結(jié)直腸癌中抑癌基因ING1的研究進展

1、結(jié)直腸癌中抑癌基因ING1的研究進展         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 研究進展腫瘤的發(fā)生是一個多基因參與的多步驟的復(fù)雜過程，抑癌基因可能是抵御腫瘤發(fā)生的重要保護機制。ING1是1996年Garkavtsev等1用正常的乳腺上皮細胞株和8個乳腺癌細胞株分離出的一個新基因。這個基因在正常情況下對細胞生長具有抑制作用

2、;而用反義mRNA可以阻斷其作用，促進細胞生長和惡性轉(zhuǎn)化，故命名為生長抑制基因(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2061bp2。人類ING1基因包含3個外顯子(1a,1b和2)和2個內(nèi)含子，由3個不同啟動子區(qū)產(chǎn)生4種mRNA 變異體3。其中，p33ING1是主要的翻譯產(chǎn)物。p33ING1的表達可抑制細胞生長，調(diào)節(jié)細胞衰老和誘導(dǎo)細胞凋亡，在細胞周期調(diào)節(jié)中起負調(diào)控作用。在人類許多腫瘤組織中發(fā)現(xiàn)存在p33ING1表達降低，并參與部分腫瘤的演進過程?，F(xiàn)將最近結(jié)直腸癌中抑癌基因ING1的研究進展敘述如下。1 抑癌基因ING1mRNA在結(jié)

3、直腸癌中的表達、突變分析及其意義         1.1 研究發(fā)現(xiàn)p33ING1蛋白表達與結(jié)直腸癌的浸潤轉(zhuǎn)移有關(guān)。韋建寶等4利用RTPCR技術(shù)檢測結(jié)直腸癌和相應(yīng)的正常黏膜組織p33ING1mRNA 的表達，發(fā)現(xiàn)所有正常腸黏膜中均能檢測出ING1mRNA的表達，在Dukes A/B期的病例中的表達強度明顯強于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明顯下降，提示ING1mRNA表達水平的降低與結(jié)直腸癌的進展有密切關(guān)系。ING1mRNA表達的減低與患者的性別、年齡、腫瘤分化程度、腫瘤部位及浸潤深度無關(guān)，與腫

4、瘤的Dukes分期及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移顯著相關(guān)。ING1mRNA表達隨腫瘤Dukes分期趨向越晚，其相對表達強度越低，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相對表達強度明顯減弱，與無淋巴結(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，主要是通過表達水平的降低參與結(jié)直腸癌的發(fā)生發(fā)展。Oki等5發(fā)現(xiàn)，在HCT116結(jié)腸癌細胞系有1處突變，氨基酸序列2處發(fā)生改變。12例胃癌細胞中僅2例有沉默突變，但在突變處無氨基酸順序的改變。Chen等6在31例食管鱗細胞癌(ESCC)中也發(fā)現(xiàn)6例有ING1突變，其中4例為錯義突變。多數(shù)

5、抑癌基因主要通過兩個方面失活從而促進腫瘤發(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INC1的編碼區(qū)域設(shè)計了四對引物進行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)直腸癌中僅檢測到l7%(5/29)的病例有存在微衛(wèi)星不穩(wěn)定性，29例標本中無1例檢測到雜合性缺失，說明在結(jié)直腸癌ING1的表達下調(diào)并非由于染色體位點的缺失?？赡艽嬖谄渌h(huán)節(jié)引起基因表達水平的下調(diào)，比如近年的研究發(fā)現(xiàn)基因啟動子位點的過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的檢測不僅有助于顯示腫瘤發(fā)展的機制，而且為各種腫瘤治療的效能提供分子生物學上的證據(jù)。LIU Bin等9利用基于分子信標的定量PCR方法檢測在不同基因調(diào)節(jié)下的ING1mRNA的表達，發(fā)現(xiàn)經(jīng)5Fu處理或ING1轉(zhuǎn)染的MCF7細胞系，ING1mRNA表達水平上調(diào);但在ING1正常表達的CNE2細胞系中，經(jīng)p53 RNA干擾后則其表達被抑制。這結(jié)果表明從定量水平對ING1轉(zhuǎn)錄的研究可以進一步發(fā)現(xiàn)其在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用，而且可進一步研究基因表達調(diào)節(jié)效應(yīng)的多基因信號通路。2 結(jié)直腸癌中p33ING1蛋白的表達及其意義     &

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，但p33ING1蛋白表達陽性率顯著低于相應(yīng)的正常黏膜組織(P<0.01)。結(jié)直腸癌組織的p33ING1表達與年齡、性別、腫瘤部位、組織類型、細胞分化等因素無關(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期表達明顯高于DukesC和D期(P<0.05)，無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組ING1表達陽性率明顯高于有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組。說明Dukes分期較早而無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移

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

9、lt;0.01)。分別檢測肛管癌P33ING1與P53和細胞凋亡狀況顯示，P53陽性表達較陰性者細胞凋亡減少，P33ING1則相反，說明肛管癌P33ING1低表達及P53強表達者細胞增殖活躍，細胞周期停滯于G0/G1期或細胞凋亡均下降。梁君林等11實驗顯示ING1主要表達于衰老的結(jié)腸上皮細胞，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蛋白表達水平越低，提示ING1可能通過下調(diào)表達，減弱了對結(jié)直腸癌細胞的生長抑制和癌細胞的凋亡發(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，需要兩個基因的同時存在才能發(fā)揮生長抑制

10、及抗凋亡作用。實驗顯示，與p53蛋白表達陽性組比較，在p53蛋白陰性的腫瘤組織中ING1蛋白表達亦明顯缺失或表達減弱。目前普遍認為p53陰性的腫瘤細胞多數(shù)具有野生型p53，在這些腫瘤中雖然具有野生型p53基因，但可能因為ING1的低表達甚至缺失，使得野生型p53抑制腫瘤細胞增殖及促進凋亡的作用不能發(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，其被認為是由p53介導(dǎo)的調(diào)節(jié)細胞生長與凋亡的關(guān)鍵輔助因子。同時此研究顯示內(nèi)源性p37ING1的表達水平抑制野生型p53和p53缺失的成纖維細胞的增殖，而p37ING1缺失的細胞中p53功能不受影

11、響。4 ING1啟動子甲基化4.1 在結(jié)直腸癌的發(fā)生發(fā)展過程中，ING1基因啟動子的甲基化可能是腫瘤發(fā)生發(fā)展的一個重要機制。曹云飛等18用甲基化特異性PCR方法發(fā)現(xiàn)結(jié)直腸腫瘤標本的ING1的啟動子甲基化發(fā)生率明顯高于正常對照組的標本。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%)，說明在Dukes分期晚者ING1啟動子的甲基化發(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。文獻報道19結(jié)直腸癌中ING1的mRNA處于低表達狀態(tài)，推測在結(jié)直腸癌中ING1基因的甲基化可能是使mRNA低表達的主要機制之一。甲基化導(dǎo)致ING1基因的不表達，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新的生物治療靶點。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