DNA甲基化與乳腺癌

1、淺談淺談DNA甲基化與乳腺癌甲基化與乳腺癌表觀遺傳學(xué)表觀遺傳學(xué)表觀遺傳學(xué)( epigenetics)是指無序列改變的DNA 或染色體因修飾作用引起的基因表達(dá)改變, 它發(fā)生在DNA 復(fù)制后的轉(zhuǎn)錄或mRNA 的翻譯過程, 并且能在細(xì)胞增殖過程中穩(wěn)定傳遞。表觀遺傳主要涉及DNA 甲基化、染色質(zhì)重塑、基因組印記和非編碼RNA 的基因表達(dá)調(diào)控等。DNA甲甲基基化化 DNA 甲基化是表觀遺傳學(xué)研究最深入的一種機(jī)制。DNA 甲基化是指由DNA 甲基轉(zhuǎn)移酶( DNMT) 催化，將活性甲基從S-腺苷甲硫氨酸轉(zhuǎn)移至胞嘧啶的C 5 位上，形成5-甲基胞嘧啶的化學(xué)修飾過程，是一種表觀遺傳修飾。DNA甲基化甲基化超甲基

2、化超甲基化低甲基化低甲基化去甲基化去甲基化超甲基化超甲基化 發(fā)生在DNA 啟動子區(qū)CpG 島的超甲基化是最主要的表觀遺傳學(xué)改變,DNA 超甲基化使抑癌基因表達(dá)沉寂, 失去抑制細(xì)胞異常增殖和轉(zhuǎn)移的功能,多種抑癌基因啟動子區(qū)的超甲基化與乳腺癌的進(jìn)展和轉(zhuǎn)移相關(guān)。人乳腺癌易感基因1( BRCA1) 上皮E-鈣黏蛋白( CDH 1)腫瘤高甲基化基因-1(H IC1 )結(jié)腸腺瘤性息肉病基因(APC)雌激素受體A(ESR1)甲狀腺激素受體1 (TRB1 )視黃醛酸B 受體(RAR-B)細(xì)胞周期蛋白依賴型激酶抑制劑2(p16)谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶(GSTP)細(xì)胞周期蛋白D2( cyclin D2)乳乳腺腺癌癌

3、超超甲甲基基化化相相關(guān)關(guān)基基因因低甲基化 低甲基化是基因組整體甲基化水平降低, 導(dǎo)致遺傳不穩(wěn)定性增加。原癌基因在正常組織中因甲基化表達(dá)受抑制, 在腫瘤中呈低甲基化而活化為癌基因。 低甲基化相關(guān)基因低甲基化相關(guān)基因尿激酶尿激酶(uPA)核突觸蛋白核突觸蛋白-C(SNCG)去甲基化DNA甲基化是靠甲基化是靠DNMT來維持，目前去甲基化藥物主要指來維持，目前去甲基化藥物主要指DNMT抑制劑，抑制劑，它通過抑制它通過抑制DNMT來恢復(fù)抑癌基因的功能，從而達(dá)到治療腫瘤的目的。來恢復(fù)抑癌基因的功能，從而達(dá)到治療腫瘤的目的。DNMT抑制劑治療腫瘤的作用機(jī)理：抑制劑治療腫瘤的作用機(jī)理： 正常組織在某些因素的作

4、 用下轉(zhuǎn)化為惡性腫瘤時，抑 癌基因也經(jīng)歷著從正常表達(dá)、啟動區(qū)未甲基化到基因沉默、啟動區(qū)高甲基化的轉(zhuǎn)變，DNMT在這一轉(zhuǎn)變過程中的作用有二，一 是激活啟動區(qū)從未甲基化到 高甲基化，二是使之在每 一輪DNA復(fù)制以后仍保 持著高甲基化狀態(tài)。 去甲基化藥物通過抑 制DNMT的活性使復(fù)制后的 DNA不能再次甲基化，這就 導(dǎo)致所有等位基因表現(xiàn)為去甲 基化，從而使抑癌基因得以恢 復(fù)、重新抑制腫瘤的生長。DNA去甲基化治療藥物 1.核苷類DNMT抑制劑，如5-氮胞苷及其脫氧核糖類（具有很強(qiáng)的甲基化抑制作用，第一個被美國FDA批準(zhǔn)上市治療惡性腫瘤的去甲基化藥物，主要用于骨髓增生異常綜合征，還可用于白血?。?2

5、.非核苷類弱DNMT抑制劑，如肼屈嗪，普魯卡因等（較弱的去甲基化作用，限制了其臨床應(yīng)用）； 3.自行設(shè)計的抑制劑，如RG108（直接并特異性地作用于DNMT） DNA去甲基化的藥物治療對血液學(xué)方面的腫瘤療效好，而對去甲基化的藥物治療對血液學(xué)方面的腫瘤療效好，而對實(shí)體腫瘤則不像預(yù)期的那樣有效，可能的原因是藥理學(xué)及藥實(shí)體腫瘤則不像預(yù)期的那樣有效，可能的原因是藥理學(xué)及藥代學(xué)方面的機(jī)制不同，其他原因：代學(xué)方面的機(jī)制不同，其他原因：DNMT有有3種，它們之間種，它們之間存在協(xié)同作用，需同時存在協(xié)同作用，需同時抑制幾種抑制幾種DNMT才能為才能為臨床治療帶來最佳療效臨床治療帶來最佳療效發(fā)揮作用的前提是發(fā)揮

6、作用的前提是細(xì)胞細(xì)胞DNA合成處于旺盛期，合成處于旺盛期，對于增殖低下的細(xì)胞如腫對于增殖低下的細(xì)胞如腫瘤干細(xì)胞不敏感瘤干細(xì)胞不敏感DNA甲基化和組蛋白乙?；敢种苿┞?lián)合使用，如5-氮胞苷和丁酸苯酯、地西他濱和丙戊酸聯(lián)合用藥。DNA甲基化檢測方法 傳統(tǒng)的整體水平甲基化分析方法：如高效液相色譜柱及相關(guān)方法、SssI甲基轉(zhuǎn)移酶法、免疫化學(xué)法、氯乙醛法；特異性位點(diǎn)的DNA甲基化檢測：如甲基化敏感性限制性內(nèi)切酶、直接測序法等。 定量多重甲基化特異性PCR(QM-MSP)是一種特異位點(diǎn)甲基化檢測技術(shù)。其基本原理是用亞硫酸氫鈉處理基因組DNA,未甲基化的胞嘧啶變成尿嘧啶,而甲基化的胞嘧啶不變。因此從理論上講

7、,用不同的引物PCR,即可檢測出這種差異,從而確定基因是否有CpG島。DNA 甲基化在乳腺癌早期診斷中的應(yīng)用甲基化在乳腺癌早期診斷中的應(yīng)用經(jīng)研究證實(shí)，結(jié)腸腺瘤經(jīng)研究證實(shí)，結(jié)腸腺瘤性息肉病性息肉病( APC) 基因在基因在原位癌和不同分期的乳腺原位癌和不同分期的乳腺癌均有甲基化發(fā)生，而在非癌均有甲基化發(fā)生，而在非乳腺癌組織中甲基化發(fā)生頻乳腺癌組織中甲基化發(fā)生頻率很低，這對早期乳腺癌的率很低，這對早期乳腺癌的診斷有一定臨床意義。診斷有一定臨床意義。Cyclin D2 甲基化幾乎只在甲基化幾乎只在 乳腺癌組織中出現(xiàn)，并且乳腺癌組織中出現(xiàn)，并且 可以在血清或乳頭抽吸可以在血清或乳頭抽吸 液中進(jìn)行檢測，

8、這有液中進(jìn)行檢測，這有 可能作為乳腺癌早可能作為乳腺癌早 期診斷的標(biāo)志應(yīng)期診斷的標(biāo)志應(yīng) 用于臨床。用于臨床。DNA 甲基化與乳腺癌的治療 DNA 甲基化導(dǎo)致的基因失活與基因突變或缺失不同，它不改變DNA 序列，因此改善其甲基化狀態(tài)有可能使基因恢復(fù)表達(dá)，這也為腫瘤的治療提供了新思路。DNA 甲基甲基化與化與乳腺乳腺癌的癌的治療治療 ER 的表達(dá)與否是預(yù)測乳腺癌內(nèi)分泌治療敏感性的標(biāo)的表達(dá)與否是預(yù)測乳腺癌內(nèi)分泌治療敏感性的標(biāo) 志志 物。迄今為止，未發(fā)現(xiàn)物。迄今為止，未發(fā)現(xiàn)ER 基因的遺傳學(xué)改變基因的遺傳學(xué)改變 (如同源缺失、如同源缺失、LOH、基因突變等、基因突變等) 對對ER 表表 達(dá)缺失起作用。

9、達(dá)缺失起作用。 有研究表明，在中國的原發(fā)性乳腺癌有研究表明，在中國的原發(fā)性乳腺癌 患者中，患者中，ER 基因啟動子區(qū)甲基化是導(dǎo)基因啟動子區(qū)甲基化是導(dǎo) 致其基因功能失活的主要原因，用去甲基化致其基因功能失活的主要原因，用去甲基化試劑處理乳腺癌細(xì)胞，試劑處理乳腺癌細(xì)胞，ER 基因基因CpG 島部分脫甲基島部分脫甲基化，化，ER 表達(dá)增加。因此，表達(dá)增加。因此，ER 的甲基化狀態(tài)可以作為的甲基化狀態(tài)可以作為預(yù)防標(biāo)志物和抗癌治療的新靶點(diǎn)。預(yù)防標(biāo)志物和抗癌治療的新靶點(diǎn)。DNA 甲基化與乳腺癌的預(yù)后 對侵襲性乳腺導(dǎo)管上皮癌的研究中發(fā)現(xiàn), 在患者血清和癌組織中, BRCA1 、 ER和 pRb基因高甲基化,

10、 而在 ER+患者中, BRCA1和pRb基因發(fā)生甲基化的比例較低, 而且在 PR+患者中,ER、 BRCA1和 pRb基因發(fā)生甲基化的比例較低。 BRCA1基因在腫瘤中的甲基化程度增高, 并可能通過加強(qiáng)雌二醇活性增加乳腺癌發(fā)病的危險度。在對 APC 和CDH1的甲基化進(jìn)行研究中發(fā)現(xiàn)越多的基因出現(xiàn)甲基化, 則與HER- 2+亞型有越高的相關(guān)度。說明某些基因的高甲基化與 HER-2的表達(dá)存在相關(guān)性, 提示這些基因在乳腺癌的分子分型和預(yù)后提示 中可能有重要作用。DNA甲基化現(xiàn)狀目前，在腫瘤甲基化抑制方面的治療還不成熟，藥物使用的種類、給藥途徑和藥物使用時間等問題還沒有解決，并且現(xiàn)在所使用的藥物在療效和降低不良反應(yīng)等方面都不令人滿意。因此，在臨床應(yīng)用上需要進(jìn)一步篩選特異性更強(qiáng)、敏感性更高的甲基化基因，尋找更方便的DNA 甲基化檢測方法及研制其他不良反應(yīng)低的去甲基化藥物，以達(dá)到能夠早期診斷、有效安全治療和對預(yù)后正確判斷的目的。 HOXB13的高甲基化在淋巴結(jié)陽性和瘤體較大 ( 5 c m )的 ER+患者中更為常見。在未進(jìn)行 TAM 治療的乳腺癌患者中,CYP1B1基因的甲基化和 ARH I的高甲基化都提示了良好預(yù)后, 而 PI TX2基因的高甲基化則在淋巴結(jié)陰性、 激素受體陽性的乳腺癌中提示了預(yù)后不良。在 進(jìn) 行了 T