端粒酶在胃癌中的作用研究進(jìn)展

【關(guān)鍵詞】 胃癌；端粒酶

文章編號(hào)：1003-1383(2008)02-0214-03中圖分類號(hào)：R 735.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

端粒酶(telomerase) 是一種蛋白質(zhì)與RNA組成的核糖核蛋白，其作用是保證真核細(xì)胞染色體線性DNA的復(fù)制得以完全。 端粒酶在正常體細(xì)胞中處于失活狀態(tài)。其活化是細(xì)胞永生化或惡化的重要標(biāo)志［1］。端粒酶基因激活以后，腫瘤細(xì)胞中端粒的長(zhǎng)度才能相對(duì)穩(wěn)定，使細(xì)胞獲得無(wú)限增殖的能力。因此，人們希望通過(guò)對(duì)端粒與端粒酶的深入研究，揭示腫瘤的發(fā)生、發(fā)展機(jī)制，并獲得一些重要的治療靶點(diǎn)［2］。現(xiàn)將近幾年來(lái)端粒及端粒酶在胃癌發(fā)生中的作用及其臨床意義綜述如下。

端粒及端粒酶的結(jié)構(gòu)與功能

1.端粒 早在上世紀(jì)30年代Muller等就發(fā)現(xiàn)染色體末端存在一種維持染色體穩(wěn)定和完整的特殊結(jié)構(gòu)—端粒［1］。近年研究表明，端粒是真核細(xì)胞染色體末端的特殊結(jié)構(gòu)，由重復(fù)DNA序列及相關(guān)蛋白質(zhì)組成。端粒DNA是由5 TFAGGG3序列片段重復(fù)構(gòu)成，重復(fù)次數(shù)高達(dá)2000次左右。端粒相關(guān)蛋白最初是Chong于1995年發(fā)現(xiàn)的，命名為端粒重復(fù)序列結(jié)合因子l(TRF1)［3］，近幾年，相繼發(fā)現(xiàn)了TRF2、TANK1、TANK2、TIN2、Pinxl、POTI等10余種端粒結(jié)合蛋白。它們對(duì)維持端粒的功能具有重要作用［4］。人端粒的重要功能是保持染色體的完整性，防止染色體DNA降解、末端融合、缺失和非常規(guī)重組。端粒長(zhǎng)度隨著有絲分裂的進(jìn)行而逐漸縮短，當(dāng)端粒縮短到一定程度，不能維護(hù)染色體的穩(wěn)定時(shí)，則導(dǎo)致細(xì)胞凋亡及衰老。端粒酶的激活可維持端粒RNA的穩(wěn)定，進(jìn)而促進(jìn)腫瘤的發(fā)生；另外還存在一些替代途徑可維持端粒的穩(wěn)定。在大鼠試驗(yàn)中，由于端粒酶的缺失使端粒極度縮短，導(dǎo)致染色體的不穩(wěn)定，不僅可引起細(xì)胞的凋亡，還導(dǎo)致大鼠的過(guò)早衰老。因此認(rèn)為端粒在維持細(xì)胞染色體穩(wěn)定、控制細(xì)胞壽命方面起著重要作用［5］。但關(guān)于端粒的具體作用機(jī)制還需進(jìn)一步研究。

2.端粒酶 端粒酶是1985年Greider等［7］從四膜蟲(chóng)的細(xì)胞提取物中首次發(fā)現(xiàn)的。它是一種核糖核蛋白酶，由端粒酶RNA(hTR)、端粒酶反轉(zhuǎn)錄酶(hTERT)和端粒酶相關(guān)蛋白l(hTERP1)組成。hTR是端粒末端DNA合成的模板，廣泛存在于哺乳動(dòng)物細(xì)胞中。H／ALA框是存在于核仁RNA中的一段序列，PueblaMora等［8］研究發(fā)現(xiàn)，hTR的末端也具有相似的H／ALA框，這段特殊序列對(duì)于維持端粒酶的活性具有重要意義［9］。hTERP1是與hTERT結(jié)合的一種蛋白，可以維持端粒酶的穩(wěn)定及功能。hTERT是一種反轉(zhuǎn)錄酶，催化hTR合成端粒RNA。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)克隆的hTERT cDNA在端粒酶陰性的細(xì)胞內(nèi)過(guò)度表達(dá)時(shí)，細(xì)胞的端粒酶被激活，但改變hTERT中氨基酸的序列，端粒酶活性將減低或消失。缺氧誘導(dǎo)因子l(HIFI)可與hTERT基因的啟動(dòng)子結(jié)合，Gulmann等［10］研究發(fā)現(xiàn)，缺氧或H1FI過(guò)表達(dá)可以激活hTERT翻譯，進(jìn)而導(dǎo)致端粒酶活性增加。Lin等［11］報(bào)道，抑制端粒酶的活性不僅可以縮短端粒長(zhǎng)度，還可以抑制一些關(guān)于血管生成及轉(zhuǎn)移的基因，達(dá)到抑制腫瘤的增殖及轉(zhuǎn)移。這些研究證明，端粒酶的活性主要依賴于hTERT、mRNA的水平，端粒酶的激活是促進(jìn)腫瘤發(fā)生、增殖及轉(zhuǎn)移的一個(gè)重要因素。

端粒酶活性在胃癌早期的表達(dá)

正常人體細(xì)胞中端粒程序性地縮短限制了轉(zhuǎn)化細(xì)胞的生長(zhǎng)能力，這可能是腫瘤形成的一個(gè)抑制機(jī)制。正常細(xì)胞的分裂次數(shù)是有限的，端粒酶的激活是細(xì)胞走向永生化的重要途徑。端粒酶的激活可以維持腫瘤細(xì)胞端粒的長(zhǎng)度，從而維持腫瘤的繼續(xù)生長(zhǎng)［13］。在腫瘤形成過(guò)程中，端粒延長(zhǎng)起重要的作用。端粒的長(zhǎng)度在胃癌組織＞胃黏膜正常組織＞化生組織＞腺瘤組織中，端粒酶的活性在胃癌組織＞腺瘤組織＞化生組織＞胃黏膜正常組織，端粒酶的活性在胃癌發(fā)生的早期事件中即表達(dá)(腸化、腺瘤形成)，但早期階段其活性尚不足以恢復(fù)縮短的端粒［14］。Agao等［15］用化療藥處理胃癌細(xì)胞株的方法研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞周期可以調(diào)節(jié)端粒酶的活性，S期細(xì)胞高表達(dá)端粒酶活性。胃癌組織端粒酶活性明顯高于切緣黏膜組織(P＜0.01)，腫塊最大徑≥5 cm腫瘤組的端粒酶活性明顯高于最大徑＜5 cm腫瘤組(P＜0.01)，淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移陽(yáng)性組端粒酶活性明顯高于淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移陰性組(P＜0.01)，早期(I、Ⅱ期)胃癌端粒酶活性明顯低于晚期(Ⅲ、Ⅳ 期)胃癌(P＜0.01)。Kashima等［6］在幽門(mén)螺桿菌感染與端粒酶活性關(guān)系的研究中發(fā)現(xiàn)，正常胃黏膜中無(wú)端粒酶活性表達(dá)，胃癌組織端粒酶活性明顯升高(83.3％)；HP陽(yáng)性組胃黏膜病變端粒酶活性(50.7％)明顯高于HP陰性組(17.2%)(P＜0.01)，根除HP后端粒酶活性(40.0%，4/10)明顯低于根除治療前(90.0%，9/10)(P＜0.05)，認(rèn)為HP陽(yáng)性胃疾病端粒酶活性增強(qiáng)，根除HP后，端粒酶活性明顯低于根除治療前。Matsutani等［3］觀察癌組織端粒酶陽(yáng)性率（明顯）＞腸上皮化生(IM)及異型增生(Dys)＞慢性萎縮性胃炎(CAG)，端粒酶陽(yáng)性檢出率與患者性別、腫瘤大小、浸潤(rùn)深度、大體類型、分化程度、有無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及臨床分期無(wú)明顯相關(guān)性。通過(guò)TRAP檢測(cè)方法及可定量的TRAPELISA法的建立，端粒酶的測(cè)定有望為惡性腫瘤的診斷帶來(lái)希望。

端粒酶活性檢測(cè)的臨床意義

大部分研究認(rèn)為端粒酶在臨床診斷中前景誘人，但也存在問(wèn)題，比如，由于大多數(shù)胃炎組織(7l％)端粒酶呈陽(yáng)性，這將影響端粒酶在胃癌臨床診斷中的應(yīng)用。Hao等［16］研究發(fā)現(xiàn)，胃黏膜相關(guān)惡性淋巴瘤經(jīng)過(guò)根治幽門(mén)螺桿菌后隨著端粒酶活性的下降而瘤組織消退。應(yīng)用硫代修飾人端粒酶RNA(hTR)反義核酸后胃癌細(xì)胞對(duì)順鉑(DDP)和阿霉素(ADM)敏感度提高，化療藥物ADM和DDP對(duì)端粒酶活性抑制作用不同，而且有時(shí)間依賴趨勢(shì)。hTR反義PSODN可增加ADM和DDP抑制胃癌細(xì)胞系SGC7901端粒酶活性、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和抑制細(xì)胞增殖的作用。Yoo等［17］探討了化療藥物對(duì)胃癌細(xì)胞端粒酶活性的影響，發(fā)現(xiàn)順鉑、絲裂霉素c和阿霉素在誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡的同時(shí)，下調(diào)端粒酶活性，且其抑制作用呈時(shí)間依賴關(guān)系；5氟脲嘧啶和甲酰四氫葉酸對(duì)胃癌細(xì)胞端粒酶活性無(wú)明顯抑制作用，化療前后細(xì)胞端粒酶活性的變化，可作為化療敏感度指標(biāo)。由于端粒酶對(duì)維持端粒長(zhǎng)度及保持染色體的穩(wěn)定性的重要作用，近年開(kāi)展了通過(guò)抑制端粒酶活性來(lái)治療腫瘤的試驗(yàn)研究。抑制端粒酶的策略主要有以下三方面：① 阻斷端粒酶RNA。因?yàn)镽NA不僅是端粒DNA的合成模板，而且還有酶活性，阻斷端粒酶RNA可作為抑制端粒酶活性的靶點(diǎn)，現(xiàn)研究中采用的方法主要有反義hTR、核酶(Ribozyme，RZ)和肽核酶(PNA)等。②采用逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑抑制端粒酶。端粒酶是一種逆轉(zhuǎn)錄酶，逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑同樣可抑制端粒酶的活性，現(xiàn)研究中主要采用dideoxyyuanine(ddG)和azidothymidine(AZT)等法。③ 抑制端粒酶蛋白。端粒酶蛋白是端粒酶所必需的，抑制端粒酶蛋白有可能成為腫瘤治療的一個(gè)靶點(diǎn)。楊金亮等［18］觀察反義人端粒酶RNA(human telomerase RNA components，hTR)轉(zhuǎn)染的SGC7901胃癌細(xì)胞(7901ahTR)，結(jié)果表明反義hTR轉(zhuǎn)染的7901細(xì)胞p21和p27表達(dá)增加，PCNA和cmyc表達(dá)下調(diào)，而cyclinD1和p16 mRNA表達(dá)無(wú)明顯變化。認(rèn)為抑制端粒酶活性能調(diào)節(jié)多種細(xì)胞周期調(diào)控基因的表達(dá)，從而抑制腫瘤細(xì)胞的增殖和誘導(dǎo)分化。端粒酶對(duì)預(yù)測(cè)胃癌的預(yù)后方面，尹家俊等［19］探討胃癌端粒酶表達(dá)的預(yù)后研究，胃腺癌端粒酶陽(yáng)性表達(dá)率在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組顯著高于無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組(P＜0.05)；在術(shù)后生存5年以下者中顯著高于生存5年以上者(P＜0.05)。胃腺癌組織中端粒酶活性的檢測(cè)對(duì)判斷胃癌預(yù)后有重要意義。端粒酶的活性高表明胃癌的發(fā)展速度快、侵襲性強(qiáng)，應(yīng)強(qiáng)化術(shù)后治療。

綜上所述，端粒酶是目前已知的廣譜腫瘤分子標(biāo)志物。端粒和端粒酶在胃癌中作用的研究將有助于闡明腫瘤發(fā)生的機(jī)制，為胃癌的診斷、治療和預(yù)后提供科學(xué)的理論基礎(chǔ)。

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(收稿日期：2007-09-07 修回日期：2008-03-20)

(編輯：梁明佩)