P16在肺癌方面的研究進展

1、P16在肺癌方面的研究進展馮蓓，馮艷，楊小平，楊衛(wèi)衛(wèi)（延安大學附屬醫(yī)院腫瘤科一病區(qū)，陜西 延安，716000）摘要：肺癌是眾多的惡性腫瘤之一,由于早診率相對不高,許多患者在診斷時已經(jīng)屬于較晚期病例。靶向治療是這幾年來在肺癌中出現(xiàn)的新診療手段。在對肺癌發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移過程中分子生物學機制的研究,這種治療手段也逐步廣泛應用于肺癌治療的臨床實踐。P16基因有可能成為分子靶向治療的新方向。目前研究表明P16基因可能作為一種抑制腫瘤的基因，失活后導致了細胞周期的調(diào)控失常，使得細胞異常增殖，導致了腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。本文就近年來P16基因在肺癌中表達相關(guān)研究研究結(jié)果及相關(guān)進展做一綜述。關(guān)鍵詞 P16 基因

2、突變 腫瘤現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)P16基因編碼的蛋白可以把細胞阻滯在G1期，從而不能進入S期。P16基因的失活最終結(jié)果就是導致了細胞周期的正常調(diào)控，使得細胞異常增殖和腫瘤的發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn)人類75%的癌細胞中存在著P16基因的缺失、突變等。因此，檢測P16基因的變化來判斷是否在癌癥患者中存在一定的易感性，以及對預測腫瘤的預后，具有非常重要的臨床意義 1-2。1.P16基因及蛋白的結(jié)構(gòu)與功能在1994年4月，Kamb等2研究小組在美國冷泉實驗室現(xiàn)了Pl6基因3。這個研究發(fā)現(xiàn)是另人們欣喜的，P16基因是一種新的抗癌基因，它編碼的蛋白可以抑制CDK4激酶的活性，從而影響了細胞周期的正常調(diào)控。P16基因又稱MTS

3、1基因(multiple tumor suppressor 1)，它是位于不到40 kb范圍內(nèi)的腫瘤抑制基因。MTS1基因全長8.5 kb，由三個外顯子和兩個內(nèi)含子組成，其編碼蛋白 Pl6 INK4 A(inhibitor of cdk4)分子量約為16 Kd4，故得名P16基因。P16位于人的染色體9q21區(qū)，由307個氨基酸組成的單鏈多肽。其重要的空間構(gòu)型維持了P16基因的生物活性。正是由于其特殊結(jié)構(gòu)，是使調(diào)控正常細胞的分裂具有重要的意義。而正常細胞分裂周期的完成關(guān)鍵，主要是G1期-S期和G2期-M期的順利轉(zhuǎn)換。P16基因直接參與細胞周期的調(diào)控，其表達產(chǎn)物可以負調(diào)控細胞的增殖與分裂，在生化

4、功能上與細胞增殖周期緊密相關(guān)。David Beach5等證明了P16蛋白在細胞分裂周期（Cell Division Cycle）中是抑制CDK4的重要因子。它的基本功能是可以特異性地抑制CDK4的活性，把細胞阻滯到G1期，最終導致G1-S期不能順利轉(zhuǎn)換，從而不能進入S期。一旦P16基因發(fā)生異常改變時，CDK4這種關(guān)鍵酶的功能喪失，P16蛋白就不能得到正常的表達。CDK4激酶的活性失去了抑制，導致細胞不受控制的增殖，一步步向癌變發(fā)展，加快了腫瘤的發(fā)生發(fā)展。2.P16與惡性腫瘤的關(guān)系P16基因是一種抑制腫瘤發(fā)生、發(fā)展的基因，在人類許多腫瘤細胞中存在著它的突變與缺失。研究發(fā)現(xiàn)，在惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展

5、中，P16基因在其中扮演了重要的角色，它在多種腫瘤細胞中有著高頻率的變化。在人類細胞遺傳學中研究發(fā)現(xiàn)了腫瘤細胞的9號染色體短臂9p21區(qū)域有高頻率的純合缺失6?？梢娫趷盒阅[瘤中的發(fā)生和發(fā)展與P16基因的突變與缺失有著重要的聯(lián)系，需要我們?nèi)祟悓ζ溆懈由钊霃V泛的研究。腫瘤細胞中P16基因失活的主要方式有缺失、突變及甲基化（7）。缺失主要有兩種方式，包括雜合性缺失和純合性缺失，一般認為純合性缺失的發(fā)生率要高于雜合性缺失的發(fā)生率。P16基因發(fā)生突變主要是在其編碼蛋白內(nèi)的DNA突變，影響了基因的編碼功能，從而導致了CDK4失去被P16蛋白抑制的作用。P16基因失活的另外一個重要的機制就是甲基化8，甲基

6、化而且是癌前的早期改變，有助于腫瘤的早期診斷9。當甲基化發(fā)生在腫瘤細胞中的抑癌基因中，就破壞了其編碼蛋白的合成轉(zhuǎn)錄過程，從而抑制了編碼蛋白的正常功能，導致基因的轉(zhuǎn)錄失活10，就不能達到一個抑制腫瘤生成的作用。雖然甲基化后的DNA序列沒有發(fā)生任何變化，但是影響了基因的表達。基因的表達不能正常進行時，就促使了腫瘤細胞的發(fā)生11。防止細胞周期發(fā)生紊亂而引起的無限制的細胞增殖，是腫瘤抑癌基因的重要關(guān)鍵點。P16基因就是這樣一種抑癌基因，若P16一旦失活，失活后的p16蛋白對細胞的抑制作用減弱，就會引起細胞的增殖加快12。細胞周期失控是直接導致正常細胞發(fā)生癌變的重要原因之一。由此就要求其對細胞周期的嚴格

7、調(diào)控。細胞周期的全部過程中，起著決定性作用的是G1-S期的順利轉(zhuǎn)換與否。細胞完成正常的細胞周期，需要依賴CDK的活化，CDK可與一系列蛋白質(zhì)即CDK抑制因子結(jié)合而被抑制，其中CDK4和CDK6在CDK中發(fā)揮了重要的作用。P16基因與CDK4、CDK6之間聯(lián)系緊密，由于P16蛋白作用的結(jié)果，當CDK4的激酶活性被抑制，使得Rb蛋白去磷酸化持續(xù)保持其高活性，使得轉(zhuǎn)錄因子E2F得到有效的抑制，細胞G1-S期不能順利完成轉(zhuǎn)換，從而有效的抑制了細胞的惡性增殖，阻止了腫瘤的發(fā)生。相反當P16基因發(fā)生突變、缺失、甲基化等異常改變時，P16蛋白不能夠正常表達。Rb蛋白磷酸化后，不能保持其高活性，使得DNA合成

8、過程中的轉(zhuǎn)錄因子E2F失去了抑制，細胞無限制進入增殖的狀態(tài)，細胞周期調(diào)節(jié)失去控制，無限制的進入了S期。后果就是腫瘤細胞逃避負性調(diào)控而引起惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展13。因此，P16基因在發(fā)生任何異常時，都可以導致惡性腫瘤的發(fā)生。尤其是在侵襲力更強的腫瘤中P16 的過表達作用更明顯14。3.P16在肺癌中的表達及意義原發(fā)支氣管肺癌，簡稱肺癌，是最常見的惡性腫瘤之一，也是人類癌癥死亡的主要原因之一，無論男女，其發(fā)病率和死亡率呈逐年上升趨勢，其中死亡率已占癌癥死亡率之首15。但早期肺癌癥狀不易表現(xiàn)出來，在這些患者中只有將近5%的肺癌患者診斷后存活能夠超過5年以上16。大多數(shù)患者在臨床診斷時已屬晚期，隨著腫瘤

9、分子生物學研究領域的發(fā)展，許多人在研究腫瘤基因的異常表達與腫瘤的關(guān)系中發(fā)現(xiàn)，在肺癌的發(fā)生、發(fā)展過程中常伴隨著一些腫瘤基因的異常變化。近年來肺癌的早期診斷越來越受到重視，因此檢測人體組織中某些基因的異常變化對肺癌的早期診斷及惡性程度的判定具有一定的臨床意義17。研究發(fā)現(xiàn)P16基因在腫瘤細胞系中的缺失率可以達到80%以上，在實體瘤中也可達70%左右。姜雪燕等18人在針對P16基因甲基化與中國人群非小細胞肺癌發(fā)生關(guān)系的meta分析中，通過對549例患者臨床病理資料進行分析，得出P16基因甲基化與非小細胞肺癌有著密切的關(guān)系。劉建明19的研究結(jié)果提示P16基因的失活與非小細胞肺癌的發(fā)病機制有關(guān)。這說明P

10、16蛋白的失活與肺癌的發(fā)生有著密切的聯(lián)系。武世伍20的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在肺癌組織中存在著P16蛋白的缺失，同時P16蛋白在肺癌組織中的表達水平與細胞的分化程度、臨床分期及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有著密切的關(guān)系。隨著細胞分化程度的高低，P16的表達呈相應的表達趨勢；同時，臨床分期越晚，則P16蛋白的表達越低；還有在肺癌中出現(xiàn)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的病例里，P16蛋白的陽性表達率明顯的低于肺癌中未出現(xiàn)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的病例。這些結(jié)果表明了P16蛋白會隨著肺癌的發(fā)生發(fā)展、浸潤、轉(zhuǎn)移以及向晚期發(fā)展，其表達率越來越低。提示P16基因異常是腫瘤發(fā)生與發(fā)展過程中一個重要的因素21。同樣，在王勇22的實驗中證實了P16蛋白的低表達與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移

11、有顯著的相關(guān)性，對肺癌細胞的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移可能起到了重要的作用。由此得出P16可作為判斷肺癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、預后的一項新指標。綜上可見P16在非小細胞肺癌的發(fā)生發(fā)展中起到了重要的作用，同時在非小細胞肺癌中呈下調(diào)表達，并與非小細胞肺癌的發(fā)生及細胞分化不良及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)。因此P16蛋白對肺癌的早期診斷及預后具有重要的臨床意義。4.靶向治療腫瘤的發(fā)生與基因的改變有著重要的聯(lián)系23，已有實驗針對P16基因甲基化，證實對肺癌的早期診斷有一定的臨床意義24。由于P16本身其具有重要的生物學功能，同時P16基因純合性缺失或突變存在于很多的腫瘤組織中，使得P16基因可以用于癌癥靶標的治療。同時P16基因的分子量小，

12、在用于基因的診療過程中，更加方便，更加容易操作。并且與其他的腫瘤基因的相互作用中，可以發(fā)揮更好的協(xié)同作用，抑癌的作用得到了加強，這對靶向藥物的發(fā)明有著極其重要的臨床意義25，因此認為P16基因是腫瘤抑制基因中比較重要的抑癌基因之一。在陳首慧26的研究中證實5-Aza-CdR能逆轉(zhuǎn)p16基因甲基化狀態(tài)，5-Aza-CdR有可能作為肺癌治療的有效藥物。TRIO-18研究已經(jīng)證實PD0332991（palbociclib）在治療晚期乳腺癌中的有效性。Palbociclib可以選擇性地抑制CDK4和CDK6，是一種口服的靶向藥，通過阻止細胞周期從G1期-S期的DNA合成27-29，選擇性地抑制CDK4

13、和CDK6，可以抑制腫瘤細胞的增殖和發(fā)展，使細胞周期的調(diào)控恢復正常30。由此可見肺癌發(fā)病前的診斷治療對于其治療效果和預后有著相當關(guān)鍵的作用31。因此檢測P16基因在肺癌患者組織中的表達水平，分析P16基因與肺癌及其惡性程度的相關(guān)性，對臨床的早期診斷，及判斷腫瘤的性質(zhì)及預后的一項重要指標，對潛在的靶向藥物治療提供了一定的依據(jù)。參考文獻: 1Mary J .New tumor suppressor mayrival P53 J .Science，1994;264:344.2Kamb A，Gruis NA ，Weaver -Feldhaus J，et al .A cell cycleregulato

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