骨肉瘤基因表達(dá)與化療療效的相關(guān)性研究進(jìn)展

1、    骨肉瘤基因表達(dá)與化療療效的相關(guān)性研究進(jìn)展【關(guān)鍵詞】  細(xì)胞周期  骨肉瘤是最常見的原發(fā)性惡性骨腫瘤，好發(fā)于1020歲的青少年，預(yù)后差。從上世紀(jì)70年代開始，化療藥物開始應(yīng)用于骨肉瘤的治療，取得了顯著的臨床療效。近年隨著腫瘤分子生物學(xué)研究的進(jìn)展，人們已認(rèn)識(shí)到骨肉瘤的基因表達(dá)不但決定骨肉瘤的發(fā)生、發(fā)展和預(yù)后，而且也影響了骨肉瘤的化療療效。但有關(guān)骨肉瘤的基因表達(dá)與化療療效的相關(guān)性研究尚屬起步階段，對(duì)它們之間內(nèi)在關(guān)聯(lián)性的認(rèn)識(shí)尚不深入，現(xiàn)將有關(guān)這方面的研究概況作一綜述。1細(xì)胞周期調(diào)控基因的狀態(tài)與化療療效的預(yù)測(cè)細(xì)胞周期是細(xì)胞完成

2、增殖的過程，可通過不同的基因來控制。其中細(xì)胞周期中有2個(gè)基本調(diào)控點(diǎn)，即G1S限定點(diǎn)和G2M限定點(diǎn)。前者決定細(xì)胞能否進(jìn)入細(xì)胞周期，后者決定細(xì)胞進(jìn)入M期完成有絲分裂。研究表明一些基因及其產(chǎn)物如p53基因、細(xì)胞分裂周期基因和細(xì)胞周期素基因是細(xì)胞周期調(diào)控中的重要調(diào)控因子，尤其在對(duì)G1S限定點(diǎn)調(diào)控中起重要作用；當(dāng)化療藥物直接或間接損傷DNA后，可啟動(dòng)程序性死亡過程引起細(xì)胞的死亡，使化療有效；相反細(xì)胞也可通過修復(fù)機(jī)理，恢復(fù)正常狀態(tài)使化療無效；細(xì)胞這種對(duì)化療不同的反應(yīng)取決于調(diào)節(jié)G1S限定點(diǎn)和G2M限定點(diǎn)基因功能狀態(tài)，因而腫瘤細(xì)胞周期調(diào)控基因的狀態(tài)與化療療效之間存在著必然的聯(lián)系，影響著化療的效果。11細(xì)胞周期

3、素依賴激酶(cyclin dependent kinases,CDK）細(xì)胞周期素依賴激酶(cyclin dependet kinases CDK）是細(xì)胞周期調(diào)控的中心環(huán)節(jié)，分為CDKl(CDC2）、CDK2CDK7，CDK分別受到細(xì)胞周期素(cyclin）的正調(diào)控和細(xì)胞周期素依賴抑制蛋白(CKI）的負(fù)調(diào)控。在穩(wěn)定的條件下，細(xì)胞增殖周期是由不同的CDK在G1S和G2M 2個(gè)限制點(diǎn)(restriction point）進(jìn)行自控性調(diào)節(jié)。CDK可被正調(diào)節(jié)信號(hào)即cyclin活化，活化后可以使底物Rb蛋白磷酸化，使其抑制細(xì)胞增殖作用喪失1。當(dāng)G1S和G1S的關(guān)鍵限制點(diǎn)失控，就有可能使本應(yīng)停止增殖或生理性凋

4、亡的細(xì)胞不停地進(jìn)入細(xì)胞周期，從而導(dǎo)致惡性增生。Ragazzini等2的研究結(jié)果顯示CDK4蛋白在20例低分化的骨肉瘤中強(qiáng)表達(dá)，表達(dá)率為65。Benassi3等研究了39例骨肉瘤中pRbp16CDK4的表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)CDK4過表達(dá)的患者除預(yù)后差以外，也影響化療療效：CDK4過表達(dá)的病人其化療療效比低表達(dá)的病人差。12細(xì)胞周期素(cyclin）細(xì)胞周期素(cyclin）為重要的細(xì)胞周期蛋白的調(diào)控基因，其表達(dá)產(chǎn)物能激活CDK的活性，使其底物Rb蛋白磷酸化，造成細(xì)胞周期調(diào)節(jié)失控、腫瘤形成。目前發(fā)現(xiàn)的cyclin有cyclin AH。cyclin AB主要出現(xiàn)于G2M期，cyclin C、D、E主要出現(xiàn)

5、于G1S期，cyclinD在G1期中晚期發(fā)揮重要作用，cyclin E在G1S交界處達(dá)到高峰1。目前有關(guān)cyclin D1對(duì)化療療效的預(yù)測(cè)作用是研究的熱點(diǎn)。人類惡性腫瘤中，Cyclin D1常常出現(xiàn)過度表達(dá)，通過CDK4的作用導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生發(fā)展，常作為預(yù)測(cè)療效的指標(biāo)，CyclinD1過表達(dá)的患者化療療效差4、5、6。Benassi等用免疫組化技術(shù)和蛋白質(zhì)印跡法證實(shí)Cyclin D1是預(yù)測(cè)骨肉瘤預(yù)后的有價(jià)值指標(biāo)9。而Maitra等用免疫組化技術(shù)研究表明在38名兒童骨肉瘤患者中，未發(fā)現(xiàn)Cyclin D1過表達(dá)7。Molendini等通過對(duì)92個(gè)骨肉瘤標(biāo)本免疫組化染色，未發(fā)現(xiàn)Cyclin D1過表達(dá)

6、，反而發(fā)現(xiàn)Cyclin D1低表達(dá)者，發(fā)生轉(zhuǎn)移的幾率高，預(yù)后差8。Ewen等發(fā)現(xiàn)將野生型Rb與Cyclin D1共同導(dǎo)入Rb基因缺失的骨肉瘤細(xì)胞株SAOS2中，沒有發(fā)現(xiàn)Rb的過磷酸化，而將Rb與Cyclin D2導(dǎo)入SAOS2中，可發(fā)現(xiàn)Rb過磷酸化，使Rb對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)的抑制效應(yīng)失活，提示骨肉瘤中Cyclin D的作用是不相同的8。Cyclin D在骨肉瘤中的表達(dá)及其與化療療效的關(guān)系，有待于進(jìn)一步的研究。除了Cyclin D以外，Molendini等8研究發(fā)現(xiàn)Cyclin A和Cyclin E在骨肉瘤細(xì)胞中高表達(dá)，并發(fā)現(xiàn)Cyclin A陽性表達(dá)率越高化療后的復(fù)發(fā)率也越高，表明Cyclin A的表達(dá)

7、與骨肉瘤的化療療效呈負(fù)相關(guān)。13p53基因p53是迄今為止發(fā)現(xiàn)的與人類腫瘤相關(guān)性最高的基因。定位于17p13，野生型p53蛋白在維持細(xì)胞正常生長(zhǎng)、抑制惡性繁殖中起重要作用。研究發(fā)現(xiàn)，p53突變參與細(xì)胞周期調(diào)控和DNA修復(fù)等多個(gè)過程的改變，是腫瘤發(fā)生的中心環(huán)節(jié)。在調(diào)控細(xì)胞周期方面，野生型p53主要是通過轉(zhuǎn)活基因編碼p21WAFl蛋白，p21WAFl可以抑制cyclin DCDK4或CDK6以及cyclin ECDK2的活性，從而減少Rb蛋白的磷酸化，阻止細(xì)胞通過G1S限定點(diǎn)，抑制細(xì)胞增殖。突變的p53由于結(jié)構(gòu)的改變影響轉(zhuǎn)錄活化功能或p53蛋白磷酸化過程，引起p53抑制細(xì)胞循環(huán)的功能喪失，這樣就不

8、僅失去了野生型p53對(duì)腫瘤的抑制作用，而且又具有了癌基因的功能1。盡管骨肉瘤p53蛋白表達(dá)與化療療效的關(guān)系已有研究，但結(jié)論尚有差異。Papal等10用免疫組化的方法研究了21例化療前后的骨肉瘤標(biāo)本，發(fā)現(xiàn)5例p53陽性表達(dá)的骨肉瘤患者在1 a內(nèi)死亡，而陰性表達(dá)者(11例）均存活，平均隨訪35 a。并且所有化療前p53表達(dá)陽性的患者，對(duì)化療都沒有反應(yīng)。提示p53高表達(dá)是預(yù)測(cè)骨肉瘤化療療效的指標(biāo)。但是Pakos等11對(duì)16組(共499位患者）有關(guān)TP53與骨肉瘤預(yù)后及化療關(guān)系的研究行meta分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)TP53基因的狀態(tài)與骨肉瘤的化療療效之間無關(guān)聯(lián)。最近的研究也表明TP53基因的狀態(tài)不能預(yù)測(cè)骨肉瘤

9、的化療療效12。因此盡管骨肉瘤中存在p53基因的突變，但是p53基因的狀態(tài)是否可以反映骨肉瘤的化療療效尚有待進(jìn)一步探討。14MDM2基因MDM2基因，位于染色體12q1314，其編碼產(chǎn)物為9425ku，是一種p53結(jié)合蛋白。擴(kuò)增的MDM2基因能擺脫p53基因的生長(zhǎng)調(diào)控作用，且與p53蛋白結(jié)合使p53功能失活。在人類許多腫瘤中，如軟組織肉瘤、骨肉瘤、惡性膠質(zhì)細(xì)胞瘤及一些乳腺腫瘤中，都有MDM2基因的擴(kuò)增和MDM2蛋白產(chǎn)物的過量表達(dá)。Ladanyi等13研究了28例骨肉瘤，16例原發(fā)性骨肉瘤未發(fā)現(xiàn)MDM2基因擴(kuò)增，而12例轉(zhuǎn)移或復(fù)發(fā)性骨肉瘤中有4例MDM2擴(kuò)增。Yokoyama等14研究表明雖然M

10、DM2基因擴(kuò)增或過表達(dá)與骨肉瘤侵襲和轉(zhuǎn)移存在相關(guān)性，但是MDM2基因擴(kuò)增與骨肉瘤化療療效之間無關(guān)聯(lián)。2骨肉瘤細(xì)胞增殖活性與化療療效的預(yù)測(cè)腫瘤與正常組織的區(qū)別在于其細(xì)胞的無限制性生長(zhǎng)。腫瘤生長(zhǎng)越快，其惡性程度越高，所以腫瘤細(xì)胞增殖活性的測(cè)定在一定程度上反映了腫瘤的生物學(xué)行為，化療如果有效則骨肉瘤細(xì)胞的增殖活性就會(huì)降低，通過測(cè)定骨肉瘤細(xì)胞的增殖活性，可以反映其化療療效。增殖細(xì)胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen，PCNA）是1978年Miyachi等在系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者的血清中發(fā)現(xiàn)并提純的一種自身抗原。PCNA合成并存在于細(xì)胞核內(nèi)，是一種細(xì)胞周期調(diào)節(jié)蛋白，

11、常作為測(cè)定細(xì)胞增殖水平的指標(biāo)，其在細(xì)胞核內(nèi)陽性表達(dá)的高低與細(xì)胞增殖活性密切相關(guān)。測(cè)定化療前后腫瘤細(xì)胞PCNA的表達(dá)，可以對(duì)化療效果作出評(píng)價(jià)，Nakashima等15用免疫組化的方法檢測(cè)26例骨肉瘤標(biāo)本，結(jié)果示PCNA的陽性率為808，并指出PCNA能較好地反映骨肉瘤組織的增殖能力，通過檢測(cè)PCNA在化療前后骨肉瘤組織中的變化，能預(yù)測(cè)術(shù)前化療的療效。3多藥耐藥(MDR）與化療療效的預(yù)測(cè)多藥耐藥(multidrug resistance,MDR）是骨肉瘤化療失敗的主要原因，它是指腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生的一種特殊的耐藥現(xiàn)象，其特點(diǎn)是細(xì)胞一旦對(duì)某種藥物產(chǎn)生耐藥，同時(shí)對(duì)其他結(jié)構(gòu)和作用機(jī)理不同的藥物產(chǎn)生交叉耐藥現(xiàn)象

12、。MDR表型的基因包括：MDR、MRP、肺耐藥蛋白LRP、谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶(GST）、拓?fù)洚悩?gòu)酶H(Topoll）等。目前已有不少有關(guān)MDR基因的表達(dá)與化療療效相關(guān)性的研究報(bào)道，其中以細(xì)胞膜糖蛋白(Pgp）研究的更為廣泛。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為人骨肉瘤細(xì)胞中Pgp的過度表達(dá)與骨肉瘤的預(yù)后不良有關(guān)，但與化療療效的相關(guān)性研究較少。Jay等16用RTPCR的方法在對(duì)22例化療前后同一患者的標(biāo)本研究中發(fā)現(xiàn)，化療后MDRI的表達(dá)比化療前明顯增高，證明了化療藥物的應(yīng)用可以誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生多藥耐藥性的產(chǎn)生，造成化療失敗。研究MDR表型基因的表達(dá)狀態(tài)與骨肉瘤化療療效的相關(guān)性對(duì)于改善臨床治療療效是非常有意義的。4熱休克蛋

13、白熱休克蛋白(HSP）是一組具有重要生理功能、高度保守的蛋白質(zhì)分子，普遍存在于生物細(xì)胞中，應(yīng)激狀態(tài)下被誘導(dǎo)表達(dá)，故又稱為應(yīng)激蛋白。腫瘤形成過程中，腫瘤細(xì)胞不斷增殖，合成代謝增強(qiáng)，需要大量的HSP來調(diào)節(jié)和穩(wěn)定這一異常增殖過程。正常細(xì)胞中，HSP的表達(dá)受細(xì)胞周期調(diào)控，而腫瘤細(xì)胞中突變或異常蛋白質(zhì)的存在刺激HSP的合成，使其呈現(xiàn)持續(xù)的高誘導(dǎo)表達(dá)。HSP的高表達(dá)增強(qiáng)了腫瘤抗凋亡能力，使細(xì)胞的生長(zhǎng)抑制效應(yīng)和死亡減弱17。Trieb等18發(fā)現(xiàn)，HSP60在良、惡性骨腫瘤的細(xì)胞質(zhì)中均有表達(dá)，但HSP72在骨肉瘤細(xì)胞核中的表達(dá)量明顯多于其他非惡性腫瘤，HSP72陽性的骨肉瘤患者對(duì)新輔助化療更具敏感性。因此，H

14、SP72是預(yù)測(cè)骨肉瘤對(duì)新輔助化療應(yīng)答與否的一個(gè)重要免疫組化指標(biāo)。至于HSP90，現(xiàn)在的研究認(rèn)為抗HSP90抗體的存在與骨肉瘤對(duì)新輔助化療的組織學(xué)應(yīng)答良好有關(guān)，而抗體缺如則與腫瘤發(fā)生轉(zhuǎn)移有關(guān)19。所以抗HSP90抗體在預(yù)測(cè)骨肉瘤化療療效方面亦具有臨床研究?jī)r(jià)值。盡管上述研究表明骨肉瘤的腫瘤基因表達(dá)與化療療效之間有一定的相關(guān)性，但由于研究樣本量少，選擇的生物學(xué)指標(biāo)分散，結(jié)果尚不完全一致，至今研究結(jié)果未證實(shí)一種有特異的基因表達(dá)用于預(yù)測(cè)骨肉瘤化療的療效。相信隨著對(duì)腫瘤分子生物學(xué)的深入研究，樣本量的不斷擴(kuò)大，必將發(fā)現(xiàn)特異的基因表達(dá)與骨肉瘤化療療效相關(guān)性，指導(dǎo)骨肉瘤的臨床化療；同時(shí)發(fā)現(xiàn)影響骨肉瘤化療療效的主

15、要基因，采用相關(guān)技術(shù)，達(dá)到增強(qiáng)或抑制該基因的表達(dá)目的，提高骨肉瘤的化療療效，改善臨床治療結(jié)果。參考文獻(xiàn)：1Sandberg Avery A，Bridge Julia A.Updates on the cytogenetics and molecular genetics of bone and soft tissue tumors:osteosarcoma and related tumorsJ.Cancer Genet Cytogenet,2003,145:5055.2Ragazzini P,Gamberi G,Benassi MS,et al.Analysis of SAS gene an

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