以端粒酶為靶治療肺癌研究進展

1、以端粒酶為靶治療肺癌研究進展【摘要】端粒酶是一種可以維持端粒長度的RNA酶，抑制端粒酶可能會使端粒縮短并使腫瘤無限增殖停頓。該文就端粒酶在肺癌治療中的研究進展作一綜述?！娟P(guān)鍵詞】端粒末端轉(zhuǎn)移酶肺腫瘤基因療法病毒免疫療法PrgressnTeleraseasTargettingTherapyfrLunganerAbstrat:TeleraseisakindfRNasethatanaintainthelengthftelere.Inhibitinfteleraseayleadttelereshrteningandessatinfunrestrainedturprliferatin.Researhpr

2、gressftelerasefrlunganertherapyassuarizedinthisartile.Keyrds:telerase;lungneplass;genetherapy;viruses;iuntherapy1端粒酶的構(gòu)造和功能端粒酶于1984年首次被發(fā)現(xiàn)，它是一種逆轉(zhuǎn)錄酶，位于細胞核內(nèi)。端粒酶有兩個主要組成局部及相關(guān)蛋白組成，一個主要組成局部為端粒酶RNAhuanteleraseRNA,hTR,hTR是合成端粒DNA的模板，人體內(nèi)所有細胞中都含有hTR。另一主要組成局部是端粒酶催化亞基(huantelerasereversetransriptase,hTERT)，hTERT是

3、決定端粒酶活性的限速因子，與端粒酶活性呈正相關(guān)，正常體細胞中不含hTERT，造血細胞、生殖細胞及腫瘤細胞中含有hTERT1，2。正常人體細胞的端粒長度約515kb，端粒長度隨著年齡的增長和分裂次數(shù)的增多而逐漸縮短，一般DNA每復(fù)制1次，端粒喪失50200bp，當(dāng)它縮短到一定程度時，細胞那么停頓分裂而衰老、死亡。在極少數(shù)情況下，個別細胞的端粒酶激活，以自身的RNA為模板合成端粒DNA，修復(fù)被損傷的端粒DNA，穩(wěn)定其長度，使細胞走向永生化，而永生化又被認為是細胞惡化的必要步驟。腫瘤細胞的端粒長度很短，其繼續(xù)縮短將導(dǎo)致染色體交融、細胞死亡，而端粒酶的激活可以維持端粒的長度，從而維持腫瘤的繼續(xù)分裂、增

4、殖和生存3。端粒酶的激活，可能是腫瘤形成和開展的共同途徑。2端粒酶表達和肺癌TagaS等4在觀察NSL中端粒酶活性及其對預(yù)后影響的一項研究中，以端粒重復(fù)序列擴增法TRAP法測定端粒酶活性，103例NSL病人術(shù)后癌組織標(biāo)本中有85例端粒酶呈陽性82.5，另18例為陰性17.5，而鄰近正常組織中端粒酶均為陰性。Hiyaa等5用TRAP法測定了136例原發(fā)性肺癌的手術(shù)切除標(biāo)本癌組織端粒酶活性,其陽性率為80.1%(109/136),而鄰近正常組織標(biāo)本的端粒酶活性陽性率僅4.4%(3/68)，其中SL標(biāo)本的端粒酶活性陽性率為100(強陽性)。因為端粒酶主要存在于惡性腫瘤，而在大多數(shù)正常組織中沒有活性或

5、活性很低，同時由于端粒酶在惡性腫瘤的發(fā)生，尤其是在腫瘤的開展中起著關(guān)鍵的作用3，所以，通過各種途徑抑制端粒酶的活性，可能將有效地抑制腫瘤的生長，而對大多數(shù)正常細胞沒有影響。端粒酶與惡性腫瘤之間令人驚異的相關(guān)性，使它在腫瘤的治療上有望成為行之有效的新的靶目的。3端粒酶在肺癌治療中的應(yīng)用進展目前肺癌治療因子中以端粒酶為靶的包括：以端粒酶為靶向的反義基因、自殺基因，以表達端粒酶細胞為靶的溶瘤病毒，端粒酶特異性的免疫治療，小分子端粒酶抑制劑等,其中以端粒酶為靶向的基因治療研究進展較快。3.1以端粒酶為靶向的基因治療3.1.1反義基因治療端粒酶RNAhTR的反義基因治療Feng等2用反義hTR抑制惡性腫

6、瘤，并可因此導(dǎo)致腫瘤細胞的死亡。何劍等6用脂質(zhì)體介導(dǎo)的端粒酶hTR反義寡核苷酸轉(zhuǎn)染A549肺腺癌細胞株，采用TRAPPRELISA法半定量檢測轉(zhuǎn)染后肺腺癌細胞端粒酶活性,在端粒酶反義寡核苷酸轉(zhuǎn)染549細胞72h后，A549細胞端粒酶活性明顯下調(diào)。這說明端粒酶反義寡核苷酸可以有效抑制肺腺癌細胞端粒酶活性。SngJS等7以一種表達反義端粒酶模板RNA序列的腺病毒抑制hTR的開放局部，發(fā)現(xiàn)反義端粒酶腺病毒可以抑制端粒酶活性，并抑制腫瘤細胞的生長及生存。進一步地用FAS和TUNEL分析說明，腫瘤細胞減少的生存才能是由誘導(dǎo)凋亡介導(dǎo)的。這說明，用端粒酶RNA反義寡核苷酸誘導(dǎo)肺癌細胞凋亡有可能是在靶向性腫瘤

7、基因治療中的一種有效的抑制腫瘤生長的方法。端粒酶催化亞單位hTERT的反義基因治療由于hTR在多種正常體細胞中有表達，以此為靶缺乏腫瘤特異性。而hTERT在腫瘤組織中高表達，正常體細胞中那么檢測不到，因此具有更高的腫瘤特異性，是更加理想的腫瘤端粒酶抑制靶點2。田鳳軍等8采用逆轉(zhuǎn)錄病毒介導(dǎo)的反義hTERT作用于肺癌細胞A549，結(jié)果顯示反義hTERT作用肺癌細胞后hTERT蛋白表達下降、端粒酶活性抑制；細胞倍增20周期后出現(xiàn)生長抑制，并出現(xiàn)明顯的細胞凋亡。提示反義hTERT可以抑制肺癌細胞A549的端粒酶活性，抑制腫瘤細胞生長，促進細胞凋亡；針對hTERT來治療腫瘤有可能成為一種新的肺癌基因治療

8、方法。3.1.2自殺基因療法由于hTERT僅在諸如腫瘤及胚胎細胞等具有端粒酶活性的細胞和組織中表達，也即在這些組織中存在hTERT基因啟動子的活性，因此可以將由hTERT基因啟動子調(diào)控的自殺基因整合到腺病毒載體中，以特異性地作用于腫瘤細胞。SngJS等在2022年報道了利用hTERT基因啟動子靶向治療腫瘤的可能性。他們克隆出由hTERT基因啟動子調(diào)控的來自單純皰疹病毒的自殺基因HSVTK，與腺病毒載體構(gòu)成AdhTTK的重組體，并使它們分別感染到正常的細胞系和小細胞肺癌的細胞系中去。通過實驗，證實了由AdhTTK介導(dǎo)的選擇性、特異性的腫瘤細胞死亡。進一步用ELISA和FAS分析方法檢測細胞死亡，

9、發(fā)現(xiàn)腫瘤細胞生存才能減少是由凋亡誘導(dǎo)作用介導(dǎo)的，它說明這種方法有可能是腫瘤靶向基因治療方法中的一種抑制癌細胞生長的有效方法9。但這種方法有可能會在殺傷腫瘤細胞的同時損傷生殖細胞、造血細胞等具有端粒酶活性的正常細胞。由于6080的SL細胞是端粒酶陽性且y過度表達的，而正常人類細胞那么無。SngJS又于2022年初報道了利用yax反響元件RE和SV40增強hTERT基因啟動子的活性，以更好地調(diào)控自殺基因。通過RE、hTERT基因啟動子及SV40增強子調(diào)控自殺基因HSVTK的活性，構(gòu)造該HSVTK的腺病毒載體AdREhTTKenh并感染SL細胞，可以誘導(dǎo)端粒酶陽性且y過度表達的腫瘤特異性細胞死亡。被

10、AdREhTTKenh感染的SL細胞受抑制程度和受誘導(dǎo)凋亡的程度顯著地大于被AdhTTK感染的SL細胞，且更加具有腫瘤特異性10。因此利用hTERT基因啟動子調(diào)控自殺基因的療法可以用于特異性的SL的靶向基因治療。3.2腫瘤特異性的溶瘤病毒為誘導(dǎo)病毒介導(dǎo)的腫瘤細胞溶解而設(shè)計的載體，可以選擇性地在腫瘤中進展病毒繁殖。端粒酶激活被認為是致癌過程中關(guān)鍵性的一步，其活性與hTERT親密相關(guān)。KaashiaT等在人類腫瘤細胞上研究具有復(fù)制才能的hTERT特異性的腺病毒telerasespeifirepliatinpetentadenvirus，TRAD的抗癌作用。在體內(nèi)和體外試驗中檢查TRAD在人類腫瘤細

11、胞中具有選擇性復(fù)制和抗腫瘤作用，但在正常細胞諸如成纖維細胞中那么無。TRAD在一系列人類腫瘤細胞系上都能有效地復(fù)制并誘導(dǎo)顯著的殺細胞效應(yīng)，其復(fù)制和毒性在缺少端粒酶活性的人類成纖維細胞中那么明顯減弱。在移植了人SL組織的裸鼠上，瘤內(nèi)注射TRAD可導(dǎo)致明顯的腫瘤生長抑制，盡管在循環(huán)中存在TRAD，TRAD在瘤外組織中不能檢測到。此外，在未注射TRAD的遠處腫瘤中也有TRAD的復(fù)制11。hTERT啟動子賦予TRAD在人類腫瘤中選擇性復(fù)制并進而使腫瘤細胞溶解的才能，其對于腫瘤治療有重要的應(yīng)用價值。3.3調(diào)節(jié)端粒酶表達的免疫治療越來越多的證據(jù)說明，來自hTERT的多肽可以被細胞毒性的T淋巴細胞D8的T淋

12、巴細胞特異性地識別。通過用來自hTERT的肽461469(hTERT461)反復(fù)刺激安康供體，TajiaK等研究了一種人類白細胞抗原(HLA)A24限制性的D8+的T細胞克隆K31，它能介導(dǎo)特異性的溶細胞作用。用K31處理從肺癌病人胸腔積液中獲得的原發(fā)性肺腺癌細胞，可以觀察到腫瘤細胞溶解。在使用IFN處理后，腫瘤細胞端粒酶表達減少，K31介導(dǎo)的溶細胞作用相應(yīng)減弱。該研究說明干擾素可特異性地調(diào)節(jié)肺癌細胞對端粒酶特異性的細胞毒性T淋巴細胞的易感性。強調(diào)hTERT461肽在肺癌免疫治療中的作用，并說明在治療上應(yīng)該考慮使用IFN調(diào)節(jié)端粒酶的表達12。3.4其他BIBR1532是一種非核苷小分子，它能選

13、擇性抑制端粒酶活性。用BIBR1532處理NIH460肺癌細胞，對腫瘤細胞的短期生存和增殖沒有影響，但在經(jīng)過100次細胞分裂后，腫瘤細胞的生長速度減慢，140次細胞分裂后，腫瘤細胞停頓增殖，且其端粒長度比對照組平均短1.54kb13。目前的使用促凋亡基因的腫瘤基因治療之所以進展有限，是因為這些方法缺少組織及腫瘤特異性而易于導(dǎo)致副反響。為了以腫瘤細胞為靶向而不損傷正常細胞，一種新的針對肺癌的雙重強化系統(tǒng)在hTERT催化因子與人類外表活性蛋白A1催化因子控制下的TTF1基因近期被研究出來，其中腫瘤特異性催化因子控制下的組織特異性轉(zhuǎn)錄系統(tǒng)可以促進腫瘤治療基因表達。通過將其應(yīng)用到肺癌治療中顯示了這種系

14、統(tǒng)的有用性。這種肺癌系統(tǒng)被稱為TTS。TTS系統(tǒng)在肺癌細胞中的催化活性比在其他癌細胞、正常肺組織，包括干細胞中的活性都高很多。此外，將負性糖皮質(zhì)激素反響元件插入TTS中，它還可以被藥物調(diào)控14。以端粒酶為靶向的藥物可能是一類特異性強，毒性小的較理想的新一代治療肺癌的藥物。但這類藥物大多數(shù)的抗增殖作用有賴于特定腫瘤細胞的端粒酶長度，臨床效果要到染色體末端的端粒完全喪失才能顯示出來。因此抗端粒酶治療最有可能的應(yīng)用是作為其他減瘤細胞治療如手術(shù)、化療、放療等的一種輔助治療手段。另外一種可能應(yīng)用是作為疾病完全緩解后的治療以消除微小的殘存病灶，減少腫瘤復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移的可能。但從目前的研究來看，這種藥物可能也存在

15、一些問題：(1)人體內(nèi)有一些正常細胞也有端粒酶的活性，如生殖細胞、骨髓細胞等增殖活潑的細胞，以端粒酶為靶向的抗腫瘤藥物對這些細胞可能會有一定的毒性作用。(2)端粒酶抑制劑類型的抗腫瘤藥物的應(yīng)用同其它的抗癌藥物一樣，也會產(chǎn)生耐藥性問題15。因為端粒酶抑制劑的應(yīng)用，抑制了腫瘤細胞中的端粒酶活性，非端粒酶依賴性端粒調(diào)控機制有可能會代償性激活，從而使端粒酶抑制劑對此腫瘤無效。(3)有些腫瘤細胞檢測不出端粒酶活性，有些雖有端粒酶活性，但同時也可能存在非端粒酶依賴性端粒調(diào)控機制16。在這種情況下，以端粒酶為靶向的抗腫瘤藥物可能會無效。但無論如何，端粒酶仍然是真核細胞永生化最廣泛最經(jīng)典的途徑之一。因此,針對

16、端粒酶的抗腫瘤治療仍可能是有希望的惡性腫瘤治療方案之一。相信隨著對端粒酶研究的進一步深化，有望能開發(fā)更有效的控制與治療肺癌的藥物?！緟⒖嘉墨I】1錢睿哲.衰老機制的研究A.金惠銘，盧健，殷蓮華.細胞分子病理生理學(xué).鄭州：鄭州大學(xué)出版社，2002.467476.2FengJ,FukD,angSS,etal.TheRNApnentfhuanteleraseJ.Siene,1995,2695228：1236-1241.3BlasA,LeeH,HandeP,etal.TelereshrteningandturfratinbyuseellslakingteleraseRNAJ.ell,1997，911：2

17、534.4TagaS,sakiT,hgaiA,etal.PrgnstiipatfteleraseativityinnnsallelllunganersJ.AnnSurg,1999,2305：715720.5HiyaaK,HiyaaE,IshikaS,etal.TeleraseativityinsallellandnnsallelllunganersJ.JNatlanerInst,1995,8712:895-902.6何劍,陳瓊,易紅,等.端粒酶的反義核苷酸抑制肺癌細胞端粒酶活性的研究J.中國現(xiàn)代醫(yī)學(xué)雜志，2022，1411:1417.7SngJS,KiSB,LeeYH,etal.Adenvir

18、usediatedantisenseexpressinfteleraseteplateRNAinduesapptsisinlunganerellsJ.JirbilBitehnl,2002,12(1):89-95.8TianFJ,angZY,aJY,etal.Inhibitinfantisensehuantelerasereversetransriptase(hTERT)retrviralvetrnlunganerellsJ.AiZheng,2022,23(5):545-549.9SngJS,KiHP.AdenvirusediatedHSVTKgenetherapyusingthehuanteleraseprterinduedapptsisfsallelllunganerelllineJ.nlRep,2022,12(2):443-447.10SngJS.AdenvirusediatedsuiideSLgenetherapyusingtheinreasedativityfthehTERTprterbytheREandSV40enhanerJ.BisiBitehnlBihe,2022,69(1):56-62.11KaashiaT,KagaaS,KbayashiN,etal.Telerasespe