腫瘤抑制基因DNA甲基化與卵巢癌的研究進展

  • 時間:2015-10-10 10:07:45
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腫瘤抑制基因DNA甲基化與卵巢癌的研究進展

      摘 要:卵巢癌是婦科常見的惡性腫瘤,嚴重威脅著女性的生命和健康。研究發現,DNA異常甲基化,尤其是基因啟動子CpG島高甲基化,使腫瘤抑制基因RASSF1A、BRCA1等失活,在卵巢癌發生、發展中起重要作用。綜述腫瘤抑制基因DNA異 常甲基化在卵巢癌中的研究進展,可為卵巢癌發病機制、早期診斷、治療及判斷預后提供新的方法。

      卵巢癌是女性生殖器官常見的腫瘤之一,發病率位于女性生殖器三大惡性腫瘤之末。由于缺乏早期癥狀和早期檢測方法,大多數病人被診斷為卵巢癌是已是晚期。Ⅰ期 卵巢癌患者 5 年生存率超過 90%,晚期患者 5 年生存率僅為 30% ~ 40%。雖然手術治療及以鉑類為主的聯合化療可 改善患者的預后,但是晚期患者復發率極高,致使卵巢癌死亡率一直居婦科惡性腫瘤之首。目前在腫瘤細胞減滅 術的基礎上施以鉑類藥物為主的聯合化療是卵巢癌治療的 標準方案。然而隨著耐藥現象的出現,其療效不盡人意。 因此,更好地研究卵巢癌發生發展的分子機制,尋找與其密切相關的靶基因,對卵巢癌的早期診斷及有效治療有著重要意義。近年來越來越多飛研究顯示,卵巢癌的發生與發展除了和基因突變和缺失有關外,還與表觀遺傳學的改變有密切聯系。所以,對卵巢癌表觀遺傳學的研究將有可能發現其早期檢測和改善預后的方法。本文就與卵巢癌相關的腫瘤抑制基因的 DNA 甲基化的研究進展作一綜述。

 1 腫瘤抑制基因

      腫瘤抑制基因是一類存在于正常細胞中的、與原癌基因共同調控細胞生長和分化的基因,也稱為抗癌基因和隱 性癌基因。在正常情況下腫瘤抑制基因的產物能抑制細胞的生長。若其功能喪失則可能促進細胞的腫瘤性轉化。研究發現,在多個腫瘤中均可發生腫瘤抑制基因表觀遺傳學改變如甲基化或純合性丟失導致基因失活所致的功能異常。 目前普遍認為,DNA 甲基化是腫瘤抑制基因失活的機制。 在卵巢癌中常見的腫瘤抑制基因有 RASSF1A,BRCA1, RNASET2,VHL,hMLH1,DLG1,OPCML,COPS2, NOL7,DAPK,RBL1,PARG1,PERP,TCF3 等, 其中研究的較多的腫瘤抑制基因甲基化的基因有 RASSF1A, BRCA1,hMLH1,OPCML和 DAPK。

2 DNA甲基化

      DNA 甲基化是指在 DNA 甲基化轉移酶(DNMT)的催化作用下,把甲基基團 S- 腺苷甲硫氨酸(SAM)共價 結合到 CpG 二核苷酸胞嘧啶 5 碳位上,生成 5- 甲基胞嘧啶的過程。在真核 DNA 中,5- 甲基胞嘧啶是一種很常見的堿基修飾,而且在 CPG 雙核苷酸序列上包含了 90% 的甲基化位點。在人類基因組轉錄區,CpG 相互聚集, 稱為 CpG 島(CpG islands)。CpG 島一般至少長為 0.5 kb, 其中富含 G :C 和 CpG 內容,并且發現了大約 70% 的人類 基因啟動子。在正常細胞和腫瘤細胞中其基因的 CPG 島甲基化狀況絕然不同,前者幾乎大部分處于非甲基化狀態, 后者則常表現為異常甲基化。DNA 甲基化模式以發育階段和細胞分化為特征,也本質的與多發病變相關聯,已經成 為了惡性腫瘤發生的一個標志。

 3 腫瘤抑制基因DNA甲基化與卵巢癌

      3.1 RASSF1A Ras 蛋白質在人類癌癥中扮演重要角色,其是調節細胞凋亡信號的開關。RASSF1A 的基因定位于 3p21.3,而其 在許多惡性腫瘤中的基因丟失,預示著其在致癌過程中扮演著重要角色。Bhagat 等對 86 例上皮性卵巢癌患者進 行檢測發現,有 58%的患者出現 RASSF1A 啟動子甲基化。 Bondurant 等通過對 106 例侵襲性漿液性卵巢癌患者檢 查發現,有 51% 患者血清中的 RASSF1A 基因發生甲基化, 并且隨著以后的手術、化療過程而波動。Ma 等在卵巢 癌研究中發現,RASSF1A 高甲基化僅出現在侵襲性卵巢癌中,而交界性卵巢腫瘤及正常卵巢組織中無 RASSF1A 甲基化發生,提示 RASSF1A 基因異常甲基化可以對侵襲性卵巢癌與交界性腫瘤進行鑒別,有助于進一步明確病理診斷,指導臨床治療,RASSF1A 高甲基化可以作為預測卵巢癌是否具有侵襲性的指標。 3.2 BRCA1BRCA1 基因在1990 年被發現, 定 位于染色體 17q12 ~ 21,屬于腫瘤抑制基因。其功能包括 :參與 DNA 的修復 ;抑制腫瘤細胞生長,促進腫瘤細胞凋亡 ;具有轉錄調節功能從而抑制腫瘤細胞生長。有研究顯示卵巢癌中 BRCA1 的超甲基化率在 14% 左右。Wang 等的研究 顯示,BRCA1 在正常卵巢組織或良性卵巢腫瘤中表現為低 甲基化,而在卵巢癌中表現為超甲基化。并且隨著卵巢癌的進展,BRCA1 啟動子的甲基化率也在明顯增高。有研究 顯示,超甲基化后的 BRCA1 預示著腫瘤對鉑類藥物的敏感性增強,患者通過順鉑治療可以有效提高總生存率。 3.3 hMLH1 hMLH1 基因是由 19 個外顯子組成,定位于 3p21.3, 是 DNA 錯配修復的主要基因 。其具體機制是 hMLH1 蛋白與 hPMS2 蛋白形成異二聚體 hMutLα 識別并結合 hMutLα 和 hMutSβ 兩種異源二聚體,參與錯配堿基的修復 過程。Shilpa 等的研究顯示,上皮性卵巢癌中 MLH1 基 因啟動子的甲基化占 37.5%。hMLH1 基因的高表達會抑制 DNA 突變進而抑制腫瘤的發生和進展,而甲基化致其 低表達或表達缺失則對腫瘤的發生和發展起促進作用。近 年來有研究發現,hMLH1 基因缺失的卵巢癌細胞可以產生 對鉑類藥物的耐受。舒丹等構建 hMLH1 真核表達質粒,成功進行耐藥細胞的轉染,糾正了 hMLH1 在耐藥細胞中的缺失,顯著增強卵巢癌細胞對順鉑的敏感性,促進耐藥細胞在順鉑作用下的凋亡,為耐藥卵巢癌的實驗室治療提供了新的途徑。 3.4 OPCML OPCML 也稱為阿片樣物質限制細胞粘附分 子 (OBCAM),最早是從大腦中分離出來,后來在其他組織中也被發現,包括胃、卵巢、卵巢表面上皮。研究發現,在卵巢癌中OPCML的失活與雜合子丟失和CpG島啟動子超甲基化有關,其中 53.4%出現CpG島啟動子超甲基化。Zhou 等通過亞硫酸氫鹽測序和敏感的限制性內切酶 -PCR 的方法對 45 例卵巢癌患者和 20 名健康人的卵巢組織和血清樣本檢測 OPCML 甲基化頻率。結果發現在卵巢癌組織中 OPCML 甲基化頻率為 86.7%,在卵巢癌患者血清中 OPCML 甲基化頻率為 80%,但在健康人的卵巢組織和血清中沒有發現 OPCML 甲基化。從而得出結論 :通過檢測患者血清中 OPCML 甲基化來診斷卵巢癌,并可以作為早 期診斷卵巢癌的生物學標志物。 3.5 DAPK DAPK 基因定位于11q12.2,其啟動子的甲基化會導致 DAPK 表達的沉默,使一些凋亡信號無法通過 DAPK 誘導細胞凋亡。國外研究報道 DAPK 基因啟動子在卵巢上皮性癌中的甲基化率 0-67% 不等,存在分歧。Häfner 等研究發現 50%(16/32)卵巢癌組織標本中存在 DAPK 基因 甲基化,56%(13/23)的卵巢癌患者血漿中存在 DAPK 基 因甲基化。高玉霞等  的研究顯示,DAPK 基因啟動子在 正常組中未發生甲基化,在良性組、交界組、惡性組甲基化率逐漸升高,惡性組高于其他三組,提示 DAPK 基因啟動子甲基化可能為卵巢上皮性癌發生過程中的早期事件和重要事件。由此可見,腫瘤抑制基因甲基化與卵巢癌之間存在著密切聯系,對腫瘤抑制基因啟動子甲基化的研究具有極其重要的意義,有可能為卵巢癌的診斷和治療提供一種新的思路和方法,也有可能使卵巢癌真正成為“可防可治” 的惡性腫瘤。但是,目前的研究結果還沒有對卵巢癌特異的腫瘤抑制基因甲基化頻率及其與臨床病理的關聯達成一致的結論,腫瘤抑制基因甲基化對卵巢癌發生發展作用的具體機制,還需要進一步的研究。

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