肿瘤抑制基因DNA甲基化与卵巢癌的研究进展

  • 时间:2015-10-10 10:07:45
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肿瘤抑制基因DNA甲基化与卵巢癌的研究进展

      摘 要:卵巢癌是妇科常见的恶性肿瘤,严重威胁着女性的生命和健康。研究发现,DNA异常甲基化,尤其是基因启动子CpG岛高甲基化,使肿瘤抑制基因RASSF1A、BRCA1等失活,在卵巢癌发生、发展中起重要作用。综述肿瘤抑制基因DNA异 常甲基化在卵巢癌中的研究进展,可为卵巢癌发病机制、早期诊断、治疗及判断预后提供新的方法。

      卵巢癌是女性生殖器官常见的肿瘤之一,发病率位于女性生殖器三大恶性肿瘤之末。由于缺乏早期症状和早期检测方法,大多数病人被诊断为卵巢癌是已是晚期。Ⅰ期 卵巢癌患者 5 年生存率超过 90%,晚期患者 5 年生存率仅为 30% ~ 40%。虽然手术治疗及以铂类为主的联合化疗可 改善患者的预后,但是晚期患者复发率极高,致使卵巢癌死亡率一直居妇科恶性肿瘤之首。目前在肿瘤细胞减灭 术的基础上施以铂类药物为主的联合化疗是卵巢癌治疗的 标准方案。然而随着耐药现象的出现,其疗效不尽人意。 因此,更好地研究卵巢癌发生发展的分子机制,寻找与其密切相关的靶基因,对卵巢癌的早期诊断及有效治疗有着重要意义。近年来越来越多飞研究显示,卵巢癌的发生与发展除了和基因突变和缺失有关外,还与表观遗传学的改变有密切联系。所以,对卵巢癌表观遗传学的研究将有可能发现其早期检测和改善预后的方法。本文就与卵巢癌相关的肿瘤抑制基因的 DNA 甲基化的研究进展作一综述。

 1 肿瘤抑制基因

      肿瘤抑制基因是一类存在于正常细胞中的、与原癌基因共同调控细胞生长和分化的基因,也称为抗癌基因和隐 性癌基因。在正常情况下肿瘤抑制基因的产物能抑制细胞的生长。若其功能丧失则可能促进细胞的肿瘤性转化。研究发现,在多个肿瘤中均可发生肿瘤抑制基因表观遗传学改变如甲基化或纯合性丢失导致基因失活所致的功能异常。 目前普遍认为,DNA 甲基化是肿瘤抑制基因失活的机制。 在卵巢癌中常见的肿瘤抑制基因有 RASSF1A,BRCA1, RNASET2,VHL,hMLH1,DLG1,OPCML,COPS2, NOL7,DAPK,RBL1,PARG1,PERP,TCF3 等, 其中研究的较多的肿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 甲基化转移酶(DNMT)的催化作用下,把甲基基团 S- 腺苷甲硫氨酸(SAM)共价 结合到 CpG 二核苷酸胞嘧啶 5 碳位上,生成 5- 甲基胞嘧啶的过程。在真核 DNA 中,5- 甲基胞嘧啶是一种很常见的碱基修饰,而且在 CPG 双核苷酸序列上包含了 90% 的甲基化位点。在人类基因组转录区,CpG 相互聚集, 称为 CpG 岛(CpG islands)。CpG 岛一般至少长为 0.5 kb, 其中富含 G :C 和 CpG 内容,并且发现了大约 70% 的人类 基因启动子。在正常细胞和肿瘤细胞中其基因的 CPG 岛甲基化状况绝然不同,前者几乎大部分处于非甲基化状态, 后者则常表现为异常甲基化。DNA 甲基化模式以发育阶段和细胞分化为特征,也本质的与多发病变相关联,已经成 为了恶性肿瘤发生的一个标志。

 3 肿瘤抑制基因DNA甲基化与卵巢癌

      3.1 RASSF1A Ras 蛋白质在人类癌症中扮演重要角色,其是调节细胞凋亡信号的开关。RASSF1A 的基因定位于 3p21.3,而其 在许多恶性肿瘤中的基因丢失,预示着其在致癌过程中扮演着重要角色。Bhagat 等对 86 例上皮性卵巢癌患者进 行检测发现,有 58%的患者出现 RASSF1A 启动子甲基化。 Bondurant 等通过对 106 例侵袭性浆液性卵巢癌患者检 查发现,有 51% 患者血清中的 RASSF1A 基因发生甲基化, 并且随着以后的手术、化疗过程而波动。Ma 等在卵巢 癌研究中发现,RASSF1A 高甲基化仅出现在侵袭性卵巢癌中,而交界性卵巢肿瘤及正常卵巢组织中无 RASSF1A 甲基化发生,提示 RASSF1A 基因异常甲基化可以对侵袭性卵巢癌与交界性肿瘤进行鉴别,有助于进一步明确病理诊断,指导临床治疗,RASSF1A 高甲基化可以作为预测卵巢癌是否具有侵袭性的指标。 3.2 BRCA1BRCA1 基因在1990 年被发现, 定 位于染色体 17q12 ~ 21,属于肿瘤抑制基因。其功能包括 :参与 DNA 的修复 ;抑制肿瘤细胞生长,促进肿瘤细胞凋亡 ;具有转录调节功能从而抑制肿瘤细胞生长。有研究显示卵巢癌中 BRCA1 的超甲基化率在 14% 左右。Wang 等的研究 显示,BRCA1 在正常卵巢组织或良性卵巢肿瘤中表现为低 甲基化,而在卵巢癌中表现为超甲基化。并且随着卵巢癌的进展,BRCA1 启动子的甲基化率也在明显增高。有研究 显示,超甲基化后的 BRCA1 预示着肿瘤对铂类药物的敏感性增强,患者通过顺铂治疗可以有效提高总生存率。 3.3 hMLH1 hMLH1 基因是由 19 个外显子组成,定位于 3p21.3, 是 DNA 错配修复的主要基因 。其具体机制是 hMLH1 蛋白与 hPMS2 蛋白形成异二聚体 hMutLα 识别并结合 hMutLα 和 hMutSβ 两种异源二聚体,参与错配碱基的修复 过程。Shilpa 等的研究显示,上皮性卵巢癌中 MLH1 基 因启动子的甲基化占 37.5%。hMLH1 基因的高表达会抑制 DNA 突变进而抑制肿瘤的发生和进展,而甲基化致其 低表达或表达缺失则对肿瘤的发生和发展起促进作用。近 年来有研究发现,hMLH1 基因缺失的卵巢癌细胞可以产生 对铂类药物的耐受。舒丹等构建 hMLH1 真核表达质粒,成功进行耐药细胞的转染,纠正了 hMLH1 在耐药细胞中的缺失,显著增强卵巢癌细胞对顺铂的敏感性,促进耐药细胞在顺铂作用下的凋亡,为耐药卵巢癌的实验室治疗提供了新的途径。 3.4 OPCML OPCML 也称为阿片样物质限制细胞粘附分 子 (OBCAM),最早是从大脑中分离出来,后来在其他组织中也被发现,包括胃、卵巢、卵巢表面上皮。研究发现,在卵巢癌中OPCML的失活与杂合子丢失和CpG岛启动子超甲基化有关,其中 53.4%出现CpG岛启动子超甲基化。Zhou 等通过亚硫酸氢盐测序和敏感的限制性内切酶 -PCR 的方法对 45 例卵巢癌患者和 20 名健康人的卵巢组织和血清样本检测 OPCML 甲基化频率。结果发现在卵巢癌组织中 OPCML 甲基化频率为 86.7%,在卵巢癌患者血清中 OPCML 甲基化频率为 80%,但在健康人的卵巢组织和血清中没有发现 OPCML 甲基化。从而得出结论 :通过检测患者血清中 OPCML 甲基化来诊断卵巢癌,并可以作为早 期诊断卵巢癌的生物学标志物。 3.5 DAPK DAPK 基因定位于11q12.2,其启动子的甲基化会导致 DAPK 表达的沉默,使一些凋亡信号无法通过 DAPK 诱导细胞凋亡。国外研究报道 DAPK 基因启动子在卵巢上皮性癌中的甲基化率 0-67% 不等,存在分歧。Häfner 等研究发现 50%(16/32)卵巢癌组织标本中存在 DAPK 基因 甲基化,56%(13/23)的卵巢癌患者血浆中存在 DAPK 基 因甲基化。高玉霞等  的研究显示,DAPK 基因启动子在 正常组中未发生甲基化,在良性组、交界组、恶性组甲基化率逐渐升高,恶性组高于其他三组,提示 DAPK 基因启动子甲基化可能为卵巢上皮性癌发生过程中的早期事件和重要事件。由此可见,肿瘤抑制基因甲基化与卵巢癌之间存在着密切联系,对肿瘤抑制基因启动子甲基化的研究具有极其重要的意义,有可能为卵巢癌的诊断和治疗提供一种新的思路和方法,也有可能使卵巢癌真正成为“可防可治” 的恶性肿瘤。但是,目前的研究结果还没有对卵巢癌特异的肿瘤抑制基因甲基化频率及其与临床病理的关联达成一致的结论,肿瘤抑制基因甲基化对卵巢癌发生发展作用的具体机制,还需要进一步的研究。

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