單莉莉,朱婷,王中海
廣東醫(yī)學(xué)院 附屬南山醫(yī)院,廣東 深圳 518052
子宮內(nèi)膜異位癥簡稱內(nèi)異癥,是婦科常見疾病,常導(dǎo)致痛經(jīng)、不孕等癥狀,嚴(yán)重影響女性身心健康。錯(cuò)配修復(fù)基因1(human mutL homolog 1,hMLH1)與錯(cuò)配修復(fù)基因2(human mutS homolog 2,hMSH2)是人類細(xì)胞內(nèi)錯(cuò)配修復(fù)系統(tǒng)(mismatch repair system,MMR)的重要組成基因,它們擔(dān)負(fù)對錯(cuò)配位點(diǎn)的識別和切除的主要功能。我們應(yīng)用甲基化特異性聚合酶鏈反應(yīng)(methylation specific PCR,MSP),檢測了卵巢子宮內(nèi)膜異位癥組織和正常子宮內(nèi)膜中hMLH1、hMSH2基因啟動(dòng)子區(qū)的甲基化情況,并分析了其與內(nèi)異癥的關(guān)系。
我院收治的卵巢子宮內(nèi)膜異位癥患者23例,所有患者術(shù)前未經(jīng)激素治療,采集異位內(nèi)膜組織;20例在我院行節(jié)育術(shù)、子宮脫垂手術(shù)的患者,所有患者均排除了患有其他器官系統(tǒng)惡性腫瘤的可能,留取正常子宮內(nèi)膜組織。所有標(biāo)本無菌采集后立即置-80℃恒溫冰箱中待用。
用小量組織基因組DNA抽提試劑盒(購自上海生工公司)提取組織DNA,紫外分光光度計(jì)定量,提取的DNA置-20℃保存。
MSP是近年發(fā)展起來的一種特異、靈敏的檢測基因甲基化的技術(shù)。其原理是,利用亞硫酸鹽可使DNA中胞嘧啶(C)脫氨而轉(zhuǎn)變?yōu)槟蜞奏ぃ║)的特性,將DNA用亞硫酸鹽處理,未甲基化的胞嘧啶就轉(zhuǎn)變?yōu)槟蜞奏?,而甲基化的胞嘧啶則不變。
取 1 μg DNA,用 CpGenome DNA Modifica?tion Kit(購自CHEMICON公司)進(jìn)行甲基化修飾,然后以此為模板,分別用hMLH1甲基化引物與非甲基化引物(hMLH1-M、hMLH1-U)和hMSH2甲基化引物與非甲基化引物(hMSH2-M、hMSH2-U)進(jìn)行PCR擴(kuò)增(引物由上海生工公司合成,序列見表1)。50 μL PCR反應(yīng)體系(BBI公司提供)包括2×PCR Mas?ter混合液 25 μL(含 3.0 mmol/L MgCl2、0.2 mmol/L dNTP、0.1 U/μL Taq DNA 聚合酶)、hMLH1-M 或hMSH2-M 1 μL、hMLH1-U 或 hMSH2-U 1 μL、DNA模板(DNA濃度為 0.1~1 μg/μL)1 μL、去離子水1 μL。
hMLH1反應(yīng)條件:95℃預(yù)變性5 min,以95℃變性 45 s、60℃退火 30 s、72℃延伸 30 s循環(huán) 35次,72℃延伸5 min。hMSH2反應(yīng)條件:95℃預(yù)變性5min,以95℃變性40 s、55℃退火40 s、72℃延伸40 s循環(huán)35次,72℃延伸7 min。
表1 引物及序列
擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)1.7%瓊脂糖凝膠電泳,EB染色,紫外凝膠成像系統(tǒng)下觀察。
采用SPSS12.0軟件對結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。
用甲基化和未甲基化引物可同時(shí)擴(kuò)增出產(chǎn)物者為部分甲基化,只有甲基化引物擴(kuò)增出產(chǎn)物者為完全甲基化。
20例正常子宮內(nèi)膜組織中出現(xiàn)了1例部分甲基化,異常甲基化率為5%(1/20);23例子宮內(nèi)膜異位癥組織中出現(xiàn)了4例部分甲基化和5例完全甲基化,異常甲基化率為39%(9/23)。兩者比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見圖1、2。
20例正常子宮內(nèi)膜組織中出現(xiàn)了1例部分甲基化,異常甲基化率為5%(1/20);23例子宮內(nèi)膜異位癥組織中出現(xiàn)了2例部分甲基化,異常甲基化率為8%(2/23)。兩者比較,無明顯差異(P>0.05)。見圖3、4。
圖1 子宮內(nèi)膜異位癥hMLH1基因啟動(dòng)子區(qū)甲基化情況
圖2 正常子宮內(nèi)膜hMLH1基因啟動(dòng)子區(qū)甲基化情況
圖3 子宮內(nèi)膜異位癥hMSH2基因啟動(dòng)子區(qū)甲基化情況
圖4 正常子宮內(nèi)膜hMSH2基因啟動(dòng)子區(qū)甲基化情況
子宮內(nèi)膜異位癥異位內(nèi)膜的來源至今尚未闡明,目前闡述發(fā)病機(jī)制的主要學(xué)說包括經(jīng)血逆流學(xué)說、靜脈淋巴播散學(xué)說、體腔上皮化生學(xué)說、誘導(dǎo)學(xué)說、干細(xì)胞起源學(xué)說、在位內(nèi)膜決定論等。近年研究認(rèn)為,內(nèi)異癥與糖尿病、高血壓等疾病一樣,是多基因多因素共同作用的結(jié)果,具有復(fù)雜的遺傳特征,也是一種表觀遺傳疾病[1]。
DNA錯(cuò)配修復(fù)系統(tǒng)(MMR系統(tǒng))是細(xì)胞內(nèi)在核苷酸水平上糾正復(fù)制錯(cuò)誤的重要手段,可以通過校正新合成DNA鏈中錯(cuò)配的堿基而高效提高正常體細(xì)胞抵御突變的能力,常出現(xiàn)在細(xì)胞增殖過程中,對保持DNA復(fù)制的忠實(shí)性和基因組的穩(wěn)定性起到關(guān)鍵作用[2]。MMR基因的改變使得細(xì)胞在增殖過程中的錯(cuò)誤摻入與缺失不能修復(fù),表現(xiàn)為整個(gè)基因組不穩(wěn)定,隨機(jī)突變率增高,使一系列靶基因如涉及細(xì)胞生長、分化、凋亡及腫瘤轉(zhuǎn)移等的相關(guān)基因改變,從而導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。DNA甲基化指在DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶(DNMT)的催化下,S-腺苷甲硫氨酸分子上的甲基基團(tuán)被轉(zhuǎn)移到胞苷嘧啶環(huán)的第5位碳原子上,形成甲基化胞嘧啶,哺乳動(dòng)物中甲基化修飾主要發(fā)生在G/C含量豐富的CpG島區(qū)域。CpG島被甲基化并結(jié)合甲基CpG結(jié)合蛋白(MeCP),使基因關(guān)閉而抑制基因轉(zhuǎn)錄。DNA甲基化與基因表達(dá)呈反比關(guān)系,甲基化程度增高,則基因表達(dá)降低。研究發(fā)現(xiàn),在MMR基因中,以hMLH1和hMSH2的功能最為重要,它們擔(dān)負(fù)對錯(cuò)配位點(diǎn)的識別和切除的主要功能。hMLH1位于染色體3p21.3-23,基因組全長58 kb,含2268 bp的開放讀框,有19個(gè)外顯子,編碼756個(gè)氨基酸殘基。hMSH2定位于染色體2p22-21或2p16-15,基因組全長73 kb,含2727 bp的開放讀框,有16個(gè)外顯子,編碼909個(gè)氨基酸殘基。
近年,在多種人類惡性腫瘤的研究中發(fā)現(xiàn)了hMLH1啟動(dòng)子區(qū)域的異常甲基化[3-5]。子宮內(nèi)膜異位癥雖是良性疾病,但卻具有類似腫瘤的復(fù)發(fā)和遠(yuǎn)處侵犯的特點(diǎn)。有學(xué)者利用激光捕獲顯微切割技術(shù)和RT-PCR檢測子宮內(nèi)膜異位癥的異位內(nèi)膜、在位內(nèi)膜及正常子宮內(nèi)膜中3種甲基化轉(zhuǎn)移酶的基因表達(dá),結(jié)果發(fā)現(xiàn)3種甲基化轉(zhuǎn)移酶基因均過度表達(dá),說明在子宮內(nèi)膜異位癥中確實(shí)存在DNA的異常甲基化[6]。在本研究中,我們采用MSP法同時(shí)檢測子宮內(nèi)膜異位癥組織與正常子宮內(nèi)膜組織中hMLH1、hMSH2啟動(dòng)子區(qū)的甲基化情況,進(jìn)行比較性研究,結(jié)果顯示,子宮內(nèi)膜異位癥組織中hMLH1啟動(dòng)子區(qū)甲基化發(fā)生率高于正常子宮內(nèi)膜組織,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;在正常內(nèi)膜與子宮內(nèi)膜異位病灶之間,hMSH2啟動(dòng)子區(qū)甲基化情況沒有顯著區(qū)別。本研究結(jié)果提示,hMLH1啟動(dòng)子區(qū)異常甲基化可能是子宮內(nèi)膜異位癥的病因之一,而hMSH2啟動(dòng)子區(qū)甲基化與子宮內(nèi)膜異位癥之間不存在顯著聯(lián)系。
國外已有學(xué)者報(bào)道,異常甲基化的基因可作為一種新的癌癥的生物學(xué)標(biāo)志物[7]。Vaissière等[8]報(bào)道,定量分析特異性基因的甲基化情況并結(jié)合性別可作為識別肺癌的危險(xiǎn)因素。Malekzadeh等[9]報(bào)道,Rb1和Casp-8啟動(dòng)子的甲基化狀態(tài)可作為膀胱癌的一個(gè)預(yù)后指標(biāo)。本研究在DNA水平顯示,與正常子宮內(nèi)膜相比,子宮內(nèi)膜異位癥組織存在著hMLH1啟動(dòng)子區(qū)的異常甲基化。那么,在未來,我們能否將hMLH1啟動(dòng)子區(qū)的異常甲基化檢測作為內(nèi)異癥診斷的指標(biāo)之一?能否通過檢測hMLH1啟動(dòng)子區(qū)的甲基化情況來預(yù)測內(nèi)異癥的復(fù)發(fā)?本次實(shí)驗(yàn)只是對子宮內(nèi)膜異位癥中hMLH1、hMSH2啟動(dòng)子區(qū)甲基化的初步研究,我們尚需要大樣本的實(shí)驗(yàn)來進(jìn)一步證明上述論斷,需要檢測更多的錯(cuò)配修復(fù)基因來尋找其與內(nèi)異癥的關(guān)系。
[1]樂杰.婦產(chǎn)科學(xué)[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,2008:325-330.
[2]Olenaer J J,Gerard B,Charmbon-Pautas C,et al.Microsatel?lite instability and frameshift mutations in BAX and transform?ing growth factor-R II genes are very uncommon in acute lymphoblastic leukemia in vivo but not in clines[J].Blood,1998,92(1):230-233.
[3]Hiraki M,Kitajima Y,Sato S,et al.Aberrant gene methyla?tion in the lymph nodes provides a possible marker for diag?nosing micrometastasis in gastric cancer[J].Ann Surg Oncol,2010,17(4):1177-1186.
[4]王凡,謝新紀(jì),樸穎實(shí),等.食管鱗癌和反流性食管炎中p16和hMLH1基因甲基化的探討[J].中華病理學(xué)雜志,2011,40(8):537-541.
[5]Kim H G,Lee S,Kim D Y,et al.Aberrant methylation of DNA mismatch repair genes in elderly patients with sporadic gastric carcinoma:A comparison with younger patients[J].J Surg Oncol,2010,101(1):28-35.
[6]Wu Y,Strawn E,Basir Z,et al.Aberrant expression of deoxy?ribonucleic acid methyltransferasesDNMT1,DNMT3A,and DNMT3B in women with endometriosis[J].Fertil Steril,2007,87(1):24-32.
[7]Duffy M J,Napieralski R,Martens J W,et al.Methylated genes as new cancer biomarkers[J].Eur J Cancer,2009,45(3):335-346.
[8]Vaissière T,Hung R J,Zaridze D,et al.Quantitative analy?sis of DNA methylation profiles in lung cancer identifies aber?rant DNA methylation of specific genes and its association with gender and cancer risk factors[J].Cancer Res,2009,69(1):243-252.
[9]Malekzadeh K,Sobti R C,Nikbakht M,et al.Methylation pat?terns of Rb1 and Casp-8 promoters and their impact on their expression in bladdercancer[J].CancerInvest,2009,27(1):70-80.