端粒酶與喉癌研究進展

1、端粒酶與喉癌研究進展王洪波 蔣麗艷(濰坊醫(yī)學院附屬益都中心醫(yī)院 山東濰坊262500 )【摘要】端粒酶是維持染色體端粒長度和功能穩(wěn)定的重要物質，在腫瘤發(fā)牛發(fā) 展中具有重要作用及功能。因此，端粒酶與腫瘤的關系日益受到重視。近年來大 量研究資料表明，喉腫瘤中有端粒酶的表達，并在不同時期有不同程度的表達, 端粒酶有可能成為喉腫瘤早期診斷的標志物。木文就端粒酶結構、功能及其與喉 癌的相關性研究作一簡要綜述?！娟P鍵詞】端粒酶喉癌【中圖分類號】r73-3【文獻標識碼】a【文章編號】2095-1752(2012) 23-0083-021.端粒與端粒酶的結構與功能端粒(telomere)是真核細胞染色體末端重

2、復排列的核昔酸5’- ttaggg- 3’序列，它能防止染色體發(fā)生降解、端端融合、重組和丟失，并 能在端粒酶的作用下自我復制，在染色體的穩(wěn)定中發(fā)揮重要作用。在正常情況下, 細胞每分裂1次，端粒會丟失50150個堿基對，隨著細胞分裂次數(shù)的增加，端 粒會逐漸縮短并最終導致細胞停止分裂而死亡。許多腫瘤細胞能激活端粒酶而阻 止端粒的縮短，從而使細胞獲得了重新分裂能力。端粒酶(telomerase)是一種核糖核蛋白復合物，能以自身攜帶的rna 為模板合成端粒dna的富g鏈的dna堿基對。人類端粒酶rna有445個核昔 酸，模板區(qū)為5’-cuaa

3、cccuaac-3’lo端粒酶3部分組成，包扌舌人 端粒酶 rna (human telomerase rna,htr),端粒酶相關蛋白質(telomerase associated proteinl,tpl/tlpl)以及人端粒酶催化亞單位(human telomerase reverse transcriptase,htert)o端粒酶的功能是合成染色體末端的端粒，防止端粒 在細胞分裂后縮短。端粒酶能夠識別端粒序列中富含鳥瞟吟(g的鏈，以自身所 含的rna為模板，起逆轉錄酶作用，將端粒重復片段及蛋白質加到dna的3’末端，使端粒在細胞分裂后仍然維持一

4、定的長度。2 端粒酶活性的調節(jié)在人體胚胎形成后，生殖細胞能表達高水平的端粒酶，但人多數(shù)的體細 胞則端粒酶表達陰性；淋巴細胞和再生組織中的增生性細胞有端粒酶活性，但這 些細胞與端粒酶陰性的正常體腔細胞相比，其在分裂過程中仍然有一定程度的端 粒的縮短。隨著細胞分裂次數(shù)的增加，端粒酶陽性的細胞端粒逐漸縮短，以致于 細胞進入死亡期或通過ml和m2期成為永生化細胞。通常，成為永生化的細 胞可通過端粒酶活性調節(jié)來完成，但在某些端粒酶陰性的體外模型中，確實還存 在著不依賴端粒酶調節(jié)的另一通路。檢測這些細胞可以發(fā)現(xiàn)，雖然沒有端粒酶活 性的表達，但這些細胞均有較長的端粒。在淋巴細胞中處于靜止期的淋巴細胞幾 乎檢

5、測不到端粒酶活性，來源于再生組織中的干細胞也有這種調節(jié)端粒酶活性的 能力。人多數(shù)人類腫瘤組織都含有端粒酶活性，可能是由于端粒酶重新激活或腫 瘤細胞來源于端粒酶陽性的干細胞，這些端粒酶活性能足以維持腫瘤細胞端粒的 長度。由于端粒酶陽性的腫瘤細胞能自身調節(jié)端粒酶的表達，因此這些細胞能在 細胞周期的靜止期到細胞的分化或死亡的過程中下調端粒酶的表達。3 端粒酶與喉癌除了生殖細胞、肝細胞和一些分裂吒盛的組織如毛發(fā)、表皮、子宮內(nèi)膜 低表達端粒酶以外，在正常組織端粒酶的表達基本為陰性，然而有研究表明，約 85%的惡性腫瘤細胞端粒酶表達陽性。端粒酶表達陰性的腫瘤組織中，部分腫瘤 細胞中存在端粒延伸替代機制(a

6、lternative lengthening of telomerase , alt) a , 如腎細胞癌、骨肉瘤、卵巢癌、惡性黑色素瘤等。但并非所有端粒酶陰性的腫瘤 細胞均存在alt機制，而kalt機制也可與端粒酶機制并存。端粒酶在正常人 體細胞內(nèi)的失活和在腫瘤細胞中的重新表達，說明體內(nèi)存在端粒酶調控機制，這 對于了解人類衰老和腫瘤的發(fā)生機制有著重要的意義。現(xiàn)已證明端粒酶活性與細 胞周期調節(jié)因子cyclin di >cyclin e和p16ink4有關，與凋亡基因bcl22 >c2myc p53的調控亦相關。此外，雌激素、孕激素水平以及鈣離子的濃度與端粒酶活性 也有一定關系，人類

7、第3號染色體上則可能存在端粒酶抑制基因。由于大多數(shù)腫瘤細胞有非常短的調聚物，因此，較正常細胞惡性腫瘤細 胞更傾向于受端粒酶抑制的影響，對惡性腫瘤細胞端粒酶的進一步研究有可能發(fā) 現(xiàn)潛在性的抗癌療法。3.1端粒酶與喉癌的發(fā)生細胞無限增殖是惡性腫瘤的發(fā)病特征之一，端粒酶再活化阻止了端粒在 細胞循環(huán)周期中的縮短問題，端粒酶在喉腫瘤的發(fā)生中發(fā)揮了重要的作用。 gisselsson等4在體外培養(yǎng)的頭頸部惡性腫瘤細胞系中檢測到了 htert的表達。 研究發(fā)現(xiàn)，在體外培養(yǎng)的角質細胞中，hpve6可使細胞端?？s短，并通過依賴 p53的某種機制激活端粒酶。端粒酶的激活和e6蛋白與htert啟動子作用有關。研究表明

8、，端粒酶再活化與喉腫瘤的發(fā)生明顯相關。luzar b等 通 過半定量檢測140例不同瘤變階段的喉腫瘤標本端粒酶逆轉錄酶mrna （htert mrna）后發(fā)現(xiàn)，htert mrna的半定量表達隨著喉上皮細胞異形程度的升高而 升高，在15例正常'喉粘膜標本中有1例表達htert mrna（7%, htert均數(shù)0.02）； 15例超常增生喉粘膜標本中有3例表達（20%, htert均數(shù)0.09）； 27例異常超 常增生中有10例表達（37%, htert均數(shù)0.18）； 12例非典型增生中有9例表達 （75%, htert均數(shù)0.74）； 9例上皮內(nèi)癌中有8例表達（89%, htert均

9、數(shù)1.82）； 62例喉侵襲性鱗狀細胞癌中有53例表達（85%, htert均數(shù)2.51）。統(tǒng)計分析顯 示，隨htert mrna表達水平的升高以下兩組喉上皮的增生性改變差別有統(tǒng)計學 意義，正常喉粘膜組和異常增生喉粘膜組及喉粘膜非典型增生組和喉鱗狀細胞癌 組。端粒酶的再活化發(fā)生于喉粘膜細胞瘤變的早期，然而并不能否認其他遺傳異 常在瘤變過程中的作用。koscielnys等 通過對手術切除喉鱗癌標本研究也發(fā) 現(xiàn)，68%的喉鱗狀細胞癌端粒酶表達陽性，而在組織學上瘤細胞陰性的腫瘤切緣 其表達率為58%o3.2端粒酶與喉癌的治療端粒酶在正常體細胞中不表達，但在惡性腫瘤細胞高表達，因此被認為 是一種廣譜的

10、腫瘤標記物。如果將端粒酶作為喉癌基因治療的靶點，通過多種渠 道封閉端粒酶的表達，從而可能會抑制喉癌細胞的無限增殖。目前，國內(nèi)外學者已經(jīng)提出了以端粒酶抑制劑治療腫瘤的新策略：針 對htr組分抑制劑。揚憲法等利用基因轉染技術通過將反義htr導入喉癌細 胞系hep2中，封閉rna模板使端粒酶活性表達降低，能明顯阻滯喉癌細胞分 裂增殖誘導細胞凋亡。guiducci等通過誘導htr點突變從而降低端粒酶表達, 也能達到誘導喉癌細胞凋亡的目的。針對端粒酶蛋白組分的抑制劑。研究表明 p53為強有力htert抑制劑。而pkc能介導tlp1和htert的磷酸化而激活端粒 酶，因此用pkc調節(jié)劑和pkcz亞型可對端

11、粒酶活性進行調節(jié)。其他。逆轉錄 酶抑制劑疊氮脫氧胸ff(azidothymidneazt)可抑制端粒酶與核酸的結合位點來抑 制端粒酶活性。二甲基亞m(dimethylsulphoxidedmso)為g0/g1期阻斷劑，能可 逆地抑制端粒酶活性。端粒酶抑制劑較傳統(tǒng)抗腫瘤藥物毒性小，并口可清除有增殖潛能的腫瘤 細胞和手術或放療后殘留的微小病灶，有廣闊的發(fā)展前景，但迄今為止還都停留 在體外細胞和動物模型上，其抗腫瘤的臨床療效僅在推論之中，同時也應看到, 在人類生殖細胞、造血干細胞和一些分裂旺盛的組織中也有低度端粒酶表達，以 端粒酶為靶點的抗腫瘤治療可能會給這些細胞造成毒副反應。最近研究還表明, 端粒

12、酶抑制劑導致端?？s短，除使晚期腫瘤生長緩慢之外，還有可能造成新的基 因不穩(wěn)定而選擇生成惡性程度更高的亞克隆腫瘤細胞，這也預示臨床應用端粒酶 抑制劑將更加謹慎。但這并不能否定該領域在抗癌治療中的作用，對該領域的進 一步研究有可能產(chǎn)生新的可應用于臨床的抗癌療法。3.3端粒酶與喉癌的預后雖然，端粒酶再活化在喉癌瘤變過程中發(fā)揮了重要作用，國內(nèi)亦有學者 研究認為端粒酶活性可以作為喉癌病人預后指標9,10,但國外有許多學者對此 表示懷疑，認為端粒酶活性與喉癌病人預后意義不大。為了確定htert mrna的相對量與傳統(tǒng)腫瘤臨床預后參數(shù)如腫瘤部位、 大小、分級、局部淋巴結轉移和生存率的關系，luzar b等1

13、1半定量分析了 56 例喉癌和下咽癌病人的腫瘤切除標本(喉癌40例，下咽癌16例)，研究后發(fā)現(xiàn)， htertmrna的表達量與腫瘤大小、局部淋巴結轉移和喉癌、下咽癌病人生存率 無相關性，其他一些遺傳異常而不是端粒酶再活化影響病人的生存率。koscielny s等12通過對80例口腔、口咽、喉咽及喉癌的前瞻性研究發(fā)現(xiàn)，75%的瘤組織 端粒酶活性表達不依賴于腫瘤部位，已知的與惡性腫瘤預后有關的參數(shù)與瘤組織 中端粒酶的表達率無相關性，同樣，端粒酶的再活化也不影響頭頸部鱗狀細胞癌 病人的生存率，只有瘤組織端粒酶陽性表達病人的淋巴結轉移灶數(shù)量較端粒酶表 達陰性者有稍高傾向，但該傾向有無臨床意義需要做進一

14、步的擴大研究。curran aj等13利用端粒擴增法(trap)檢測了 20例喉癌病人及20例正常喉粘膜標 本端粒酶的表達活性，進而研究其與傳統(tǒng)惡性腫瘤預后參數(shù)的相關性后發(fā)現(xiàn)，20 例喉癌樣本中有17例(85%)端粒酶表達陽性,20例正常喉粘膜樣本中有4例 (20%)端粒酶表達陽性，端粒酶表達與喉粘膜細胞惡變明顯相關，然而，與腫 瘤分級、分期及部位相關性無統(tǒng)計學意義。綜上所述，端粒酶表達與喉癌發(fā)生發(fā)展密切相關，端粒酶在喉癌發(fā)生早 期發(fā)揮了重要作用，與傳統(tǒng)腫瘤預后參數(shù)相比，現(xiàn)有的很多研究表明，端粒酶再 活化與喉癌病人的預后關系不大，這可能是由于影響病人預后的因素廣泛導致的, 如其他系統(tǒng)的功能以及

15、心理因素等，因此有必要對其設計更多的前瞻性研究。此 外，以封閉端粒酶活性作為喉癌治療靶目標策略的有效性和安全性也需要進一步 探討，如能切實可行的應用于臨床,必將揭開腫瘤治療的新篇章。對端粒酶結構、 功能及其在喉癌發(fā)生發(fā)展過程中的作用機制進行深入研究對喉癌的早期診斷和 治療具有重要意義。參考文獻1 blackburn e h. structure and function of telomeres .nature,1991, 350:569-573 .2 rhyum s. cancer inst, 1995, 87: 884894.3 mccaul ja,gordon ke, clark u,

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