ki-67基因在腫瘤發(fā)生發(fā)展中作用的研究進(jìn)展

段建中，　王殿棟

侵襲性和轉(zhuǎn)移性是腫瘤細(xì)胞惡性的標(biāo)志，是通過腫瘤細(xì)胞與其周圍組織的相互作用體現(xiàn)的。這種作用包括許多病理過程，如腫瘤細(xì)胞的增殖和脫離；細(xì)胞外基質(zhì)侵襲；腫瘤細(xì)胞侵入脈管并在脈管內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)；腫瘤細(xì)胞被阻滯，侵入組織間隙；在另一臟器脈管外增殖、生長(zhǎng)，形成集落，產(chǎn)生轉(zhuǎn)移灶[1]。目前研究認(rèn)為，腫瘤轉(zhuǎn)移是多種相關(guān)基因共同作用的結(jié)果，包括原癌基因和抑癌基因的過表達(dá)、抑制或者基因突變等。這些基因的功能包括抗氧化活性相關(guān)基因、細(xì)胞凋亡相關(guān)基因、細(xì)胞粘合相關(guān)基因、細(xì)胞代謝相關(guān)基因、細(xì)胞周期相關(guān)基因等。新近發(fā)現(xiàn)ki-67基因與其他腫瘤相關(guān)基因存在相互協(xié)同或拮抗的密切關(guān)系，在多種腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中起到了重要作用，本文就ki-67基因在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用做一綜述。

1　ki-67簡(jiǎn)介

Ki-67抗體由Gerdes等[2]于1983年用霍奇金瘤系L428細(xì)胞的粗核成分免疫鼠后首次制備。屬于IgG1 家族。當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)是在德國的kiel市，所用組織培養(yǎng)板的編號(hào)為67，由此而得名Ki-67，對(duì)應(yīng)的抗原命名為Ki-67抗原。

Ki-67抗原是由兩條分子量為345 000和395 000 的多肽鏈組成的核蛋白，具有非組蛋白的特點(diǎn)，可能是為DNA復(fù)制提供場(chǎng)所的核基質(zhì)及染色體支架的一種組分[3]。是調(diào)節(jié)細(xì)胞周期必不可少的組成部分。Ki-67蛋白是所有人類增生細(xì)胞核中普遍存在的標(biāo)志性抗原，其確切功能目前尚不清楚，主要定位于細(xì)胞核，其蛋白結(jié)構(gòu)獨(dú)特。Gerdes 等[4]研究表明，Ki-67的表達(dá)因細(xì)胞周期時(shí)相不同而異，與細(xì)胞增殖密切相關(guān)。開始表達(dá)于細(xì)胞周期的G1期，在S期及G2期表達(dá)增加，至M期達(dá)高峰，在細(xì)胞有絲分裂后期迅速降解或失去抗原決定簇。由于其半衰期短，不易受生長(zhǎng)因子誘導(dǎo)，可作為評(píng)價(jià)細(xì)胞生長(zhǎng)分?jǐn)?shù)的指標(biāo)。因此，ki-67 被廣泛用做判斷腫瘤細(xì)胞增生活性的指標(biāo)[5]。

2　ki-67基因與腫瘤發(fā)生、發(fā)展的聯(lián)系

腫瘤的發(fā)生發(fā)展是一個(gè)復(fù)雜、多步驟的過程，其中某些基因活性的改變及其表達(dá)產(chǎn)物在此過程中發(fā)揮著重要的作用。近幾年，有關(guān)ki-67基因所表達(dá)的蛋白與多種腫瘤生物學(xué)特性的研究已相繼開展。國內(nèi)外有諸多文獻(xiàn)報(bào)道，ki-67基因在正常的組織中不表達(dá)，而在癌變組織中表達(dá)強(qiáng)烈，而且在惡變的初期就有微弱的表達(dá)，表達(dá)水平隨著病變的發(fā)展呈梯度上升，顯示其參與了腫瘤的發(fā)生及發(fā)展。臨床上，ki-67基因的高表達(dá)往往與結(jié)腸癌、胃癌、膀胱癌以及腎癌等具有密切關(guān)系[6]。王平等[7]的研究發(fā)現(xiàn)，膀胱癌細(xì)胞中ki-67的表達(dá)明顯高于正常膀胱組織細(xì)胞，且隨著膀胱癌的病理學(xué)分級(jí)、分期的增高，ki-67 抗原表達(dá)也逐漸增強(qiáng)，但與膀胱癌患者的生存時(shí)間無關(guān)。顯示ki-67 與膀胱癌的病理學(xué)分級(jí)、臨床分期呈正相關(guān)。有文獻(xiàn)[8]報(bào)道，ki-67基因在結(jié)腸癌中與p53抑癌基因關(guān)系密切。p53目前被認(rèn)為是在腫瘤發(fā)生中最大的抑癌基因之一，p53基因的缺失或表達(dá)下降均可促進(jìn)腫瘤的發(fā)生。ki-67基因的高表達(dá)與p53 基因的下降呈正比關(guān)系，從反面證明了ki-67與腫瘤發(fā)展的密切關(guān)系。Broll等[9]報(bào)道，ki-67基因不僅參與了諸多腫瘤的發(fā)生，而且與腫瘤的分化程度也有密切關(guān)系，其研究結(jié)果顯示Ki-67蛋白在人結(jié)腸癌組織中的標(biāo)記陽性率在96%左右,其在高中分化腺癌中的陽性表達(dá)率為85%，而在低分化腺癌中Ki-67蛋白的陽性表達(dá)率為98%，兩者存在顯著性差異(P<0.05)。

3　ki-67基因與腫瘤轉(zhuǎn)移的聯(lián)系

諸多研究證明了ki-67在腫瘤的轉(zhuǎn)移中起促進(jìn)作用，其機(jī)理可能與以下幾點(diǎn)有關(guān)。

3.1　Ki-67可以降低同質(zhì)性細(xì)胞間的粘附力

腫瘤在侵襲性生長(zhǎng)及轉(zhuǎn)移的過程中，Ki-67降低同質(zhì)性細(xì)胞間的粘附力，使腫瘤細(xì)胞從腫瘤基團(tuán)分離并與細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)粘附。在腫瘤細(xì)胞與ECM粘附的過程中，細(xì)胞粘附分子發(fā)揮著重要的作用。CD44是一種細(xì)胞表面糖蛋白，是粘附分子家族中的重要成員，他參與瘤細(xì)胞與宿主細(xì)胞和宿主基質(zhì)的異質(zhì)性粘附，這種過程在癌細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移過程中起促進(jìn)作用。李宏偉等[10]報(bào)道，在大腸癌組織中CD44v6蛋白和Ki-67 蛋白表達(dá)具有密切相關(guān)性(P<0.05)。提示在大腸癌臨床進(jìn)展、浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移的生物學(xué)過程中，Ki-67和CD44v6共同起著重要的促進(jìn)作用。

3.2　Ki-67可以促進(jìn)腫瘤血管生成

血管增生是腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移發(fā)生的必要條件。一般認(rèn)為，當(dāng)腫瘤直徑小于2～3 mm時(shí)，其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)靠自身周圍組織的彌散來提供。隨著瘤體增大，其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的攝取和代謝產(chǎn)物的排出則需要新生血管來完成。 在ki-67誘導(dǎo)的細(xì)胞株中可見血小板反應(yīng)蛋白1(TSP-1)基因的表達(dá)明顯下調(diào)。而TSP-1可以抑制腫瘤血管生成，其機(jī)制為：(1)通過誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞程序性死亡而抗腫瘤血管生成。(2)TSP-1 和堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(bFGF)-2與肝磷脂有高度的親和力，而這兩種蛋白的結(jié)合均需要2-N-和6-O-葡萄糖胺硫代硫酸鈉。TSP-1 可能通過與bFGF-2 競(jìng)爭(zhēng)內(nèi)皮細(xì)胞表面作為與bFGF-2 共受體的肝磷脂來抑制bFGF-2 誘導(dǎo)血管生成。(3)通過抑制內(nèi)皮細(xì)胞的遷移和管道形成來抗腫瘤血管新生。(4)TSP-1 通過間接抑制內(nèi)皮細(xì)胞增殖而抑制腫瘤血管新生。ki-67可以通過抑制TSP-1的基因表達(dá)來促進(jìn)腫瘤血管生成，但其機(jī)制有待繼續(xù)研究。

我國學(xué)者紀(jì)長(zhǎng)偉等[11]通過研究人胃腸間質(zhì)瘤血管生成時(shí)發(fā)現(xiàn)Ki-67與血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)在其中的表達(dá)呈正相關(guān)，而VEGF目前被認(rèn)為是在血管生成中最關(guān)鍵的基因之一。紀(jì)長(zhǎng)偉的研究表明，VEGF 與Ki-67、微血管密度(MVD) 與Ki-67 PI 之間均呈正相關(guān)( 相關(guān)系數(shù)分別是0.44 和0.84,P< 0.01)，該結(jié)果說明Ki-67促進(jìn)新生血管形成, 而新生血管為腫瘤細(xì)胞提供血液供應(yīng)和營(yíng)養(yǎng), 從而有利于腫瘤細(xì)胞的增殖和生長(zhǎng)。所以聯(lián)合檢測(cè)VEGF、Ki-67及MVD 值可以更好地為判斷臨床預(yù)后及治療提供參考依據(jù)。

3.3　Ki-67可以重塑細(xì)胞外基質(zhì)

細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)重塑與惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)，是腫瘤細(xì)胞移行和入侵的病理學(xué)基礎(chǔ)。細(xì)胞外蛋白酶的表達(dá)、活性與腫瘤的惡性程度和浸潤(rùn)有關(guān)。其中，基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs) 是降解細(xì)胞外基質(zhì)成分的最主要蛋白水解系統(tǒng),在組織重塑中起重要作用。而新近有文獻(xiàn)報(bào)道[12]，在一些腫瘤中ki-67的表達(dá)與MMPs呈正相關(guān)，在MMPs高表達(dá)的組織中ki-67亦高表達(dá)。這說明兩者可能有相互促進(jìn)作用，共同完成對(duì)細(xì)胞外基質(zhì)和基底膜結(jié)構(gòu)的破壞及重塑。但其機(jī)理仍不詳。

4　總結(jié)

Ki-67蛋白參與了細(xì)胞異常增生、細(xì)胞惡變、細(xì)胞間同質(zhì)性粘附力降低、浸潤(rùn)力增強(qiáng)、促新生血管生長(zhǎng)等幾乎包括腫瘤細(xì)胞發(fā)生、發(fā)展的整個(gè)病理過程，與多種惡性腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移有著密不可分的聯(lián)系。現(xiàn)在也有諸多的研究認(rèn)為，Ki-67可以作為評(píng)價(jià)許多腫瘤如結(jié)腸癌、胃癌、膀胱癌以及腎癌等的預(yù)后指標(biāo)之一[13]。目前，盡管對(duì)其性質(zhì)以及結(jié)構(gòu)等方面有了一定的了解，但尚不夠全面，有待在以后的研究中進(jìn)一步拓展。隨著生物信息學(xué)工具以及分子生物學(xué)技術(shù)的改進(jìn)，Ki-67家族的亞類鑒定和分類正進(jìn)一步完善，ki-67基因的表達(dá)和生物學(xué)功能會(huì)逐步明朗化，有望應(yīng)用于惡性腫瘤及其轉(zhuǎn)移的早期檢測(cè)、診斷和治療。

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