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日志

 
 

宫颈癌相关基因甲基化研究  

2014-12-23 21:34:15|  分类: 抬头望见北斗星— |  标签: |举报 |字号 订阅

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【关键词】  DNA甲基化

   DNA甲基化属于表观遗传修饰的一种,是真核细胞DNA最普遍的修饰方式,可以通过影响基因突变、表达调控、细胞增殖等调节基因转录活性和表达。研究发现基因启动子甲基化的程度直接影响基因的转录活性,并且呈负相关。由于肿瘤的形成从本质上讲就是细胞原癌基因的激活和抑癌基因的失活所致,所以异常的DNA甲基化在致癌作用上扮演了重要角色。

    1  宫颈癌相关基因的异常甲基化

    宫颈癌是严重危害女性健康的世界性疾病,目前有关DNA异常甲基化对宫颈癌作用的研究已取得了巨大进展,大量试验证实,多种肿瘤相关基因启动子区域出现的甲基化异常改变,在宫颈癌发生发展过程中有重要作用,并且与宫颈癌发生密切相关。

    1.1  宫颈相关基因的超甲基化

    1.1.1  与细胞周期调节相关的基因甲基化

    肿瘤抑制基因P16可以直接作用于细胞周期,抑制细胞分裂。Kang等[1]研究发现,宫颈癌中P16INK4A启动子超甲基化程度与P16蛋白表达明显相关。在宫颈癌发展各个阶段中,随着病情恶性度的增加,P16启动子的超甲基化率越高,P16蛋白表达越低。

    抑癌基因rsa相关结构域家族基因lA(RASSFlA)作为调节细胞周期的基因,在宫颈癌组织中也可检测到其启动子异常超甲基化,更为重要的是发现RASSFlA基因启动子甲基化程度在其的表达中发挥决定性作用。由此说明RASSFlA基因启动子区异常甲基化与宫颈癌的生物学行为相关。

    A型细胞周期素Al(Cyclin A1)可以引导细胞进入不同的分裂时相。一旦这种调节方式失去控制,就会引起细胞的过度增殖,造成肿瘤和癌变。Kitkumthom等在实验中发现,宫颈癌细胞株及组织中可明显看到Cyclin A1发生DNA超甲基化,同时基因表达明显降低,并且超甲基化程度与宫颈癌的恶性度成正比[2]。

    1.1.2  与细胞凋亡相关基因的甲基化

    肿瘤坏死因子相关的凋亡诱导配体TRAIL的受体DcRl和DcR2与细胞凋亡调节相关,实验证明异常甲基化表达可以使DcRl和DcR2表达降低.在宫颈癌标本中,均发现DcRl或DcR2超甲基化,这说明在宫颈癌细胞中,肿瘤可能通过下调肿瘤坏死因子受体而获得生长的优势条件。

    编码具有双重磷酸酶活性的抑癌基因PTEN,在维持细胞的增殖、分化和凋亡中起着重要的作用。Cheung等[3]在对62 例PTEN表达缺失的宫颈鳞癌细胞研究中发现,有58%的病例中存在PTEN启动子超甲基化,且这些患者的预后明显比那些没有PTEN启动子甲基化的患者差[3]。

    与细胞凋亡相关的基因还有P53的家族成员P73,PEG3(父性表达基因3)和死亡相关蛋白激酶1研究发现这三个基因在宫颈癌细胞株中因其启动子的超甲基化而发生沉默表达[4]。经过宫颈正常组织和癌组织对比研究发现,DAPKl基因CpG岛超甲基化状态可以抑制其蛋白表达,同时增加发生宫颈癌转移的危险性。

    1.1.3  DNA修复因子

    FANCF基因是正常细胞DNA修复途径的必要因子,在对宫颈癌细胞的研究中发现该基因在侵袭性癌细胞中超甲基化率达到了30%,从而导致基因发生沉默表达,影响了DNA的修复过程和染色体稳定性。但是这种异常表达仅发生于宫颈癌晚期,而在宫颈癌早期并未发现。

    1.1.4  其他基因的超甲基化改变

    钙黏连蛋白(Ecadherin)参与细胞间质黏附、建立和维持正常上皮细胞间联系。

    Ecadherin表达减少可使肿瘤细胞具有侵袭性生长的特点,并容易脱离原发灶向局部淋巴或远处转移。在宫颈癌中可以频繁见到Ecadherin因为超甲基化(其发生率约为28%~80.5%)而引起的表达降低,并且这一改变对于预后具有明显的意义[5]。APC抑癌基因的甲基化引发的基因沉默表达,也是众多人类肿瘤形成的原因之一,Zambrano等[6]发现在宫颈癌中,APC超甲基化比率可高达11%~94%。并且有研究表明宫颈癌HeLa和CaSki细胞中APC基因启动子CpG岛呈高甲基化状态,启动子区异常高甲基化能明显抑制宫颈癌HeLa和CaSki细胞中APC基因转录和表达。

    在研究脆性组氨酸三联体(FHIIT)的5′CpG岛超甲基化与其在宫颈癌中失活的关系时发现,FHIT基因的5′CpG岛超甲基化是FHIT基因失活的重要机制,而且其甲基化程度随肿瘤临床分期进展而增高。通过去甲基化处理4种宫颈癌细胞系后发现FHIT的表达均增加,再次证明FHIT基因的甲基化可能是其在宫颈癌中发生基因沉默的主要机制。

    另外抑癌基因免疫球蛋白超家族成员TSLCI和POU2F3以及生金属蛋白酶的抑制剂TIMP2和TIMP3,在正常宫颈组织中甲基化程度较低,但随着宫颈癌恶性度的增加,这些基因DNA超甲基化程度明显升高,同时基因的表达量显著降低。因此可知它们的甲基化程度与宫颈癌发生具有相关性[7]。

 1.2  宫颈相关基因的低甲基化

    癌基因DNA低甲基化程度直接影响癌基因的表达,对肿瘤发生发展及转移有明显的关系。Lee等[8]实验中发现在宫颈鳞癌细胞株中,肿瘤相关基因CAGE低甲基化程度达到约90%,比正常对照组少(P<0.001),此试验表明在宫颈癌中随着CAGE启动子低甲基化程度的增加,CAGE的表达升高。

    另外,人乳头瘤病毒HPV感染是宫颈癌发生的重要因素,在细胞培养中发现HPV16的DNA超甲基化会抑制其转录。Badal等[9]对81 例宫颈癌患者调查中发现无症状者HPV甲基化程度占了52%,在非典型性增生者中低甲基化程度为21.7%,在侵袭性癌中低甲基化率仅为6.1%。由此说明HPV低甲基化的发生与肿瘤发展密切相关。

    长散在重复序列核元件1(Line1)的甲基化程度同样与宫颈癌发生密切相关。其中在宫颈磷状细胞癌中L1低甲基化水平高于宫颈原位癌,并且显著高于正常宫颈上皮,实验说明从正常子宫组织到宫颈原位癌和侵袭性癌的整过程与Line1的低甲基化程度都有明显关系[10]。

    2  研究异常甲基化在宫颈癌中的意义

    2.1  用于早期检测

    在宫颈癌中由于在恶性肿瘤发展的早期阶段基因就往往发生改变,因此,异常的基因甲基化可以作为宫颈癌早期检测的方法之一。Feng等[11]经过对多种基因超甲基化检测发现DAPKl,RARb以及TWISTl可作为宫颈癌筛查中超甲基化的模板。这三种基因在CINⅢ中超甲基化可达57%,再侵袭性病例中可达74%,但在CINI中仅占5%,具有较好的特异性和灵敏性,在宫颈癌检测中具有一定的意义。

    2.2  用于肿瘤治疗

    启动子治疗将成为一种新型治疗肿瘤的方式。体外实验模型发现,通过让因启动子甲基化而失活的肿瘤抑制因子再表达可以恢复其抗肿瘤作用。在宫颈癌中已经证实通过脱甲基化作用使得肿瘤抑制因子再表达具有可行性。目前用于临床研究的脱甲基化药物包括多种脱氧胞苷酸类似物。另一方面,抑制癌基因DNA低甲基化,降低癌基因表达,也可能成为宫颈癌治疗的新策略。正是因为DNA甲基化的基因表达改变是可逆的,特别是在癌变的早期,对于那些基因结构无改变仅发生了CpG岛甲基化的肿瘤,逆转其启动子的异常甲基化是可能成为治疗恶性肿瘤的一个有效途径。DNA甲基化治疗策略可能成为肿瘤治疗的新靶点,具体的治疗将是我们今后研究的重要方面。

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