CpG島甲基化與胃癌的關系

梁運梅，翟天姝，陳桂秋

（1.長春君安醫院 病理科，吉林 長春130000；2.吉林大學白求恩醫學院；3.吉林大學中日聯誼醫院 病理科）

表觀遺傳學的研究表明，腫瘤的形成往往伴隨著抑癌基因啟動子區域CpG島的異常甲基化修飾。胃癌也是如此。CpG島是指CpG二核苷酸聚集區域，呈不連續分布，長度＞200kb［1］。在整個基因組中，CpG島通常位于基因的啟動子區域，其次CpG島還位于第一外顯子區域，故又稱5′－CpG 島［2］。CpG島甲基化在腫瘤發生、發展過程中也扮演著重要角色［3］。其中，CpG島甲基化導致的腫瘤相關基因沉默是許多腫瘤發生的重要機制［4－6］。

1 CpG島與DNA甲基化

CpG島甲基化是一種基因外修飾，它不改變DNA的一級結構并且在細胞正常發育、基因表達模式以及基因組的穩定性中起著至關重要的作用。DNA甲基化是指在DNA甲基轉移酶DNMTS的介導下，二核苷酸中胞嘧啶（C）的第5位C原子上的H被S－腺苷甲硫氨酸提供的甲基取代，使之變成5－甲基胞嘧啶的化學修飾過程。CpG島最顯著的特征在于其保持嚴格的非甲基化，約有60%的基因含有非甲基化的CpG島。這些CpG島通常位于啟動子，極少部分靠近基因的3′N端，是基因具有活性的標記。啟動子是DNA分子可以與RNA聚合酶特異結合的部位，轉錄開始的部位，是基因表達調控的關鍵元件之一。腫瘤組織的發生與其相關基因啟動子區域的異常甲基化有關，即原癌基因低甲基化，則可使其激活；而抑癌基因的高甲基化，即5′端啟動子調控區CpG島高甲基化，從而抑制mRNA的轉錄作用，使其失活，而在腫瘤中有些CpG島相關基因比其他基因更易高甲基化［7－8］。

2 CpG島甲基化與胃癌的發生

在世界范圍內胃癌的發病率高居第二，在我國更是最常見的消化道惡性腫瘤之一，具有惡性度高、預后差的特點。胃癌的發生發展是一個多因素、多階段、多基因異常的累積過程，目前已檢測出胃癌中多個抑癌基因的CpG島發生異常甲基化，如p16、hMLH1、THBS1等；這些基因的功能涉及細胞的信號轉導、凋亡、DNA的修復、細胞周期的調節、細胞對細胞或細胞對基質黏附因子和血管生成等多個方面，與胃癌的發生發展密切相關［9］。同時CpG島高甲基化胃癌更易出現遠處淋巴結轉移，血行轉移和更高級的TNM分級［10］。接下來，介紹有關幾個重點的與胃癌發生有關的基因。

2.1 p16基因 P16基因是個候選腫瘤抑制基因，其基因改變、轉錄異常和表達丟失與腫瘤的發生發展存在著密切的關系［11－12］。有研究表明：p16基因在正常胃黏膜組織均未出現甲基化陽性片斷，但在74例胃癌組織中有42例發生甲基化，檢出率為56.8%。該研究同時指出癌組織中p16基因甲基化表達與胃癌的TNM分期有相關性，這提示p16基因甲基化與胃癌侵襲與轉移的能力相關，并且有可能成為臨床判斷胃癌患者預后的指標［13］。

2.2 hMLH1基因 目前已有研究發現胃癌錯配修復基因（hMLH1）啟動子區高甲基化水平，隨著組織病理的增進（從慢性胃炎到腸化生，從腺瘤到腺癌）而增加［14］。

關于hMLH1基因啟動子CpG島甲基化和微衛星不穩定（MSI）與胃癌關系，有研究表明，MSI胃癌有著特殊臨床病理學特征：老年女性，胃竇部位，腸型，較少漿膜侵犯，淋巴侵犯罕見，hMLH1基因啟動子CpG島甲基化，有較好的預后。因此可以得出結論，hMLH1基因啟動子CpG島甲基化和微衛星不穩定（MSI）在胃癌中有顯著相關性，在胃癌早期發生、發展過程中起重要作用，對胃癌的鑒別診斷、預后評價、特殊臨床干預具有重要的意義，可能成為胃癌早期診斷、評價預后、指導化療的分子標志物［15］。

2.3 THBS1基因與HLTF基因 近年來的研究發現，THBS1基因的翻譯產物為血管發生的抑制因子，介導細胞與細胞或細胞對基質的信號傳導，對于細胞聚集、血管生成及腫瘤發生有重要作用［16］。有研究報道THBS1基因的CpG甲基化陽性率在胃腺癌（48.4%）、腸化生（34.7%）及胃腺瘤（28.3%）組織中均顯著高于不發生癌變的慢性胃炎組織。HLTF基因在高度轉移和胃腺癌組織中的量明顯高于慢性胃炎組織［17］。兩種基因同時可用于胃癌的鑒別診斷。

2.4 TRF2基因 端粒結合蛋白TRF2可調控端粒蛋白的量與長度。Dong W［18］等通過免疫組化的方法，證明TRF2在胃癌組織中比起其在正常組織中的含量多。同時，證實高甲基化可能會導致TRF2的含量在胃癌組織中增加，因此證明高甲基化CpG島對于胃癌的診療具有一定意義。

3 CpG島甲基化與臨床治療

惡性腫瘤DNA甲基化異常具有鮮明特征：腫瘤特異性、基因和組織特異性以及可逆性。因此，DNA甲基化檢測作為一種新的分子生物學手段將會廣泛應用于臨床診斷治療、風險評估、病情監測、療效評價及預后判斷。DNA甲基化的可逆性為臨床抗腫瘤治療提供了一種新途徑。

5－氮－2－脫氧胞苷（DAC）是有效的甲基轉移酶抑制劑，大劑量使用時因其細胞毒性而具有抗腫瘤作用，小劑量DAC導致細胞分化可能與去甲基化和調控分化的特異性基因再表達有關［19］。許多實驗都采用5－氮－2－脫氧胞苷對已明確啟動子甲基化的標本進行試驗，發現其可以使原發生甲基化的基因去甲基化，并檢測到該基因的蛋白表達。

4 目前研究問題與展望

迄今為止，對基因的甲基化研究已開展了二十多年，雖然近年來雖然取得了較大進展，但實際上目前對DNA甲基化調節基因表達的復雜性及細節仍然了解有限，很多研究結論也存在互相矛盾之處，尚未達成一致意見：①各種檢測方法所報道的抑癌基因甲基化的陽性率不盡相同；②某些抑癌基因的甲基化究竟是與腫瘤相關的還是與衰老相關的爭論不一；③抑癌基因的甲基化究竟通過什么通路導致腫瘤發生等等［20］。

因此進一步探討DNA甲基化與DNA修復、基因組穩定性和染色質結構等的關系，了解DNA甲基化如何建立和維持的機制及對去甲基化藥物的研究等，有助于闡明腫瘤形成的原因，建立新的腫瘤治療方案。相信對甲基化機制的不斷研究將會為認識腫瘤發病機制以及未來臨床腫瘤分型、預后判斷及早期診斷提供廣闊前景。

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