泌尿系統(tǒng)腫瘤抑癌基因研究新進(jìn)展

1、    泌尿系統(tǒng)腫瘤抑癌基因研究新進(jìn)展             作者：佚名時間：2007-11-22 12:17:00                     抑癌基因的失活或癌基因的激活與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展關(guān)系密切。抑癌基因的點突變、重組、

2、缺失或甲基化所致的功能失活與多種人類惡性腫瘤的發(fā)生及發(fā)展有關(guān)。抑癌基因編碼的蛋白質(zhì)具有多種功能。在腫瘤的發(fā)生過程中，抑癌基因的失活比原癌基因的激活起著更關(guān)鍵的作用。 人類第一個抑癌基因Rb于1986年分離克隆并鑒定出來。近期研究表明：抑癌基因的點突變、重組、缺失或甲基化所致的功能失活與多種人類惡性腫瘤的發(fā)生及發(fā)展有關(guān)，在腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)化過程中，抑癌基因功能的失活比原癌基因的激活起更關(guān)鍵的作用。抑癌基因編碼的蛋白質(zhì)廣泛存在于各種細(xì)胞中，主要有以下功能：誘導(dǎo)終末分化；維持基因穩(wěn)定；觸發(fā)衰老，誘導(dǎo)細(xì)胞程序性死亡；控制細(xì)胞增殖；抑制蛋白酶活性；改變DNA甲基化酶活性；調(diào)節(jié)組織相容性抗原；調(diào)節(jié)血管生成；促進(jìn)

3、細(xì)胞間聯(lián)系。近幾年來關(guān)于泌尿系統(tǒng)腫瘤抑癌基因的研究取得了重要進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)了許多新的抑癌基因，現(xiàn)綜述如下。 1 抑癌基因p16、p21、p27的研究進(jìn)展 1.1 p16 細(xì)胞周期是細(xì)胞增殖分化的最后共同通路。靜止期細(xì)胞在受到增殖原刺激后，從G0/G1期向S期、G2期及M期過渡，如果有增殖原的不斷刺激，細(xì)胞在經(jīng)過M期后進(jìn)入G1期并繼續(xù)下一個周期，如果失去增殖原刺激，細(xì)胞停止于G1期不再向S期過渡而停止增殖，進(jìn)入G0期。在細(xì)胞周期的各個間期中，以C1期最為重要，許多細(xì)胞外及細(xì)胞內(nèi)的增殖調(diào)近代物質(zhì)主要作用于該期，G1期的后期存在一個限制點（restrictionpoint），在此點以前，細(xì)胞周期的傳遞以

4、依賴增殖信號的方式進(jìn)行，在未通過限制點以前，若推動增殖原刺激，細(xì)胞周期則不再向前進(jìn)行而回到G1期的起始點；通過該點以后，細(xì)胞周期則不同志依賴于增殖原的刺激而自行向前推進(jìn)，此時，增殖原存在與否不再影響細(xì)胞周期的傳遞，限制點以限速方式對細(xì)胞周期進(jìn)行調(diào)控。限制點的形成與作用機(jī)制目前尚未完全明了，但大量研究發(fā)現(xiàn)視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤基因的蛋白產(chǎn)物（Rb蛋白）的磷酸化 dNA復(fù)制所需的蛋白表達(dá)關(guān)系密切。在靜止期細(xì)胞中，Rb呈低磷酸化狀態(tài)，非磷酸化的Rb與轉(zhuǎn)錄因子E2F等結(jié)合而使其失活，細(xì)胞受到增殖原刺激后Rb被磷酸化而與E2F解離，從而啟動轉(zhuǎn)錄。Rb的磷酸化與細(xì)胞內(nèi)周期素依賴激酶（CDKS）的活性有關(guān)，與Rb磷

5、酸化關(guān)系最為密切的CKDS有CDK4、CDK6等，CDKS只有與其正調(diào)節(jié)物同期素（cyclins）結(jié)合成cyclins-CDKS復(fù)合物才能發(fā)揮激酶活性，使Rb磷酸化，啟動轉(zhuǎn)錄。CDKS的活性除受到cyclins的正調(diào)節(jié)外，還受到其抑制物（CKDIS）的負(fù)調(diào)節(jié)，其中抑癌基因p16的蛋白產(chǎn)物p16蛋白是最重要的一種抑制物。p16蛋白主要與CDK4結(jié)合而使之失活，CDK4的失活在很大程度上影響了cyclins-CDKs復(fù)合物的活性，Rb蛋白的磷酸化也就受到了抑制。 Kamb等的研究發(fā)現(xiàn)腎癌細(xì)胞中p16基因的缺失率為56%，膀胱癌為33%。有學(xué)者報道p16基因傳染到膀胱癌細(xì)胞中可引起腫瘤細(xì)胞生長減慢，

6、致瘤性降低，提示p16基因的失活與泌尿系腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切關(guān)聯(lián)。Herman等1檢測了26株腎癌細(xì)胞系中p16基因的表達(dá)情況，結(jié)果有13株出現(xiàn)了p16基因的純合性缺失，其中6株有5端CpG島異常甲基化。KamB等也在9株腎癌細(xì)胞系中發(fā)現(xiàn)有5株出現(xiàn)p16基因的純合性缺失，序列分析未發(fā)現(xiàn)p16的點突變。Spruck等報告31例原發(fā)性膀胱癌中有6例為p16純合性缺失，無一例突變。上述研究表明p16的純合缺失可能是它失活的主要方式。Gu等2對30例前列腺癌患者行SSCP分析，僅2例存在p16第2外顯子的改變。即148密碼由GA，由此氨基酸由Ala變成Thr，他們也認(rèn)為，突變并不是p16失活的重要途徑，

7、而DNA甲基化常導(dǎo)致p16的失活。 隨著對p16基因的進(jìn)一步認(rèn)識，近來多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，由于p16基因片段小，作用專一，它用于基因治療優(yōu)越于p53，而且可以生產(chǎn)出模擬p16蛋白功效的藥物以替代缺失的p16，進(jìn)而達(dá)到抑制人體內(nèi)多種腫瘤生長的目的。 1.2 p21 Lacombe等3檢測了27例原發(fā)性膀胱癌細(xì)胞p21的表達(dá)及其編碼的產(chǎn)物，通過序列分析顯示1例發(fā)生點突變，其他病例表現(xiàn)在322位點發(fā)生了移碼突變（CA）和8個核苷酸缺失。Dangle s等4對人膀胱癌細(xì)胞系的研究后發(fā)現(xiàn)p21的過度表達(dá)可誘導(dǎo)癌細(xì)胞發(fā)生凋亡。 Shiohara等研究發(fā)現(xiàn)p21突變在腫瘤的進(jìn)程中所起的作用并不十分重要，在很多腫瘤

8、中未檢測到p21的突變。但在腎細(xì)胞癌、結(jié)腸癌等有p21區(qū)域染色體的基因缺失，如Hughson等5用PCR-RELP和微衛(wèi)性分析法對13例乳頭狀和非乳頭狀腎細(xì)胞癌進(jìn)行p21的檢測，發(fā)現(xiàn)10例非乳頭瘃腎癌中的8例發(fā)生了p21等位基因的丟失，3例乳頭狀腎癌中的1例發(fā)生了p21的雜合性缺失。說明p21在人類惡性腫瘤中的改變主要是基因片段的缺失。 1.3 p27 1994年P(guān)olyak等在研究細(xì)胞間接觸抑制和TGF-誘導(dǎo)細(xì)胞生長停滯于G1期的機(jī)制時，從靜息的細(xì)胞抽提物中發(fā)現(xiàn)一個27kd的熱穩(wěn)定蛋白質(zhì)，稱之為p27kipl，它具有抑制cyclin e-CDK2復(fù)合物的活性，對細(xì)胞周期具有負(fù)調(diào)控作用，被公認(rèn)

9、具有抑癌基因活性。隨后Pietenpol等利用p27cDNA作探針篩選得到定位于人染色體12p13的p27基因，它包含2個外顯子和2個內(nèi)含子。人p27cDNA長569bp，含198個氨基酸?，F(xiàn)已證實在大多數(shù)的哺乳動物細(xì)胞中存在p276，在真核細(xì)胞的細(xì)胞周期調(diào)控中起重要的作用。p27作為細(xì)胞周期的負(fù)調(diào)控因子，具有阻止細(xì)胞通過G1/S期轉(zhuǎn)換的“關(guān)卡”作用，從而抑制細(xì)胞的增殖，使細(xì)胞有機(jī)會修復(fù)損傷的DNA或DNA復(fù)制中產(chǎn)生的錯誤。 Polyak等的實驗表明，p27在蛋白表達(dá)水平及活性的改變與腫瘤的形成有關(guān)。有人用Stanrosporine在離體的細(xì)胞實驗中上調(diào)p27的表達(dá)，結(jié)果使膀胱癌細(xì)胞系5637

10、的生長受到抑制7。Chen等用包含p27cDNA的腺病毒載體（Adp27）傳染低水平表達(dá)p27的星形膠質(zhì)瘤細(xì)胞，獲得p27過度不定期達(dá)的細(xì)胞失去了瘤細(xì)胞的生長特性，停滯于G1期的細(xì)胞和非整倍體細(xì)胞數(shù)明顯增多，而經(jīng)Adp27傳染的細(xì)胞在祼鼠中不能形成腫瘤病灶。Cote等8用免疫組化方法檢測了96例前列腺癌組織標(biāo)本中p27的表達(dá)水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)7在腫瘤組織中的表達(dá)隨著腫瘤分級水平的上升而顯著下降，而且與腫瘤的復(fù)發(fā)、患者存活率的降低有顯著的相關(guān)性。上述結(jié)果表明，p27蛋白表達(dá)水平的改變在泌尿系腫瘤的發(fā)生中起著重要的作用。 2 新的抑癌基因PTEN的研究進(jìn)展 新近發(fā)現(xiàn)的PTEN基因位于10q23，這個基

11、因編碼一個雙重特異性的蛋白磷酸酶。研究發(fā)現(xiàn)在人類多種腫瘤如膀胱癌、腎癌、前列腺癌、神經(jīng)膠質(zhì)瘤、甲狀腺癌、乳腺癌等腫瘤細(xì)胞中有點突變和缺失9。 Cairns等10用微衛(wèi)性分析法檢測345例泌尿系腫瘤標(biāo)本，發(fā)現(xiàn)在23%的膀胱癌（65/285）、25%的腎癌（15/60）中發(fā)生了染色體10q的缺失或突變，進(jìn)一步的研究表明65例膀胱癌中的4例PTEN表現(xiàn)為純合性缺失，而所有15例腎癌均表現(xiàn)為雜合性缺失。 許多細(xì)胞遺傳學(xué)家曾報道在前列腺癌組織中染色體10q經(jīng)常發(fā)生雜合性缺失，缺失定位圖的研究顯示染色體10q23有一個微小區(qū)域的丟失。Carins等11在檢測了80例前列腺癌標(biāo)本后發(fā)現(xiàn)有23例發(fā)生了10q2

12、3的缺失，并且隨著腫瘤分期、分級的增加PTEN的缺失率也相應(yīng)明顯提高。Wang等12報道4株前列腺癌細(xì)胞中有3株發(fā)生PTEN等位基因失活（一對等位基因均失活），他們用Southern印跡法和微衛(wèi)性法及PTEN探針對60例B期前列腺癌患者進(jìn)行檢測。8例有PTEN的純合性缺失，2例發(fā)生了PTEN的雜合性缺失。Kuczyk等13也認(rèn)為PTEN的突變與前列腺癌的發(fā)生有密切的關(guān)系。 3 新的抑癌基因候選者-FHIT的研究進(jìn)展 FHIT基因是由Ohta等14于1996年克隆的一個擬定的抑癌基因，它    位于染色體3914-2，其全長500kb，由10個外顯子組成，

13、cDNA長1095bp，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物則相應(yīng)為1.1kb的mRNA。由該基因cDNA推算的蛋白質(zhì)與具有三價組氨酸結(jié)構(gòu)域的HIT蛋白高度同源，故命名為FHIT（fragile histidine triad）基因。FHIT基因包含脆性部位FRA3B和t（3；8）易位斷裂點，編碼的蛋白質(zhì)是一種 典型的Ap3A水解酶。Le等15四個研究小組采用不同的方法克隆出同一抑癌基因FHIT，與其它被克隆的基因片段不同的是，F(xiàn)HIT具有如下2個特點：不穩(wěn)定，似乎有一段由500kb組成的長鏈DNA，極易斷裂；序列分析未見重復(fù)的三核苷酸結(jié)構(gòu)單元，是一個少見的脆性位點。脆性位點發(fā)生斷裂，則會使包含脆性位點的FHIT斷裂、失

14、活，引起細(xì)胞基因變異，最終導(dǎo)致細(xì)胞的異常增生。 FHIT在所有人類組織中均有低水平的表達(dá)，其蛋白序列與酵母的二核苷四磷酸不對稱水解酶（APH1）有69%的同源性，提示兩者功能相似。目前積累的資料表明，F(xiàn)HIT異常和眾多腫瘤發(fā)生相關(guān)，不僅和消化道、呼吸道腫瘤，也和乳腺癌、腎癌16,還可能與卵巢癌、白血病和膀胱癌等相關(guān)。 早在1979年，Cohen等就觀察到一意大利家族成員出現(xiàn)早發(fā)、雙側(cè)、多灶的腎透明細(xì)胞癌與t（3；8）易位使FHIT基因的表達(dá)受到了干擾。Sanchez等發(fā)現(xiàn)將3P14-p12片段導(dǎo)入t（3；8）易位的腎癌細(xì)胞可部分抑制腎癌細(xì)胞在祼鼠體內(nèi)的生長。Hadazek等17用免疫組化方法檢

15、測了41例腎癌細(xì)胞中FHIT的表達(dá)，結(jié)果在正常腎小管上皮細(xì)胞FHIT為均勻的強(qiáng)陽性，而51%的腫瘤細(xì)胞為陰性表達(dá)，34%為混合表達(dá)，14%為弱陽性表達(dá)。他們通過進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，G1期腫瘤細(xì)胞中FHIT完全缺失，G2、G3期為混合表達(dá)，而且G3期大部分細(xì)胞中為陰性表達(dá)，作者認(rèn)為在G1期中FHIT失活與腫瘤的進(jìn)展密切相關(guān)。另一些研究也認(rèn)為FHIT的缺失或其產(chǎn)物機(jī)能的喪失對腎癌的發(fā)展有潛在的作用。他們的研究都證明了FHIT在腎癌的發(fā)生中起重要作用。 迄今為止的研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤中FHIT基因沒有點突變，而主要表現(xiàn)為缺失一個或數(shù)個外顯子，Exon5和Exon8為缺失的熱點。Shridhar等18在94例

16、腎癌標(biāo)本中有69例發(fā)生了包括FHIT基因在內(nèi)的3P14序列的雜合性缺失。在家族性腎癌細(xì)胞中Exon2a和Exon3都是缺失的，Luan等19在分析了腎癌組織和細(xì)胞中FHIT的表達(dá)后發(fā)現(xiàn)，幾乎60%以上的病例其FHIT的cDNA中Exon8完全丟失。在許多其他腫瘤中，如胃癌（56%）、食道癌（50%）、結(jié)腸癌（37%）、肺癌（40%）、乳腺癌（30%）及胰腺癌（70%）（缺失主要位于第3、4、5外顯子）中也發(fā)現(xiàn)了FHIT的高比例缺失。 但Bugert等20采用RT-PCR和微衛(wèi)性缺失定位圖分析106例非乳突狀腎癌，發(fā)現(xiàn)僅有3例在FRA3B/FHIT區(qū)域顯示斷裂點（breakpoint）,而且除1

17、例以外，其余的腎癌細(xì)胞中均有正常的FHIT轉(zhuǎn)錄，故認(rèn)為FHIT基因在腎癌的發(fā)生中所起的作并不重要。 總之，F(xiàn)HIT作為新的抑癌基因候選者，其缺失和眾多腫瘤的發(fā)生、發(fā)展關(guān)系密切，要確定其為典型的抑癌基因還有賴于進(jìn)一步研究其分子機(jī)制和蛋白質(zhì)功能。  參 考 文 獻(xiàn) 1 Herman JG,et al.Cancer Res,1995;55:4525 2 Gu K,et al.Mol Carcinog,1998;21(3):164 3 Lacombe L,et al.Oncol Res,1996;8(1011):409 4 Dangles V,et al.Cancer Res,1997;57

18、(16):3360 5 Hughson MD,et al.Cancer Genet Cytogenet,1996;87(2):133 6 Rivard N,et al.J Biol Chem,1996;271(31):18337 7 Zi X,et al.Cancer Res,1998;58 (9):1920 8 Cote RJ,et al.J Natl Cancer Inst,1998;90(12);916 9 Bostron J,et al.Cancer Res,1998;58(1):29 10 Cairns P,et al.Oncogene,1998;16(24):3215 11 Cairns P,et al.Cancer Res,1997;57(22):4997 12 Wang SI,et al.Clin Cancer Res,1998;4(3):815 13 Kuczyk MA,et al.Oncol Res,1998;5(1):213 14 Ohta M,et al.Cell,1996;84: