g©y c¶m øng: gÉy DNA t¹o ®Çu b»ng hoÆc ®Çu dÝnh t¹i
®Çu 5' hoÆc 3'. §ét biÕn mÊt nucleotide ë mét sîi kh«ng g©y c¶m øng TP53.
C¬ chÕ tÝch luü TP53 néi bµo: 1) t¨ng hiÖu qu¶ dÞch m· cña mRNA TP53
(theo c¬ chÕ ®iÒu khiÓn sau phiªn m·); 2) t¨ng ®é bÒn (thêi gian tån t¹i) cña
TP53 v× TP53 cã thêi gian b¸n hñy ng¾n trong ®iÒu kiÖn b×nh th−êng (5-20 phót)
vµ ph©n hñy TP53 lµ mét qu¸ tr×nh tiªu thô n¨ng l−îng theo con ®−êng ph©n hñy
protein phô thuéc ubiquitin.
C¬ chÕ TP53 ng¨n c¶n chu kú tÕ bµo t¹i c¸c ®iÓm kiÓm so¸t: th«ng qua
®iÒu khiÓn t¨ng hoÆc gi¶m phiªn m· c¸c gene cã liªn quan.
§iÒu khiÓn ©m tÝnh: TP53 h¹n chÕ qu¸ tr×nh phiªn m· mét sè gene th«ng
qua viÖc t−¬ng t¸c víi c¸c nh©n tè phiªn m· t¹o thµnh c¸c phøc hÖ nh−: phøc hÖ
TP53-TBP (TATA binding protein, lµ mét tiÓu ®¬n vÞ cña nh©n tè phiªn m·
1
TFIID - Transcription initiation factor IID), phøc hÖ TP53-SP1-CBF (nh©n tè
b¸m promoter CCAAT - CCAAT binding factor).
§iÒu khiÓn d−¬ng tÝnh: TP53 t¨ng c−êng phiªn m· mét sè gene b»ng c¸ch
t−¬ng t¸c trùc tiÕp víi vïng DNA g¾n ®Æc hiÖu víi TP53. VÝ dô: gene p27KIP1,
GADD45 (Growth Arrest and DNA Damage inducible gene GADD45) lµm gi¸n
®o¹n chu kú tÕ bµo; gene MDM2 (Mouse Double Minute 2 homolog) hoÆc
HDM2 (Human Double Minute 2 homolog) kh«i phôc chu kú tÕ bµo vµ g©y t¸c
dông ph¶n håi øc chÕ TP53.
ChÕt tÕ bµo theo ch−¬ng tr×nh (apoptosis): §©y lµ mét qu¸ tr×nh phøc t¹p
th«ng qua nhiÒu con ®−êng trao ®æi, kÕt qu¶ lµ g©y chÕt mét tÕ bµo nhÊt ®Þnh vµ
lo¹i bá nã mµ kh«ng g©y c¸c th−¬ng tæn m« vµ viªm nhiÔm. Qu¸ tr×nh nµy ®ãng
vai trß quan träng trong viÖc ®iÒu hßa mèi c©n b»ng gi÷a møc sinh s¶n vµ møc tö
vong cña tÕ bµo vµ ®−îc ®iÒu khiÓn bëi nhiÒu c¬ chÕ kh¸c nhau.
Mét trong c¸c c¬ chÕ g©y chÕt tÕ bµo lµ c¬ chÕ phô thuéc TP53. C¬ chÕ
nµy cã mÆt ë nhiÒu lo¹i m« vµ cã tÝnh phô thuéc lo¹i m«. C¬ chÕ gi¶ ®Þnh lµ
TP53 øc chÕ sù phiªn m· gene BCL2 (B-cell CLL/Lymphoma 2) - nh©n tè quy
®Þnh sù tån t¹i cña tÕ bµo chèng l¹i apoptosis vµ ®ång thêi t¨ng c−êng sù phiªn
m· gene BAX (BCL2-Associated X protein) - t¸c nh©n øc chÕ BCL2.
TP53 ®−îc tæng hîp ë tÊt c¶ c¸c lo¹i m«, tÕ bµo vµ cã tÝnh b¶o thñ cao
trong qu¸ tr×nh tiÕn hãa. MÆc dï kh«ng ph¶i lµ ph©n tö thiÕt yÕu cho sù tån t¹i
cña tÕ bµo nh−ng TP53 ®ãng vai trß cùc kú quan träng trong viÖc duy tr× sù æn
®Þnh tÝnh di truyÒn ë møc ®é tÕ bµo. §iÒu nµy lµ v« cïng quan träng v× nh÷ng
th−¬ng tæn vÒ di truyÒn sÏ g©y ra sù ph¸t triÓn cña c¸c khèi u vµ g©y ung th−. Vai
trß quan träng cña TP53 nh− lµ mét chÊt ¸p chÕ ung th− ®· ®−îc kh¼ng ®Þnh
th«ng qua nghiªn cøu thèng kª cho thÊy tû lÖ trong 6 ng−êi bÞ suy gi¶m chøc
n¨ng TP53 th× 1 ng−êi bÞ ph¸t triÓn bÖnh thµnh ung th−.
TP53 ®−îc ho¹t hãa khi cã sù th−¬ng tæn DNA vµ ho¹t ®éng nh− lµ nh©n
tè phiªn m·, cã thÓ g¾n víi vïng DNA ®Æc hiÖu (vïng t−¬ng t¸c TP53) vµ t¨ng
c−êng sù phiªn m· cña c¸c gene ®Ých. Trong tr−êng hîp nµy, TP53 hoÆc g©y
gi¸n ®o¹n chu kú tÕ bµo hoÆc c¶m øng apoptosis. C¶ 2 chøc n¨ng nµy ®Òu b¶o vÖ
tÕ bµo chèng l¹i sù khuÕch ®¹i c¸c ®ét biÕn DNA trong quÇn thÓ tÕ bµo.
Sù tæn th−¬ng DNA vµ ph¶n øng cña TP53
1
Th«ng th−êng, sù g·y ph©n tö DNA m¹ch ®«i cã thÓ g©y c¶m øng TP53.
§iÒu nµy ®−îc chøng minh b»ng thÝ nghiÖm vi tiªm mét l−îng nhÊt ®Þnh ph©n tö
DNA vµo nh©n cña c¸c tÕ bµo nu«i cÊy b×nh th−êng. B»ng viÖc sö dông c¸c ph©n
tö DNA mang nh÷ng ®ét biÕn nhÊt ®Þnh, ng−êi ta ®· chøng minh r»ng c¸c ®øt
g·y ph©n tö cña DNA t¹o ®Çu b»ng hoÆc ®Çu dÝnh 3’ hoÆc 5’ ®Òu cã t¸c dông
g©y c¶m øng TP53 nh− nhau. Ng−îc l¹i, ®ét biÕn nucleotide trªn mét sîi ®¬n th×
kh«ng ho¹t hãa c¶m øng.
Nång ®é TP53 néi bµo t¨ng lªn t−¬ng øng víi møc ®é th−¬ng tæn DNA.
§iÒu nµy kh«ng phô thuéc vµo qu¸ tr×nh phiªn m· cña gene m· hãa TP53 mµ
liªn quan ®Õn c¬ chÕ ®iÒu hßa sau phiªn m·, lµm t¨ng hiÖu qu¶ dÞch m· cña c¸c
ph©n tö mRNA ®· ®−îc tæng hîp. §iÒu hßa sau phiªn m· rÊt quan träng trong
®iÒu hßa tæng thÓ sù biÓu hiÖn cña gene vµ ®Æc biÖt cho phÐp ph¶n øng nhanh
h¬n so víi ®iÒu hßa phiªn m·. Qu¸ tr×nh nµy liªn quan ®Õn t−¬ng t¸c proteinmRNA néi bµo nh−ng c¬ chÕ cô thÓ lµm t¨ng nång ®é TP53 th× ch−a ®−îc lµm
s¸ng tá.
TÝnh æn ®Þnh cña TP53 còng cã thÓ gãp phÇn lµm t¨ng nång ®é protein
nµy t−¬ng øng víi møc ®é th−¬ng tæn DNA. TP53 cã thêi gian tån t¹i ng¾n, vµ
sù ph©n hñy protein lµ mét qu¸ tr×nh tiªu dïng n¨ng l−îng cã liªn quan ®Õn con
®−êng ph©n hñy protein phô thuéc ubiquitin. §iÒu nµy t−¬ng ®ång víi sù t¨ng
®ét ngét nång ®é vµ gi¶i thÝch sù tÝch luü TP53 trong c¸c tÕ bµo khi thiÕu hôt c¸c
thµnh phÇn cña con ®−êng ubiquitin.
C¶m øng sù gi¸n ®o¹n chu kú ph©n bµo
ViÖc t¨ng nång ®é TP53 khëi ph¸t hµng lo¹t ph¶n øng néi bµo khi cã sù
th−¬ng tæn DNA. Sù biÓu hiÖn cña mét gene cã thÓ ®−îc t¨ng c−êng hoÆc ¸p chÕ
phô thuéc vµo lo¹i promoter ®iÒu khiÓn gene ®ã.
¸p chÕ biÓu hiÖn gene: C¸c gene ®−îc ®iÒu khiÓn bëi c¸c nh©n tè phiªn
m· th× cã thÓ bÞ ¸p chÕ sù biÓu hiÖn. Trong mét sè tr−êng hîp, ¸p chÕ biÓu hiÖn
gene lµ kÕt qu¶ cña viÖc TP53 t¹o phøc hîp víi c¸c nh©n tè phiªn m· nµy vµ lµm
bÊt ho¹t hãa chóng. C¸c gene bÞ ¸p chÕ bëi TP53 bao gåm c¸c gene bÞ ®iÒu khiÓn
bëi promoter TATA; TP53 g¾n víi TBP g©y ra sù ¸p chÕ. C¸c nghiªn cøu in vitro
cho thÊy t−¬ng t¸c TP53-TBP ng¨n c¶n sù phiªn m· cña c¸c promoter rÊt nhá.
C¸c vïng chøc n¨ng n»m phÝa hai ®Çu TP53 cã thÓ t−¬ng t¸c víi c¸c vïng chøc
n¨ng cña TBP. Protein E1A cña adenovirus cã thÓ ph¸ vì mèi t−¬ng t¸c TP531
TBP qua ®Çu C cña ph©n tö TP53 vµ lµm h¹n chÕ qu¸ tr×nh øc chÕ phiªn m· cña
TP53.
TP53 còng t−¬ng t¸c víi c¸c nh©n tè phiªn m· kh¸c nh− CBF vµ SP1. §iÒu
nµy chøng tá TP53 ¸p chÕ sù phiªn m· cña nh÷ng nhãm gene nhÊt ®Þnh b»ng
viÖc phong táa c¸c nh©n tè phiªn m· t−¬ng øng cña nh÷ng gene nµy.
Vïng b¸m DNA ®Æc hiÖu
ViÖc b¸m DNA ®Æc hiÖu vµ sù ho¹t hãa phiªn m· lµ vai trß c¬ b¶n cña
chÊt ¸p chÕ ung th− - TP53 b×nh th−êng. TP53 lµ ph©n tö t¹o thµnh bëi c¸c vïng
chøc n¨ng (modular) vµ vïng g¾n DNA ®· ®−îc x¸c ®Þnh lµ n»m cïng domain
trung t©m ph©n tö. Sù ho¹t hãa phiªn m· cña TP53 ®−îc ®iÒu khiÓn bëi sù t−¬ng
t¸c víi nh©n tè ho¹t hãa ®ång thêi TAF40 vµ TAF60 (nh©n tè liªn kÕt TBP).
Vïng tr×nh tù g¾n ®Æc hiÖu TP53 ®−îc nghiªn cøu kü nhÊt lµ ®o¹n DNA
chøa 2 lÇn lÆp l¹i tr×nh tù 5’PuPuPu[A/T][T/A] GpyPyPy 3’. Mçi ®o¹n lÆp l¹i
tiªu biÓu cho 1 phÇn t−¬ng t¸c in vivo, mçi nöa t−¬ng t¸c nµy cã thÓ c¸ch nhau
mét chuçi nucleotide mµ vÉn cã thÓ g¾n víi TP53. Ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh khèi
l−îng b»ng kÝnh hiÓn vi ®iÖn tö quÐt (STEM – Scanning Transmission Electron
Microscope) cho thÊy TP53 t−¬ng t¸c víi vïng DNA ®Æc tr−ng th«ng qua
tetramer, b»ng c¸ch t¹o liªn kÕt gi÷a 4 ph©n tö TP53 ®· t¹o thµnh mét vßng uèn
DNA. ViÖc tetramer TP53 g¾n víi DNA ®−îc chøng minh lÇn ®Çu tiªn b»ng c¸c
nghiªn cøu in vitro ph©n ®o¹n kÝch th−íc vµ ph©n tÝch sù xª dÞch b¨ng ®iÖn di
trªn gel (gel shift). Tuy nhiªn, c¸c diÔn biÕn trong tÕ bµo thùc tÕ cã thÓ phøc t¹p
h¬n nhiÒu v× mçi monomer TP53 ®Òu cã chøc n¨ng t¨ng c−êng phiªn m· kiÓu
trans mÆc dï kh«ng g¾n víi DNA trong nghiªn cøu in vitro.
Sù g¾n TP53 víi vïng DNA ®Æc hiÖu phô thuéc vµo cÊu h×nh protein.
D¹ng 1620+ (ph¶n øng víi kh¸ng thÓ ®¬n dßng Pab1620 phô thuéc cÊu h×nh)
t−¬ng øng víi chøc n¨ng ¸p chÕ ung th− cña TP53 vµ ®ãng vai trß quyÕt ®Þnh
trong viÖc g¾n in vitro víi vïng DNA b¶o thñ TP53-CON. C¸c thÝ nghiÖm ®èi
kh¸ng cho thÊy TP53 chuét cã thÓ thay thÕ cho TP53 ng−êi (hp53) trong phøc hÖ
TP53-DNA. §iÒu nµy t−¬ng øng víi kh¶ n¨ng g¾n cña TP53 chuét cao h¬n hp53
trong phøc hÖ TP53-DNA t¹i mét nhiÖt ®é nhÊt ®Þnh. C¸c oligomer gi÷a TP53
ng−êi vµ chuét còng cã thÓ g¾n in vitro víi DNA vµ ¸i lùc liªn kÕt ®· ®−îc x¸c
®Þnh vµo kho¶ng 5x10-10M t−¬ng tù víi ¸i lùc cña c¸c oligomer cña TP53 ng−êi
vµ chuét riªng rÏ.
1
§ét biÕn mÊt chøc n¨ng cña TP53
Cho ®Õn nay, ng−êi ta ®· biÕt ®Õn 21587 ®ét biÕn kh¸c nhau cña gene
TP53 (http://www.iarc.fr/p53). Mét ®ét biÕn ®iÓm v« nghÜa còng cã thÓ lµm mÊt
chøc n¨ng ¸p chÕ ung th− cña TP53. Trong c¸c tÕ bµo cña ng−êi bÞ ung th−, gene
TP53 d−êng nh− cùc kú nh¹y c¶m víi c¸c ®ét biÕn ®iÓm n»m trong vïng lâi
trung t©m (vïng g¾n DNA). Thùc tÕ, gene TP53 ®−îc coi lµ gene bÞ ®ét biÕn
th−êng xuyªn nhÊt trong quÇn thÓ ng−êi bÞ ung th− vµ kh«ng phô thuéc lo¹i ung
th− nµo.
Trong c¸c tÕ bµo ung th−, viÖc mÊt chøc n¨ng cña mét allele th−êng liªn
quan ®Õn ®ét biÕn v« nghÜa trªn allele kia. MÆc dï c¸c ®ét biÕn th−êng tËp trung
chñ yÕu trªn 25% vïng mang m·, nh−ng trong thùc tÕ cã rÊt nhiÒu c¸c ®iÓm
nãng ®ét biÕn. C¸c ®iÓm nãng ®ét biÕn th× liªn quan ®Õn c¸c lo¹i ung th− ®Æc
tr−ng. VÝ dô, c¸c codon 175, 248 vµ 273 lµ c¸c ®iÓm nãng ®ét biÕn th−êng t¹o
nªn ®ét biÕn v« nghÜa, tuy nhiªn bÖnh ung th− biÓu m« tÕ bµo gan
(Hepatocellular carcinoma) khi ph¬i nhiÔm aflatoxin B th−êng liªn quan ®Õn ®ét
biÕn t¹i codon 249. C¸c ®ét biÕn cña gene TP53 trªn tÕ bµo dßng tinh th−êng liªn
quan ®Õn bÖnh ung th− bÈm sinh cßn gäi lµ héi chøng Li-Fraumeni.
Ngoµi c¸c ®ét biÕn, TP53 còng cã thÓ bÞ bÊt ho¹t bëi c¸c t−¬ng t¸c
protein-protein ®Æc hiÖu (vÝ dô MDM2) vµ c¸c protein ®−îc m· hãa bëi DNA
cña virus g©y ung th− biÕn n¹p vµo trong tÕ bµo. Thùc tÕ, hiÖn t−îng nµy g©y ra
kh¸i niÖm coi TP53 lµ protein néi bµo t¹o phøc hÖ víi kh¸ng thÓ T lín cña virus
SV40 g©y ung th− ë ng−êi. Protein E1B cña c¸c adenovirus lo¹i 5 vµ E6 trong
nhãm 16 vµ 18 cña c¸c virus g©y u sïi ë ng−êi (Human papillomavirus) (HPV16 vµ -18) còng t−¬ng t¸c víi TP53 kiÓu d¹i. C¸c protein E1B vµ kh¸ng thÓ T lín
d−êng nh− t¹o c¸c phøc hÖ t−¬ng ®èi bÒn víi TP53. Ng−îc l¹i, HPV E6 lµm
TP53 bÞ thñy ph©n nhanh chãng bëi hÖ thèng phô thuéc ubiquitin.
Chøc n¨ng cña TP53 th−êng rÊt nh¹y c¶m víi c¸c ®ét biÕn v« nghÜa. §iÒu
nµy ®· ®−îc lµm s¸ng tá khi vïng chøc n¨ng lâi trung t©m, n¬i ®ãng vai trß liªn
kÕt víi DNA ®Ých ®−îc x©y dùng m« h×nh cÊu tróc b»ng ph−¬ng ph¸p tinh thÓ tia
X. Ng−êi ta ®· x¸c ®Þnh râ rµng c¸c ®ét biÕn g©y mÊt chøc n¨ng b¸m DNA vµ
c¸c ®ét biÕn lµm thay ®æi cÊu tróc kh«ng gian cña TP53.
M« h×nh cÊu tróc ph©n tö ®· chØ ra r»ng vïng chøc n¨ng b¸m DNA cña
TP53 kh¸c so víi c¸c protein b¸m DNA kh¸c ë chç nã cã cÊu tróc t−¬ng ®èi më,
1
®ßi hái t¹o thµnh cÊu tróc kÑp kiÓu sandwich B ®Ó ®Þnh vÞ vµ ®Þnh h−íng c¸c
thµnh phÇn cÊu tróc t−¬ng t¸c víi DNA. CÊu tróc kÑp B nµy t¹o thµnh mét nÕp
gÊp d¹ng vßng-tÊm-xo¾n vµ t¹o 2 vßng loop L2 vµ L3. CÊu tróc nµy ®−îc ®Þnh
h−íng vµ æn ®Þnh nhê c¸c t−¬ng t¸c cña c¸c chuçi bªn vµ sù t−¬ng t¸c 4 tiÓu
phÇn d¹ng nguyªn tè kÏm (Zn) (th«ng qua 3 Cysteine vµ 1 Histidine). Sù ®Þnh
h−íng nµy cã tÝnh thiÕt yÕu v× d¹ng vßng-tÊm-xo¾n vµ vßng loop L2, L3 t¹o
thµnh bÒ mÆt g¾n DNA cña TP53. ViÖc nhËn diÖn vïng DNA ®Æc hiÖu liªn quan
®Õn c¶ r·nh lín vµ r·nh nhá cña vïng DNA ®Ých.
C¸c ®ét biÕn v« nghÜa x¶y ra trªn kh¾p vïng liªn kÕt víi DNA víi c¸c
®iÓm nãng ë codon 175, 248 vµ 273 ®Òu m· hãa Arginine. M« h×nh cÊu tróc tinh
thÓ ®· chØ ra r»ng c¸c t−¬ng t¸c chuçi bªn cña Arginine 175 cã vai trß quan träng
trong viÖc duy tr× cÊu h×nh ®óng (cÊu tróc kh«ng gian bËc 4) cÇn thiÕt cho viÖc
g¾n víi DNA ®Æc hiÖu. §ét biÕn ë vÞ trÝ nµy lµm mÊt tÝnh æn ®Þnh cña cÊu tróc
bËc 4 cña TP53 dÉn ®Õn mÊt kh¶ n¨ng b¸m DNA vµ kh¶ n¨ng ¸p chÕ ung th−.
§ét biÕn thay thÕ Arginine 248 vµ Arginine 273 còng g©y mÊt kh¶ n¨ng b¸m
DNA, nh−ng trong tr−êng hîp nµy kh«ng lµm sai háng cÊu tróc bËc 4 cña TP53,
chøng tá r»ng c¸c vÞ trÝ nµy lµ n¬i t−¬ng t¸c trùc tiÕp víi ph©n tö DNA. Tãm l¹i,
c¸c ®ét biÕn cÊu tróc lµm sai háng cÊu tróc bËc 4 cña TP53 nªn lµm mÊt tÝnh
b¸m DNA, trong khi ®ã c¸c ®ét biÕn liªn kÕt DNA kh«ng lµm sai háng cÊu tróc
kh«ng gian cña TP53 mµ chØ g©y sai háng c¸c aa quan träng liªn kÕt trùc tiÕp víi
DNA.
TP53 lµ mét protein ®a chøc n¨ng
TÝnh ®a chøc n¨ng cña TP53 ®−îc gi¶i thÝch mét phÇn th«ng qua lÞch sö
nghiªn cøu protein nµy. §Çu tiªn, TP53 ®−îc coi lµ t¸c nh©n g©y ung th− nh−ng
cuèi cïng l¹i lµ chÊt ¸p chÕ ung th−. Trong thùc tÕ, d¹ng TP53 kiÓu d¹i cã 3 d¹ng
cÊu tróc kh«ng gian kh¸c nhau (ph©n biÖt b»ng phÐp lai miÔn dÞch) mçi lo¹i
t−¬ng øng víi mét kiÓu chøc n¨ng ®iÒu khiÓn sù ph¸t triÓn cña tÕ bµo. C¸c d¹ng
cÊu tróc kh¸c nhau cã thÓ lµ kÕt qu¶ cña: 1) sù thay ®æi cÊu h×nh bæ sung, 2) söa
®æi sau phiªn m·, 3) tæ hîp kh¸c nhau c¸c exon trong mRNA (alternative
splicing).
TÝnh linh ®éng cÊu tróc kh«ng gian lµ c¸c c¬ chÕ ph©n tö cho phÐp mét
protein cã thÓ thùc hiÖn c¸c chøc n¨ng kh¸c nhau. §Æc tÝnh nµy cã thÓ do c¸c c¬
chÕ ®iÒu hßa ho¹t ®éng TP53 trong c¸c ph¶n øng ph¸t triÓn b×nh th−êng cña tÕ
1
bµo vµ d−êng nh− ®©y lµ ®Æc tÝnh c¬ b¶n cña TP53 kiÓu d¹i. Ng−êi ta còng cho
r»ng cã rÊt nhiÒu ®ét biÕn cÊu tróc cã thÓ gi÷ v÷ng sù æn ®Þnh cÊu h×nh cña TP53
khi cã ph¶n øng kÝch thÝch sinh tr−ëng tÕ bµo. C¸c nghiªn cøu in vivo cho thÊy
cÊu tróc cña TP53 lµ ®èi t−îng tÊn c«ng cña c¸c chÊt ®éc vµ cña nguyªn tè ®ång
(Cu), mét kim lo¹i ®éc. Ng−êi ta còng gi¶ thiÕt r»ng c¸c c¬ chÕ nµy ®iÒu khiÓn
c¸c c¬ chÕ ®iÒu hßa néi bµo cÊu h×nh TP53 ®Ó ph¶n øng víi c¸c tÝn hiÖu ®iÒu
khiÓn sù sinh tr−ëng cña tÕ bµo vµ ph¶n øng víi c¸c th−¬ng tæn DNA.
C¸c söa ®æi sau phiªn m· chñ yÕu ®èi víi TP53 lµ sù phosphoryl hãa vµ cã
c¸c vÞ trÝ kh¸c nhau t−¬ng øng víi c¸c kinase ®Æc hiÖu n»m ë ®Çu N vµ ®Çu C cña
TP53. Qu¸ tr×nh phosphoryl hãa cã thÓ cã hiÖu qu¶ quyÕt ®Þnh lªn cÊu h×nh
protein. MÆt kh¸c, c¬ chÕ nµy cã thÓ t¸c ®éng lªn TP53 theo c¸c c¸ch kh¸c, vÝ dô
nh− sù ho¹t hãa cña c¸c ho¹t tÝnh g¾n DNA ®Æc hiÖu.
Víi c¸c vÞ trÝ phosphoryl hãa phøc n»m trªn TP53 vµ b¶n chÊt ®éng lùc
cña ph¶n øng phosphoryl hãa/ dephosphoryl hãa, ph©n tö TP53 cã c¸c c¬ chÕ
thùc hiÖn c¸c chøc n¨ng lµ nhiÖm vô v« cïng quan träng. Ng−êi ta ®· thu ®−îc
nh÷ng b»ng chøng gi¸n tiÕp nh−: qu¸ tr×nh phosphoryl hãa liªn quan ®Õn ph¶n
øng tÕ bµo ®èi víi sù thay ®æi DNA vµ TP53 ®−îc coi lµ c¬ chÊt cña c¸c enzyme
kinase DNA-PK vµ JNK. Mét thÝ nghiÖm quan träng vÒ ho¹t tÝnh DNA-PK liªn
quan ®Õn qu¸ tr×nh söa ch÷a nh÷ng ®øt gÉy cña sîi kÐp DNA. Tuy nhiªn, vai trß
cña qu¸ tr×nh phosphoryl hãa ph©n tö TP53 vÉn ch−a ®−îc nghiªn cøu râ rµng.
C¬ chÕ c¾t g¾n lu©n phiªn cña TP53 chuét ®· ®−îc nghiªn cøu vµ cho thÊy
cã sù thay thÕ 17 aa míi t¹i 26 aa n»m ë ®Çu C cña ph©n tö TP53 ch−a c¾t g¾n.
Ng−êi ta ®· x¸c ®Þnh ®−îc 2 ph©n tö protein kh¸c nhau trªn tÕ bµo biÓu m« cña
chuét vµ cã thÓ ®−îc ®iÒu hßa kh¸c nhau tuú thuéc thêi ®iÓm trong chu kú tÕ
bµo. Sù kh¸c biÖt vÒ chøc n¨ng gi÷a 2 biÕn dÞ cña TP53 do c¾t g¾n lµ ë chç ph©n
tö TP53 bÞ c¾t g¾n lu©n phiªn kh«ng thÓ b¸m tèt lªn sîi ®¬n RNA hoÆc ph©n tö
DNA.
Tæng kÕt
TP53 kiÓu d¹i b»ng c¸ch nµo ®ã cã tÝnh nh¹y c¶m vµ ph¶n øng ®èi víi
nh÷ng sai háng DNA. Ph¶n øng nµy g©y ra sù tÝch luü TP53 theo c¬ chÕ ®iÒu
khiÓn sau phiªn m·. TP53 t¸c ®éng ®Õn qu¸ tr×nh phiªn m· cña nhiÒu gene b»ng
c¸ch t−¬ng t¸c víi c¸c protein liªn quan ®Õn qu¸ tr×nh ®iÒu hßa phiªn m· cña
gene ®ã hoÆc b»ng c¸ch b¸m trùc tiÕp víi ph©n tö DNA vµ ho¹t hãa gene kiÓu
1
- Xem thêm -
.PDF 
284 
118 
71 
