胡占鋒，徐瑞云，鄭紀(jì)寧

(承德醫(yī)學(xué)院病理學(xué)教研室，河北承德 067000)

Bmi-1、端粒酶在大腸癌中的研究進(jìn)展

胡占鋒，徐瑞云，鄭紀(jì)寧△

(承德醫(yī)學(xué)院病理學(xué)教研室，河北承德 067000)

大腸癌;Bmi-1基因;端粒酶

大腸癌(Colorectal Carcinoma)是人類最常見的消化道腫瘤之一，其發(fā)病受基因遺傳、環(huán)境、生活方式等多種復(fù)雜因素作用，并呈階段性發(fā)展。近年來，世界范圍內(nèi)大腸癌的發(fā)病率呈上升趨勢(shì)，西歐、北美等發(fā)達(dá)國家發(fā)病率處于全部腫瘤的第2位，在我國其發(fā)病率在惡性腫瘤中居第3位，死亡率也上升到第4位[1]，嚴(yán)重?fù)p害人類的健康，甚至生命。因此，對(duì)大腸癌發(fā)病機(jī)制、診斷、治療藥物等的研究顯得日益迫切。最新研究顯示，Bmi-1基因及端粒酶與大腸癌的發(fā)生發(fā)展、病理分期關(guān)系密切，有望成為大腸癌診斷、治療的新靶點(diǎn)?，F(xiàn)將它們與大腸癌關(guān)系的研究進(jìn)展作一綜述。

1 Bmi-1基因概述

1991年，Bmi-1首次在荷蘭癌癥中心轉(zhuǎn)基因鼠感染Moloney鼠白血病病毒過程中通過逆轉(zhuǎn)錄病毒插入突變發(fā)現(xiàn)，隸屬PcG基因家族，參與細(xì)胞增殖、分化與衰老，維持多種正常干細(xì)胞和腫瘤干細(xì)胞的自我更新和增殖活性[2]。人類Bmi-1基因位于10號(hào)染色體短臂1區(qū)3帶，含10個(gè)內(nèi)含子和10個(gè)外顯子，編碼326個(gè)氨基酸蛋白。其氨基酸序列包括:(1)環(huán)指結(jié)構(gòu)域，位于N端，定位于細(xì)胞核邊緣，與其它蛋白形成多聚復(fù)合物，參與核內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)換和病毒復(fù)制等過程。也可與c-myc基因協(xié)同作用，促使細(xì)胞惡性及惡性腫瘤的形成[3]。(2)螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)是DNA結(jié)合域，介導(dǎo)Bmi-1蛋白與下游靶基因結(jié)合，抑制其轉(zhuǎn)錄及激活端粒酶，致使細(xì)胞無限生長。(3)核定位信號(hào)序列，主要參與Bmi-1在細(xì)胞核中的定位。(4)PEST序列，位于C末端，富含蘇氨酸、絲氨酸、谷氨酸、脯氨酸，參與核內(nèi)Bmi-1蛋白的快速降解。

Bmi-1可能通過以下幾種途徑介導(dǎo)腫瘤的發(fā)生、發(fā)展:(1)目前研究最多的是INK4a-ARF基因途徑。Bmi-1基因通過對(duì)染色質(zhì)組蛋白H3上的第9、27位賴氨酸甲基化或乙?；揎?，抑制抑癌基因的轉(zhuǎn)錄，促使癌細(xì)胞無限生長[4]。(2)hTERT(端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶)途徑。Song等[5]研究發(fā)現(xiàn)，Bmi-1直接或間接增強(qiáng)hTERT的活性，維持端粒長度，阻止細(xì)胞衰老，使細(xì)胞永生化，并使癌細(xì)胞浸潤、轉(zhuǎn)移。(3)誘導(dǎo)上皮細(xì)胞發(fā)生間皮樣表型轉(zhuǎn)化(epithelial- mesenchymal transition,EMT)，而EMT是細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化和腫瘤侵襲、轉(zhuǎn)移的早期重要標(biāo)志[6]。(4)介導(dǎo)多種腫瘤干細(xì)胞自我更新和擴(kuò)增，促進(jìn)腫瘤的惡性進(jìn)展[7]。(5)Bmi-1還可以通過INK4a-ARF非依賴途徑直接或間接促進(jìn)細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化、調(diào)亡、運(yùn)動(dòng)和新生血液循環(huán)生成，利于腫瘤細(xì)胞的播散及在遠(yuǎn)端靶器官增殖和生存[8]。

人類Bmi-1基因與大腸癌:近年來，人們發(fā)現(xiàn)Bmi-1作為一個(gè)原癌基因在多種腫瘤中的表達(dá)上調(diào)，且與腫瘤干細(xì)胞密切相關(guān)。研究表明，Bmi-1與大腸癌的發(fā)生、發(fā)展、預(yù)后及臨床病理分期等密切關(guān)聯(lián)。胡瀟紅等[9]利用SYBR Green實(shí)時(shí)定量RT-PCR及免疫組化技術(shù)檢測Bmi-1的RNA及蛋白在大腸癌組織、癌旁組織、正常黏膜組織中的表達(dá)水平發(fā)現(xiàn)，大腸癌組織Bmi-1蛋白的陽性表達(dá)率顯著高于癌旁及正常組織，而Bmi-1 mRNA的陽性表達(dá)在腫瘤與正常、腫瘤與癌旁間無明顯差異。大腸癌合并淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者，Bmi-1 mRNA及Bmi-1蛋白表達(dá)水平顯著高于未轉(zhuǎn)移者;Duke分期C和D期患者Bmi-1 mRNA表達(dá)水平明顯升高，癌組織浸潤深度越深，Bmi-1 mRNA及Bmi-1蛋白表達(dá)水平越高，腫瘤分化程度越低，Bmi-1蛋白表達(dá)強(qiáng)度越強(qiáng)。林妙霞等[10]采用免疫組化方法檢測正常大腸黏膜、大腸腺瘤及大腸癌中Bmi-1蛋白的表達(dá)情況，得出高表達(dá)的Bmi-1蛋白與大腸癌TNM分期緊密相關(guān)，與患者的年齡、性別、腫瘤部位、大小、分化程度及病理類型卻無關(guān)。也有學(xué)者指出，Bmi-1基因高度表達(dá)患者的生存率比低表達(dá)者的生存率明顯低，這說明Bmi-1表達(dá)情況是大腸癌的預(yù)后重要的參考指標(biāo)。

2 端粒酶的結(jié)構(gòu)與功能

1985年，Blackburn等[11]在四膜蟲細(xì)胞核內(nèi)發(fā)現(xiàn)并純化一種能延伸端粒重復(fù)序列的酶，后來證實(shí)這種物質(zhì)就是端粒酶。端粒酶是由RNA、端粒相關(guān)蛋白和催化亞單位三個(gè)主要部分組成，RNA是端粒DNA合成的模板，其序列有一段區(qū)域和端粒重復(fù)序列配對(duì)互補(bǔ)。催化亞單位即端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶，是端粒酶的核心。端粒酶的核心作用是通過識(shí)別、結(jié)合富含G的端粒末端，以自身RNA為模板，不斷合成新的端粒DNA序列來穩(wěn)定端粒長度，從而彌補(bǔ)細(xì)胞分裂時(shí)端粒的丟失，使細(xì)胞不會(huì)因端粒消耗而出現(xiàn)調(diào)亡。另一方面，端粒酶是細(xì)胞周期重要的調(diào)控因素，影響著細(xì)胞周期的進(jìn)程。

端粒酶與大腸癌:正常成年人幾乎所有細(xì)胞的端粒酶都處于休眠狀態(tài)，只有在處于分裂的造血細(xì)胞、干細(xì)胞和生殖細(xì)胞內(nèi)才能檢測出端粒酶的活性[12]，而在多數(shù)腫瘤細(xì)胞中，端粒酶活性異常升高[13]。迄今發(fā)現(xiàn)，85%-90%的人腫瘤細(xì)胞中可以檢測到端粒酶活性。已有研究表明，端粒酶的異?；罨羌?xì)胞永生化和腫瘤形成的關(guān)鍵步驟，是細(xì)胞癌變的早期事件。張明亮等[14]采用免疫組織化學(xué)方法檢測端粒酶在結(jié)直腸癌、結(jié)直腸腺瘤和正常癌旁組織中的活性表達(dá)發(fā)現(xiàn)，端粒酶在結(jié)直腸癌中的陽性率為87.5%，明顯高于結(jié)直腸腺瘤(26.3%)及癌旁正常組織(0.0%)，且與結(jié)直腸癌病理學(xué)分級(jí)、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和臨床分期關(guān)系密切相關(guān)。仇昊[15]運(yùn)用原位雜交技術(shù)檢測大腸癌組織、癌旁組織及正常黏膜中端粒酶mRNA的表達(dá)情況表明，大腸癌組織中端粒酶mRNA的陽性表達(dá)率為90%，明顯高于癌旁組織、正常黏膜組織，且其活性表達(dá)強(qiáng)度與腫瘤的浸潤深度、臨床分期及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移顯著相關(guān)，與性別、年齡、腫瘤分化程度無相關(guān)性。

3 展望

關(guān)于Bmi-1基因和端粒酶活性在多種腫瘤中的作用都有深入的研究，而在腫瘤中的兩者聯(lián)合檢測很少報(bào)道。范福玲等[16]研究表明，兩者的異常表達(dá)在食管鱗癌中有相關(guān)性在食管癌的發(fā)生、發(fā)展中起協(xié)同作用，共同參與腫瘤的浸潤、轉(zhuǎn)移過程。盛俊等[17]研究表明，瘦素通過STAT3途徑誘導(dǎo)MCF-7端粒酶活性，且呈劑量依賴性，采用瘦素受體單克隆抗體ZMC-2可明顯抑制端粒酶的活性。針對(duì)端粒酶組分基因的反義核苷酸治療及免疫誘導(dǎo)治療等研究已經(jīng)看到良好的抗癌效果。

綜上所述，Bmi-1基因、端粒酶與大腸癌到的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)，作為大腸癌新的研究靶點(diǎn)，越來越受到人們的關(guān)注，有可能在今后診斷、臨床病理分期、預(yù)后及指導(dǎo)治療等方面作為一個(gè)有效的指標(biāo)。

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1004-6879(2014)03-0248-03

2013-12-25)

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