劉 雪 陳 冰 黃明明

【摘要】 p16基因?qū)Ψ伟┑陌l(fā)生和發(fā)展有重要的影響, p16在肺癌組織中表達(dá)失活的主要原因是啟動子區(qū)的高甲基化,本研究是p16基因的分子生物學(xué)特性以及它和肺癌的關(guān)系的綜述。

【關(guān)鍵詞】 p16基因 肺癌;甲基化

癌癥是危害人類健康的惡性疾病,在我國肺癌是發(fā)病率最高的癌癥,且發(fā)病率和死亡率迅速增長。p16基因又稱為多種腫瘤抑制物I (muhiple tumor suppressor 1,MTS1)基因,參與細(xì)胞周期調(diào)控, 是重要的抑癌基因,該基因在多種癌細(xì)胞中有缺陷,與癌的發(fā)生關(guān)系密切。p16基因失活在NSCLC和SCLC中都是常見的基因改變[1]。

1 p16基因基本結(jié)構(gòu)和功能

P16基因位于人類9號染色體短臂的9p21區(qū),全長8.5kb,由2個內(nèi)含子和3個外顯子組成。其啟動子長約75bp,位于轉(zhuǎn)錄啟始位點(diǎn)上游500處,啟動子和外顯子E1,E2區(qū)含有多個可甲基化的5睠pG島[2]。P16基因的產(chǎn)物稱為細(xì)胞周期依賴性激酶4抑制因子(CDK4 I),簡稱為p16。p16作為一種細(xì)胞周期調(diào)控蛋白,通過與cyclinD競爭結(jié)合CDK4,特異性的抑制CDK4的活性,阻止Rb的磷酸化, 阻止G1一S期的轉(zhuǎn)移過程,發(fā)揮其負(fù)調(diào)控細(xì)胞生長的作用,抑制細(xì)胞增殖。p16的這種負(fù)調(diào)控細(xì)胞生長的作用已被許多研究所證實(shí)。Jin等[3]將野生型p16基因?qū)藷op16產(chǎn)物表達(dá)的肺癌細(xì)胞中,發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞被阻滯在G1期,腫瘤細(xì)胞在體內(nèi)、外的生長均受到抑制。

2 p16基因的甲基化與肺癌

P16基因的甲基化與肺癌的發(fā)生關(guān)系密切。正常情況下p16與cyclinD二者的作用保持平衡,當(dāng)p16基因不能正常表達(dá)時,cyclinD與CDK4的結(jié)合占優(yōu)勢,過度刺激細(xì)胞分裂從而使細(xì)胞癌變。p16基因的失活機(jī)制包括純合缺失、基因突變和啟動子區(qū)域5′CpG島甲基化。多數(shù)的研究證明,p16在肺癌組織中表達(dá)失活的主要原因是啟動子區(qū)的高甲基化。

許多研究顯示肺癌組織中p16基因的甲基化有顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Otterso CA[4]等的研究顯示p16基因甲基化發(fā)生率為25%～80.2%。NSCLC中p16基因甲基化發(fā)生率更高。Yanagwa等[5]發(fā)現(xiàn)p16啟動子甲基化在NSCLC癌組織中發(fā)生率為31%,而非腫瘤組織中為0。p16基因甲基化在鱗癌中的發(fā)生率較腺癌中常見(P<0.05),臨床Ⅲ、Ⅳ期患者高于臨床Ⅰ、Ⅱ期患者(P<0.05),但對腫瘤的分化程度無影響,有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者高于無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者(P<0.05),而且隨轉(zhuǎn)移的發(fā)生和進(jìn)展, p16丟失率明顯上升[5]。另外,甲基化率隨患者年齡增加有升高的趨勢。有研究表明,50歲以上組甲基化率明顯高于50歲以下組 (P<0.05)[7]。

p16基因甲基化在腫瘤組織和癌前病灶均有發(fā)生。Belinsky等[8]研究發(fā)現(xiàn),細(xì)胞從過度增生、鱗狀化生到原位癌的不同階段p16基因甲基化發(fā)生率分別達(dá)17%、24%和50%。提示p16基因異常甲基化是肺癌發(fā)生的早期事件。并且,Seike等[9]發(fā)現(xiàn)p16基因甲基化在晚期較早期出現(xiàn)率高。這些都說明p16基因甲基化不但發(fā)生于肺癌早期還貫穿于肺癌發(fā)生和發(fā)展的全過程,極有可能是促進(jìn)腫瘤的惡性進(jìn)展的重要因素。

3 肺癌p16基因甲基化和環(huán)境因素

吸煙與肺癌的關(guān)系從流行病學(xué)上已得到確認(rèn),有研究認(rèn)為p16基因甲基化的形成與吸煙有關(guān)[10]。Kim等[1]發(fā)現(xiàn)p16基因甲基化與吸煙量和吸煙持續(xù)時間呈正相關(guān)(P=0.007,P=0.009),與終止吸煙呈負(fù)相關(guān)(P=0.03),并且在鱗癌的發(fā)生率(41%)較腺癌(22%)高。目前有關(guān)飲酒與肺癌患病風(fēng)險(xiǎn)關(guān)系的研究結(jié)果尚不一致, 許多學(xué)者認(rèn)為飲酒是肺癌的危險(xiǎn)因素。

4 問題與展望

目前p16基因研究中還存在許多問題:p16基因的檢測技術(shù)尚不成熟;p16基因甲基化的具體機(jī)制尚不清楚等。相信隨著分子生物學(xué)的不斷發(fā)展, p16基因會成為肺癌早期發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行基因治療的靶基因。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] Kamb A, Gruis NA, Weaver Feldhaus J , et al. A cell cycle regulator porteinally involved in genesis of many tumor types. Science, 1994, 264 (5157) ∶436.

[2] 付國.P16和P15基因缺失與白血病.國外醫(yī)學(xué)腫瘤學(xué)分冊,1997:24(1):52.

[3] Jin X.Ngugen D,Zhang WW ,et al.Cell cycle arrest and inhibition of tumor cell proliferation by the pl6INK4 gene mediated by an adenovirus vector.Cancer Res,1995,55(15):32503253.

[4] Otterso GA, Kratzke RA, Coxon A, et al. Absenc of p16ink4 p rotein is restricted to the subset of lung cancer lines that retaning wildtype RB. Oncogen, 1994,9:33753380.

[5] Yanagawa N,Tamura G,Oizumi H,et al.Promoter hypermet hylation of tumor suppressor an d tumor related genes in non瞫mall cell lung.cancer,2003,94(7):589592.

[6] 張軍航,馬琳,劉芙蓉,等.肺癌組織中p16基因mRNA表達(dá)及其臨床意義.中華實(shí)驗(yàn)外科雜志,2004,21(4):464465.

[7] 楊振華,蔡映云.孫麗華,等.非小細(xì)胞肺癌l1個腫瘤相關(guān)基因啟動子CPG 島甲基化的研究.臨床內(nèi)科雜志,2005,22(10):708

[8] Belinsky SA, Palmisano WA, Gilliland FD,et al.Aberrant promoter methylation in bronchial epithelium and sputum from current and former smokers. Cancer Res, 2002,62(8):23702377.

[9] Seike M, Gemma A, Yoko H, et al. Increase in the frequency of p16INK4a gene inactivation by hypermethylation in lung cancer during the process of metastasis and its relation to the status of p53. Clin Cancer Res, 2000, 6(11)∶4307.

[10] Yanagawa N,Tamura G,Oizumi H,et al.Frequent epigenetic silencing of the p16 gene in non瞫mall cell lung cancers of tobacco smokers.Jpn J Cancer Res,2002,93(10):l10713.