食管癌9号染色体多位点等位基因杂合性丢失研究进展及其意义

　　作者：郭建猛 闫曙光 刘富才 作者单位：1 长治医学院附属和济医院(在读硕士研究生)(046000) 2 长治医学院附属和济医院普外科 3 山西省肿瘤医院

　　【关键词】 食管癌 多位点 杂合性丢失

　　食管癌(Ensophageal Carcinoma, EC)是食管鳞状上皮的恶性肿瘤，进行性吞咽困难为其最典型的临床症状。本病是人类常见的恶性肿瘤之一。食管癌的发病因素极为复杂，具有多种多样的病因，其发生与该地区的饮食习惯、存在强致癌物及有遗传易感性等有关，有待深入探索。近几年来对食管癌分子遗传基础研究进展很快，已经证明在EC中存在一些有规律的染色体改变[1]，但其发生发展的分子机制仍不十分清楚。研究发现食管癌的发生是环境因素和宿主因素相互作用的结果，涉及多因素的作用、多基因的变化和多阶段的发展过程，其中一项重要的遗传变化就是多种TSG的失活和癌基因的激活[2]。抑癌基因在细胞周期的调控、维持细胞稳定方面起重要作用,当抑癌基因某一等位位点缺失或突变时,将导致机体的易感性增加。在肿瘤分子学的研究中，LOH是一种常用的等位基因缺失检测方法，广泛用于候选TSG的筛选和已知TSG失活机制的阐明等方面，而且等位基因异常在多种肿瘤中被证明是肿瘤发生的早期分子事件，因此LOH检测可望成为肿瘤筛查和早期诊断的重要工具。一般认为，如果发现某一肿瘤某一染色体位点有较高的LOH，往往标志这一位点可能存在该肿瘤的TSG[3]。分子、细胞遗传学研究表明食管癌细胞系及食管癌组织均存在染色体改变及染色体特异部位的杂合丢失和不稳定。因此,目前的研究着眼于从分子水平找出与早期癌变相关的生物学指标,以及它们在食管癌发生发展过程中的作用机理,以便提高早期诊断率,改善治疗效果,或在早期阶段进行化学阻断,达到降低发生率的目的[4]。经查文献,就同一条染色体上多位点等位基因的LOH及其相关性研究仍是一空白。

　　1 杂合性缺失(LOH)

　　通常认为抑癌基因和癌基因共同存在于人类基因组中，两者互相制约，形成一种平衡，参与细胞增殖、细胞分裂周期、凋亡和其它相关的细胞进程。可以用“二次打击论”来解释抑癌基因对癌发生的作用，即野生型抑癌基因的基因产物可以抑制肿瘤产生，当一条等位基因失活或变异，另一条等位基因就会以一系列可能的机制而丢失，造成在多个位点上的LOH;这一对等位基因的功能失活或功能缺失，从而导致肿瘤发生。这就是研究LOH和TSG关系的理论基础。

　　杂合性缺失即一个位点上两个多态性的等位基因中的一个出现初恋或缺失，表现为与同一个体正常组织相比，肿瘤组织的一个等位基因消失。在扩增片段长度多态性 (amplified fragment length polymorphism) 分析中，表现为肿瘤组织的一个等位基因与非肿瘤组织相应等位基因相同，而另一等位基因消失或条带密度减少50%以上。肿瘤细胞中的LOH已被证明是肿瘤特异性遗传缺失的有效指示剂，这些缺失区域常包括与肿瘤发生有关的基因，特别是候选抑癌基因。此外，等位基因缺失也可作为遗传易感性或肿瘤早期检测的标志[5],若观察到癌组织的某一染色体区域频发的LOH，此现象提示目标区域可能存在与所研究肿瘤相关的TSG[6]。

　　2 食管癌LOH的研究

　　研究者对可能存在的各种TSG进行了广泛的研究，针对食管癌标本而言，国内外对1、3、4、5、6、7、8、9、11、13、14、15、16、17、18、19、22号染色体上的许多微卫星位点的LOH情况进行了研究，近年来研究的范围越来越集中在少数几条染色体上，并且这些染色体上的某些基因位点的LOH发生率很高，如美国国立癌症研究中心对我国山西的食管癌高发区的患者研究发现13q的LOH率高达95%，其中13q12为高发位点。是否这些位点就是针对食管癌的特异位点及其功能如何，目前正处在研究之中。Hu N等[7]分析我国北方地区食管癌高危人群中的用荧光标记的366个微卫星位点的等位基因模式，结果报道其中的14个区域存在高频率的;LOH(=75%)，主要是：3p,5q,9p,9q,13q,2q,4p,11p,15q,4q,6q,8p,14q,17p。Kohsuke等[8]应用比较基因组杂化方法分析了36例食管鳞癌的LOH的情况，报道LOH主要发生在以下染色体的区域:18q(21/36,58%),3p (18/36,50%),9p(16/36,44%),5q14～23(14/36,39%),4q(12/36,33%),13q(8/36,22%)。

　　3. 9号染色体LOH研究进展

　　自从发现9p在ADC和SSC中都有很高的LOH，9号染色体的LOH与食管癌的关系引起了研究者们极大的兴趣。他们的失活可能与肿瘤细胞恶性增生有关。近几年，9号染色体LOH研究进展已取的了突破性进展。

　　3.1. 9p

　　作者认为P16和P15的研究已进入定性阶段，两者属INK4I(cyclin-dependent kinase 4 inhibitors)家族,都定位于9p21，在细胞周期G1期调控细胞增生。P15从P16分离而来，与P16有95%的序列相同，P16的改变往往伴有P15的改变，P16蛋白为CDK4特异性抑制剂，通过与cyclin D-CDK4复合物紧密结合或与CDK4结合竞争性地阻断cyclin D-CDK4复合物的形成，维持RB蛋白非磷酸化状态，不能释放转录因子E2F，从而阻止细胞从G1期进入S期，抑制细胞增殖。Hannon et al[9]还发现P16蛋白用同样的方式与同CDK4结构功能相似的另一个激酶CDK6的作用。P16和P15通过不同的机制失活，P16失活占优势作用的是启动子区CPG岛异常甲基化，突变和纯合性缺失相对较低，而P15常发生纯合性缺失。

　　9p上的有关食管癌各个位点的LOH研究较多,Giroux et al.[10]曾检测了9号染色体上的多个微卫星位点的LOH，并对P16基因的突变率进行了的分析，Hu et al.[11]通过对56例ESCC患者9p21～p22上多个微卫星位点LOH的检测，并就其与CDKN2A(P16)和CDKN2B(P15)的相关性分析认为，CDKN2A的突变和基因内的等位基因丢失在ESCC的演进中都起着重要的作用。D9S171距9号染色体短臂末端42 cm，是距P16较远的着丝粒侧的微卫星位点，座位于P15基因，故D9S171的LOH也就意味着P15基因的丢失[12]。D9S171的LOH在诸如头颈癌、肺癌、宫颈癌、食管癌等人类肿瘤中都被检测到，但LOH率高低不一，因此推测P15的失活可能在各肿瘤中发挥的作用不尽相同。有关该位点在食管癌的情况报道较少，早期的研究譬如Tarmin et al.[13]检测到该位点在食管癌的LOH率很高(83%，19/23)，Xing et al.[14]通过对中国食管癌高发区林县的60例ESCC的研究认为P15附近的D9S171的LOH很常见(47%)。Wang et al.[15]研究发现无论在食管癌不典型增生组织还是癌组织中，该位点都存在较高的丢失率(33%，33%)，提示在该位点附近可能存在与食管癌发生发展相关的TSG。D9S162(9p22～23)距p16编码区6cM，是距P16较远的端粒侧的微卫星位点。有关D9S162的LOH报到较少，早在1996年李卫东等[16].就报道在9p22-23区域存在着很高的LOH(41.9%),提示该位点附近可能存在着TSG参与了食管癌的发展。2004年Lichun et al.[17]对食管癌9号染色上的17个多态性标记的LOH情况进行了检测，其中9p22～23区域观察到缺失(>42.9%)，因此推测在9p上可能存在一个或几个与食管癌发展相关的TSG。

　　3.2. 9q

　　9q末端区域的LOH在ESCC中时常发生，提示9q末端可能存在一个或几个与鳞状细胞癌相关的TSG。D9S303(9q13～22.3)与PTCH相重叠，D9S753(9q22.1～22.3)与PTCH基因紧密相邻，所以两位点的丢失情况可能反映PTCH基因的作用。PTCH(the human homologue of the Drosophla segment polarity gene patched)基因定位于9q22.3，已经被证明是痣样基底细胞癌综合征和散发的基底细胞癌的TSG。Maesawa et al.[18]研究结果提示在部分ESCC中,PTCH基因可能通过突变和LOH双重打击机制而失活。DEC1(deleted in esophageal cancer 1)和DBCCR1(deleted in bladder cancer chromosome region candidate 1)是另外的侯选基因。Mori et al.[19]研究发现9q22区域在食管癌不典型增生和癌组织中都存在LOH，提示9q22区域的改变与食管癌的发生发展相关，但与其早期启动阶段关系不大。Suzuki et al.[20]进一步研究提出在9q存在一些并非PTCH的其它TSG参与了ESCC的发生发展。Lichun et al.[17]对食管癌的研究也在9q13～22.3区域观察到高发的缺失(>42.9%)，其中的D9S1812(9q22.1)位点在高分化和中分化肿瘤中存在显著差异。Miura et al.[21]对37例食管癌患者9q31～34.1上的14个微卫星标记进行LOH的检测，发现81%(30/37)的患者存在一个或多个标记的丢失，并且认为D9S262至D9S154之间的区域(9q31～32)为常见缺失区域。Mori et al.[19]的研究发现9q31在不典型增生中都存在频繁的LOH，提示9q31和食管癌的早期发生有关。Lichun et al.[17]也报道在食管癌9q34区域观察到高发的缺失(>42.9%)。DEC1基因是最近几年新发现的与食管癌关系密切的候选TSG，有关该基因的详细报道较少，Nishiwaki et al.[22]通过LOH检测和RT-PCR分析食管癌的9q32区域，发现该区域的LOH率很高，并且DEC1基因的cDNA可以抑制某些食管癌细胞系的生长，提示DEC1基因的分子改变可能和食管癌的恶性生长有关。

　　4 需进一步深入的研究

　　食管癌的LOH研究技术已基本成熟,某些位点已证实确与食管癌的发生发展存在一定的关系，但由于一些客观原因,研究还没达到预期目的,未来的研究应更深入：①进一步扩大样本量,研究与临床资料的相关性,为临床早期诊断、治疗和预防积累资料。②扩大9号染色体上位点的数目，掌握更全面的杂合性丢失资料。③希望对9号染色体上多位点之间的相关性进行研究。④通过LOH可比较食管癌家族史与非家族史、肿瘤发展各阶段、不同分化程度肿瘤、各致病因素以及继发性肿瘤与原发性肿瘤之间的关系。

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