結(jié)直腸癌中抑癌基因ING1的研究進(jìn)展

1、結(jié)直腸癌中抑癌基因ING1的研究進(jìn)展         10-05-06 11:23:00     作者：劉家旋 陳利生    編輯：studa20【關(guān)鍵詞】  結(jié)直腸癌 抑癌基因ING1 研究進(jìn)展腫瘤的發(fā)生是一個(gè)多基因參與的多步驟的復(fù)雜過(guò)程，抑癌基因可能是抵御腫瘤發(fā)生的重要保護(hù)機(jī)制。ING1是1996年Garkavtsev等1用正常的乳腺上皮細(xì)胞株和8個(gè)乳腺癌細(xì)胞株分離出的一個(gè)新基因。這個(gè)基因在正常情況下對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)具有抑制作用

2、;而用反義mRNA可以阻斷其作用，促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)和惡性轉(zhuǎn)化，故命名為生長(zhǎng)抑制基因(ING)。利用熒光原位雜交技術(shù)(FISH)發(fā)現(xiàn)，該基因定位于人類染色體13q3334，其cDNA全長(zhǎng)2061bp2。人類ING1基因包含3個(gè)外顯子(1a,1b和2)和2個(gè)內(nèi)含子，由3個(gè)不同啟動(dòng)子區(qū)產(chǎn)生4種mRNA 變異體3。其中，p33ING1是主要的翻譯產(chǎn)物。p33ING1的表達(dá)可抑制細(xì)胞生長(zhǎng)，調(diào)節(jié)細(xì)胞衰老和誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，在細(xì)胞周期調(diào)節(jié)中起負(fù)調(diào)控作用。在人類許多腫瘤組織中發(fā)現(xiàn)存在p33ING1表達(dá)降低，并參與部分腫瘤的演進(jìn)過(guò)程。現(xiàn)將最近結(jié)直腸癌中抑癌基因ING1的研究進(jìn)展敘述如下。1 抑癌基因ING1mRNA在結(jié)

3、直腸癌中的表達(dá)、突變分析及其意義         1.1 研究發(fā)現(xiàn)p33ING1蛋白表達(dá)與結(jié)直腸癌的浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移有關(guān)。韋建寶等4利用RTPCR技術(shù)檢測(cè)結(jié)直腸癌和相應(yīng)的正常黏膜組織p33ING1mRNA 的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)所有正常腸黏膜中均能檢測(cè)出ING1mRNA的表達(dá)，在Dukes A/B期的病例中的表達(dá)強(qiáng)度明顯強(qiáng)于C/D期的病例，癌組織和相應(yīng)的正常黏膜組織相比則表達(dá)明顯下降，提示ING1mRNA表達(dá)水平的降低與結(jié)直腸癌的進(jìn)展有密切關(guān)系。ING1mRNA表達(dá)的減低與患者的性別、年齡、腫瘤分化程度、腫瘤部位及浸潤(rùn)深度無(wú)關(guān)，與腫

4、瘤的Dukes分期及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移顯著相關(guān)。ING1mRNA表達(dá)隨腫瘤Dukes分期趨向越晚，其相對(duì)表達(dá)強(qiáng)度越低，差異有顯著意義(P<0.01)。在有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的結(jié)直腸癌中ING1mRNA相對(duì)表達(dá)強(qiáng)度明顯減弱，與無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組比較差異有顯著意義(P<0.01)。1.2 ING1在結(jié)直腸癌中突變發(fā)生率很低，主要是通過(guò)表達(dá)水平的降低參與結(jié)直腸癌的發(fā)生發(fā)展。Oki等5發(fā)現(xiàn)，在HCT116結(jié)腸癌細(xì)胞系有1處突變，氨基酸序列2處發(fā)生改變。12例胃癌細(xì)胞中僅2例有沉默突變，但在突變處無(wú)氨基酸順序的改變。Chen等6在31例食管鱗細(xì)胞癌(ESCC)中也發(fā)現(xiàn)6例有ING1突變，其中4例為錯(cuò)義突變。多數(shù)

5、抑癌基因主要通過(guò)兩個(gè)方面失活從而促進(jìn)腫瘤發(fā)生：發(fā)生染色體易位或純合/雜合性缺失; 基因突變。Sarela等7 針對(duì)INC1的編碼區(qū)域設(shè)計(jì)了四對(duì)引物進(jìn)行PCRSSCP突變分析，結(jié)果在29例結(jié)直腸癌中未發(fā)現(xiàn)ING1的突變。同時(shí)Sarela等關(guān)于結(jié)直腸癌ING1雜合性缺失的研究發(fā)現(xiàn)在結(jié)直腸癌中僅檢測(cè)到l7%(5/29)的病例有存在微衛(wèi)星不穩(wěn)定性，29例標(biāo)本中無(wú)1例檢測(cè)到雜合性缺失，說(shuō)明在結(jié)直腸癌ING1的表達(dá)下調(diào)并非由于染色體位點(diǎn)的缺失?？赡艽嬖谄渌h(huán)節(jié)引起基因表達(dá)水平的下調(diào)，比如近年的研究發(fā)現(xiàn)基因啟動(dòng)子位點(diǎn)的過(guò)度甲基化與抑癌基因的失活有關(guān)8 ,如P16INK4、E.Cadherin和BRCA1。1

6、.3 定量ING1mRNA的檢測(cè)不僅有助于顯示腫瘤發(fā)展的機(jī)制，而且為各種腫瘤治療的效能提供分子生物學(xué)上的證據(jù)。LIU Bin等9利用基于分子信標(biāo)的定量PCR方法檢測(cè)在不同基因調(diào)節(jié)下的ING1mRNA的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)經(jīng)5Fu處理或ING1轉(zhuǎn)染的MCF7細(xì)胞系，ING1mRNA表達(dá)水平上調(diào);但在ING1正常表達(dá)的CNE2細(xì)胞系中，經(jīng)p53 RNA干擾后則其表達(dá)被抑制。這結(jié)果表明從定量水平對(duì)ING1轉(zhuǎn)錄的研究可以進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)其在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用，而且可進(jìn)一步研究基因表達(dá)調(diào)節(jié)效應(yīng)的多基因信號(hào)通路。2 結(jié)直腸癌中p33ING1蛋白的表達(dá)及其意義     &

7、#160;   p33ING1與消化道惡性腫瘤發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)10。梁君林等11應(yīng)用免疫組化SP法發(fā)現(xiàn)p33ING1蛋白在結(jié)直腸癌組織及其相應(yīng)的正常黏膜組織中均有表達(dá)，但p33ING1蛋白表達(dá)陽(yáng)性率顯著低于相應(yīng)的正常黏膜組織(P<0.01)。結(jié)直腸癌組織的p33ING1表達(dá)與年齡、性別、腫瘤部位、組織類型、細(xì)胞分化等因素?zé)o關(guān)(P>0.05)。而與Dukes分期及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況有關(guān)。ING1在Dukes分期較早的A和B期表達(dá)明顯高于DukesC和D期(P<0.05)，無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組ING1表達(dá)陽(yáng)性率明顯高于有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組。說(shuō)明Dukes分期較早而無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移

8、的病例ING1表達(dá)較高。在正常黏膜中p33ING蛋白主要表達(dá)于衰老的上皮細(xì)胞，提示p33ING1蛋白在結(jié)腸細(xì)胞生長(zhǎng)、衰老過(guò)程中發(fā)揮調(diào)控作用。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果均提示p33ING1低表達(dá)與結(jié)直腸癌的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。這與國(guó)內(nèi)、外在食管癌、乳腺癌等研究報(bào)道是一致的6,12,13。3 ING1與P53和細(xì)胞凋亡的關(guān)系3.1 ING1的功能缺失或突變將導(dǎo)致不合適的細(xì)胞生長(zhǎng)周期惡性循環(huán)、細(xì)胞生長(zhǎng)失控和細(xì)胞凋亡下調(diào)，促使惡性腫瘤形成14。研究發(fā)現(xiàn)15，P33ING1表達(dá)下降阻止細(xì)胞凋亡，P33ING1的功能缺失可通過(guò)減少細(xì)胞凋亡來(lái)引起腫瘤形成。陳利生等16實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明肛管癌細(xì)胞凋亡指數(shù)明顯低于肛管良性病變(P&

9、lt;0.01)。分別檢測(cè)肛管癌P33ING1與P53和細(xì)胞凋亡狀況顯示，P53陽(yáng)性表達(dá)較陰性者細(xì)胞凋亡減少，P33ING1則相反，說(shuō)明肛管癌P33ING1低表達(dá)及P53強(qiáng)表達(dá)者細(xì)胞增殖活躍，細(xì)胞周期停滯于G0/G1期或細(xì)胞凋亡均下降。梁君林等11實(shí)驗(yàn)顯示ING1主要表達(dá)于衰老的結(jié)腸上皮細(xì)胞，并且可能參與了正常結(jié)腸黏膜的衰老調(diào)控。在分期越晚，伴有轉(zhuǎn)移的結(jié)直腸癌腫瘤中，ING1蛋白表達(dá)水平越低，提示ING1可能通過(guò)下調(diào)表達(dá)，減弱了對(duì)結(jié)直腸癌細(xì)胞的生長(zhǎng)抑制和癌細(xì)胞的凋亡發(fā)生，從而參與結(jié)直腸癌的發(fā)生發(fā)展。3.2 研究證明p53與ING1在功能發(fā)揮上具有相互制約，需要兩個(gè)基因的同時(shí)存在才能發(fā)揮生長(zhǎng)抑制

10、及抗凋亡作用。實(shí)驗(yàn)顯示，與p53蛋白表達(dá)陽(yáng)性組比較，在p53蛋白陰性的腫瘤組織中ING1蛋白表達(dá)亦明顯缺失或表達(dá)減弱。目前普遍認(rèn)為p53陰性的腫瘤細(xì)胞多數(shù)具有野生型p53，在這些腫瘤中雖然具有野生型p53基因，但可能因?yàn)镮NG1的低表達(dá)甚至缺失，使得野生型p53抑制腫瘤細(xì)胞增殖及促進(jìn)凋亡的作用不能發(fā)揮，從而加快了結(jié)直腸癌的發(fā)生及發(fā)展。新近研究發(fā)現(xiàn)17，p37ING1蛋白中的PHD結(jié)構(gòu)域與p53相互作用，其被認(rèn)為是由p53介導(dǎo)的調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)與凋亡的關(guān)鍵輔助因子。同時(shí)此研究顯示內(nèi)源性p37ING1的表達(dá)水平抑制野生型p53和p53缺失的成纖維細(xì)胞的增殖，而p37ING1缺失的細(xì)胞中p53功能不受影

11、響。4 ING1啟動(dòng)子甲基化4.1 在結(jié)直腸癌的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中，ING1基因啟動(dòng)子的甲基化可能是腫瘤發(fā)生發(fā)展的一個(gè)重要機(jī)制。曹云飛等18用甲基化特異性PCR方法發(fā)現(xiàn)結(jié)直腸腫瘤標(biāo)本的ING1的啟動(dòng)子甲基化發(fā)生率明顯高于正常對(duì)照組的標(biāo)本。DukesC、D期患者癌組織的甲基化發(fā)生率55.6%明顯高于DukesA、B期(23.1%)，說(shuō)明在Dukes分期晚者ING1啟動(dòng)子的甲基化發(fā)生率明顯高于Dukes分期早者，這提示ING1基因的甲基化與結(jié)直腸癌的發(fā)生發(fā)展有密切關(guān)系。文獻(xiàn)報(bào)道19結(jié)直腸癌中ING1的mRNA處于低表達(dá)狀態(tài)，推測(cè)在結(jié)直腸癌中ING1基因的甲基化可能是使mRNA低表達(dá)的主要機(jī)制之一。甲基化導(dǎo)致ING1基因的不表達(dá)，轉(zhuǎn)錄水平上的調(diào)節(jié)，可以被甲基化抑制劑所逆轉(zhuǎn)。這可能為結(jié)直腸癌的臨床治療提供一個(gè)新的生物治療靶點(diǎn)。4.2 在腫瘤組織中ING1甲基化表現(xiàn)出明顯的性別和年齡差異(P<0.05)，提示結(jié)直腸癌中ING1的甲基化不僅和腫瘤的分期有關(guān)，而且可由年齡與性別相關(guān)的因素調(diào)節(jié)，可能是結(jié)直腸癌發(fā)生過(guò)程中的早期事件。4.3 研究發(fā)現(xiàn)，雌激素可能是結(jié)直腸癌的ING1甲基化的性別差異的重要因素。雌激素如何影響結(jié)直腸癌中ING1的甲基化的機(jī)制仍不清楚。雌激素的分子作用由兩類雌激素受體(ERs：ERa and ER)所介導(dǎo)。這兩類受體的結(jié)構(gòu)、配體親和力、組織分布不同