但良英 綜述，向廷秀 審校

（重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院分子腫瘤及表觀遺傳學(xué)實驗室 400016）

腫瘤是危害人類健康的最大殺手，腫瘤的發(fā)病率近年來呈上升趨勢，死于腫瘤的人數(shù)逐年增加。腫瘤的發(fā)生、發(fā)展不僅取決于遺傳因素，同時也受到表觀遺傳修飾的影響。表觀遺傳通過啟動子甲基化、組蛋白去乙?；胺蔷幋aRNA等調(diào)控方式來實現(xiàn)對基因表達的調(diào)控，意味著異常的表觀遺傳修飾可能會參與腫瘤發(fā)生。腫瘤表觀遺傳學(xué)機制貫穿腫瘤發(fā)生、發(fā)展的整個過程，并具有廣泛性和一定的組織特異性，因此，對腫瘤的表觀遺傳學(xué)進行深入的研究對腫瘤的臨床診斷、治療和預(yù)防都具有重要的指導(dǎo)意義。而啟動子的異常甲基化是表觀遺傳修飾中最明確，也是研究最多的。

1 BLU基因的生物學(xué)特征

BLU基因位于染色體3p21.3，此區(qū)域含有較多的抑癌基因，如 RASSF1A、SEMA3B、FUS2、HYAL1 及 FUS1 等［1－6］。BLU基因全長約4.5kb，該基因序列含有11或者12個外顯子，由于選擇性剪切有2種不同轉(zhuǎn)錄本，分別為1 725bp（U70880）和1 739bp（U70824）。BLU蛋白被認為是細胞質(zhì)中一種可溶性的胞漿蛋白，在其羧基端的第394～430位氨基酸處有一DNA結(jié)合功能域——MYND結(jié)構(gòu)功能域。該功能域包含由重復(fù)Cys和His殘基組成的鋅指基序，此基序參與許多重要的、特異的蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)的相互作用，而這些蛋白質(zhì)分別在轉(zhuǎn)錄抑制、病毒癌蛋白結(jié)合、腫瘤細胞生長抑制以及細胞周期負調(diào)控等方面發(fā)揮著重要作用［7－8］。

2 BLU基因?qū)δ[瘤生長的作用

BLU基因起初被鑒定為肺癌的一種候選腫瘤抑制基因（tumor suppressor gene，TSG）。研究發(fā)現(xiàn)它在肺癌細胞系中出現(xiàn)高頻率的表達下調(diào)或缺失，而BLU基因點突變率低，突變率低于10%（3／61），提示可能存在點突變之外的其他失活方式［5］。隨后 Agathanggelou等［9］和 Balch等［10］研究發(fā)現(xiàn)肺癌、乳腺癌、腎癌、神經(jīng)母細胞瘤、鼻咽癌和卵巢癌的癌細胞株中BLU基因啟動子區(qū)域高甲基化、轉(zhuǎn)錄下調(diào)或缺失，且啟動子高甲基化與轉(zhuǎn)錄水平降低顯著相關(guān)，該基因的外源性表達能有效抑制非小細胞肺癌和神經(jīng)母細胞瘤的克隆形成，由此推測BLU基因可能是多種腫瘤的候選TSG。2006年Yau等［11］研究證實，在裸鼠中穩(wěn)定轉(zhuǎn)染BLU基因能抑制腫瘤細胞的生長，而下調(diào)BLU基因表達可恢復(fù)腫瘤的形成能力，首次證實了BLU基因在體內(nèi)能功能性抑制腫瘤的形成。

3 BLU基因啟動子在多種腫瘤中的異常甲基化

腫瘤的發(fā)生、發(fā)展受遺傳學(xué)及表觀遺傳學(xué)機制的共同調(diào)控，表觀遺傳修飾改變與傳統(tǒng)遺傳改變的不同在于它是漸變，而非突變，它能夠影響基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯，而DNA結(jié)構(gòu)卻不發(fā)生改變。其中DNA甲基化則是目前最明確的表觀遺傳學(xué)機制，是DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)在DNA甲基轉(zhuǎn)移酶（DNA methyltransferase，DNMT）的催化下，由S－腺苷甲硫氨酸提供甲基團，將胞嘧啶核苷酸的嘧啶環(huán)第5位碳原子甲基化，并與其3′端的鳥嘌呤形成甲基化的CpG，它并不改變基因的堿基序列，而是通過調(diào)控基因的表達影響細胞的功能，與基因沉默、X染色體失活、基因組印記、RNA干擾（RNA interference，RNAi）以及腫瘤的發(fā)生、發(fā)展等多個生物事件密切相關(guān)。因此，DNA甲基化能關(guān)閉某些基因的活性，使基因沉默，而去甲基化則誘導(dǎo)了失活基因重新活化和表達，啟動子區(qū)CpG島高度甲基化已被確定為基因轉(zhuǎn)錄失活的一種重要機制［12］。

近年來研究發(fā)現(xiàn)，在食管癌、宮頸癌、肺癌、鼻咽癌等多種類型腫瘤中存在BLU基因啟動子區(qū)CpG島高甲基化改變和轉(zhuǎn)錄表達異常下調(diào)。Yi等［13］通過實時聚合酶鏈反應(yīng)（real time－polymerase chain reaction，RT－PCR）、甲基化特異多聚酶鏈反應(yīng)（methylation－specific－PCR，MSP）在食管鱗狀細胞癌組織和癌細胞株中發(fā)現(xiàn)BLU基因頻繁的表達異常下調(diào)和啟動子高甲基化，且甲基化改變與轉(zhuǎn)錄抑制顯著相關(guān)；體外實驗顯示，僅外源性BLU蛋白表達尚不能有效抑制裸鼠的腫瘤生長，進一步研究與BLU發(fā)生相互作用的蛋白將有助于揭示其在食管鱗狀細胞癌發(fā)生、發(fā)展中的具體作用。在宮頸癌研究中，Lai等［14］選用45例低度鱗狀上皮內(nèi)病變、63例高度鱗狀上皮內(nèi)病變、107例鱗狀上皮細胞癌、23例腺癌和44例正常組織作為研究對象，研究發(fā)現(xiàn)BLU基因啟動子區(qū)域CpG島發(fā)生高甲基化改變，其中，在鱗狀細胞癌組織中基因甲基化率為76.9%，腺癌中甲基化率為43.5%，而正常組織中罕見BLU基因的甲基化，且隨著病變組織病理分期，甲基化率有升高的趨勢（P＝0.08）。同時證實在高度鱗狀上皮內(nèi)病變和低度鱗狀上皮內(nèi)病變組織中基因甲基化率分別為57.4%、20.0%，表明BLU基因啟動子高甲基化可能參與了宮頸癌發(fā)生的早期階段，由此推測，BLU基因的高度甲基化為以后宮頸癌臨床分子篩選發(fā)揮極其重要的作用。Marsit等［15］和Seng等［16］先后利用MSP方法檢測非小細胞肺癌中染色體3P區(qū)域內(nèi)候選基因啟動子甲基化狀態(tài)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)癌組織中BLU基因啟動子異常甲基化率分別為43%（68／160）、35.6%（85／239），說明 BLU 基因是肺癌甲基化譜成員之一。BLU基因也是一重要的與鼻咽部腫瘤密切相關(guān)的抑癌基因。Liu等［17］研究發(fā)現(xiàn)，BLU基因在78%（28／36）的原發(fā)性鼻咽癌中表達下調(diào)或缺失，在100%（5／5）的鼻咽癌細胞株中轉(zhuǎn)錄缺失，在100%（15／15）的非癌性鼻炎上皮細胞中表達；而在45例原發(fā)鼻咽癌及5株鼻咽癌細胞株中均未發(fā)現(xiàn)BLU基因的致病性突變，進一步利用甲基化特異性PCR分析顯示，74%（17／23）原發(fā)性鼻咽癌BLU基因啟動子甲基化，而在9例非癌性鼻咽上皮細胞中只有2例甲基化。說明BLU基因失活與其啟動子甲基化密切相關(guān)，由此推測在鼻咽癌進展中BLU基因可能是一個重要的候選基因。Qiu等［18］和Ayadi等［19］先后在亞洲、非洲鼻咽癌人群中發(fā)現(xiàn)BLU基因甲基化頻率分別為66%（19／29）和15／44（34.1%），Ayadi等還證實BLU基因啟動子的高甲基化與腫瘤的未分化組織類型顯著相關(guān)（P＝0.03）。同樣在彌漫性大B細胞淋巴瘤中也發(fā)現(xiàn)BLU基因存在異常甲基化，甲基化率為15%（7／46）［20］。最近研究發(fā)現(xiàn)在腦膠質(zhì)細胞瘤、膽囊癌、胃癌、結(jié)腸癌及胰腺癌中BLU基因也有異常甲基化，甲基化頻率高達26%～57%［21－22］。在神經(jīng)母細胞瘤研究中發(fā)現(xiàn)BLU基因CpG島甲基化表型在預(yù)后方面是一個強有力的決定因素，具有CpG島甲基化表型的神經(jīng)母細胞瘤患者預(yù)后更差［23］。綜上所述，BLU基因啟動子甲基化及表達失活在多種腫瘤中可見，見表1，它是多種腫瘤的甲基化譜成員之一，與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展關(guān)系密切。

表1 BLU基因在各種腫瘤中的甲基化及表達情況

研究證實RASSF1A基因是與BLU位于同一染色體3p21.3區(qū)域的另一個TSG，現(xiàn)已被確立是多種常見腫瘤甲基化 譜的重 要 成 員 之 一［1，14，30－31］。BLU 基 因 和RASSF1A 基 因雖然是位于同一區(qū)域的2個相鄰基因，Agathanggelou等［9］研究發(fā)現(xiàn)，在鼻咽癌和小細胞性肺癌組織中BLU基因和RASSF1A基因均表現(xiàn)出較高頻率的啟動子甲基化，但是兩基因甲基化狀態(tài)之間并無相關(guān)性，由此認為BLU基因啟動子高甲基化可能是一類獨立事件，并不是染色體3p21.3區(qū)域甲基化的結(jié)果。后來在腦膠質(zhì)瘤、子宮內(nèi)膜癌等腫瘤研究中也證實了這一點［1，29］。

4 BLU基因的甲基化在腫瘤的早期診斷、治療及預(yù)后方面的意義

腫瘤的發(fā)生、發(fā)展是一個極其復(fù)雜的過程，目前診斷主要依靠臨床表現(xiàn)、影像學(xué)以及組織病理異常改變等，但是上述改變多數(shù)只能在腫瘤的晚期才能表現(xiàn)出來，因而目前對于腫瘤的早期診斷比較困難。而甲基化狀態(tài)的改變通常出現(xiàn)在惡性病變前，尤其是抑癌基因啟動子高甲基化是腫瘤發(fā)生的早期事件，因此其可能在腫瘤早期診斷中具有更大的價值。大多數(shù)腫瘤都有多個獨立的啟動子甲基化事件，因而建立合理的多指標甲基化圖譜能為腫瘤早期診斷、風(fēng)險評估以及腫瘤預(yù)后提供有用的信息。而通過對各種腫瘤的CpG島甲基化研究，人們發(fā)現(xiàn)CpG島甲基化譜具有腫瘤組織特異性，可作為腫瘤患者的早期診斷指標。BLU基因啟動子異常甲基化在多種腫瘤中被發(fā)現(xiàn)，其是否可以作為一個表觀遺傳標志物用于腫瘤的早期診斷尚需進一步的研究。Hsu等［24］在非小細胞肺癌組織及相應(yīng)肺癌患者血清標本中檢測BLU基因啟動子甲基化率分別為36%、31%，一致性高達86%；而在非腫瘤個體血漿中BLU基因DNA甲基化率為13%，由此推測血漿中表觀遺傳學(xué)標記可用于肺癌的檢測。另外，Michalowski等［27］近期在神經(jīng)母細胞瘤研究中發(fā)現(xiàn)1、2、4s期的腫瘤較3、4期甲基化頻率低（P＝0.01），說明腫瘤的分期與基因啟動子甲基化頻率密切相關(guān)，而腫瘤臨床分期與預(yù)后息息相關(guān)。

近年腫瘤的基因治療是治療腫瘤的新途徑，其目的是使腫瘤細胞表型恢復(fù)正常化。抑癌基因BLU啟動子區(qū)CpG島異常甲基化關(guān)閉了BLU基因轉(zhuǎn)錄表達，導(dǎo)致基因表達沉默，使細胞增殖周期失調(diào)，在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮重要作用。研究發(fā)現(xiàn)這一基因沉默過程是一個可逆的表觀遺傳學(xué)基因修飾過程，TSG CpG島甲基化使正常細胞惡變，而去甲基化可直接恢復(fù)抑癌基因功能，從而抑制腫瘤的生長。近年來研究發(fā)現(xiàn)，在鼻咽癌的細胞株中，BLU基因啟動子能在藥物5－氮雜－2′－脫氧胞苷刺激下被誘導(dǎo)去甲基化，使BLU基因重新表達，抑制腫瘤細胞生長，從而達到治療腫瘤的目的［18］，同樣在食管鱗狀細胞癌、子宮內(nèi)膜癌等腫瘤中也得到了相似結(jié)論［13，29］。這一結(jié)果提示這一基因的異常甲基化可作為多種腫瘤治療的靶點。

5 結(jié) 語

綜上可知，BLU基因是一個新的候選TSG，在多種常見腫瘤中發(fā)生啟動子異常甲基化改變和表達失活。相信隨著表觀遺傳組學(xué)計劃的實施，正常組織和腫瘤組織基因組DNA甲基化圖譜的建立，進一步分析BLU候選抑癌基因在各種腫瘤中的異常甲基化機制，對確定基因與腫瘤發(fā)生、發(fā)展的關(guān)系有著重要的意義，也有助于推動DNA甲基化標志物的臨床應(yīng)用。

（志謝：衷心感謝香港中文大學(xué)醫(yī)學(xué)院華南腫瘤學(xué)國家重點實驗室陶謙教授對表觀遺傳學(xué)方面的諸多幫助和指導(dǎo)。）

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