舌癌中抑癌基因及其表达的研究进展

作者：万长青综述 廖贵清审校    作者单位：中山大学光华口腔医学院·附属口腔医院口腔颌面外科 广东 广州 510055 【摘要】  在舌癌发展中一些抑癌基因发生不断累积的变异，同时这些基因表达的蛋白也发生了改变。抑癌基因和表达蛋白的测定对舌癌的临床治疗有重要意义。本文阐述了舌癌中抑癌基因及其相关表达的研究进展。

【关键词】  抑癌基因； 基因表达； 舌癌

Tumor supressor genes and expressions in carcinoma of tongue  WAN Chang-qing, LIAO Gui-qing. （Dept. of Oral and Maxillofacial Surgery, Guanghua College of Stomatology, Sun Yat-Sen University, Guangzhou 510055, China）

    [Abstract]  The development of tongue carcinoma has series accumulated changes of many tumor suppressor genes. Simultaneously, these gene expressions have changed too. The investigation of these tumor suppressor genes and the changed expressions of tumor supressor gene proteins are significantly contributed to the effect of clinical therapy. This article focused on the investigated advancement of these tumor supressor genes and expressions in squamous cell carcinoma of the tongue.

    [Key words]  tumor suppressor gene； gene expression； tongue carcinoma

    在舌癌研究中，有许多抑癌基因方面的报道，如p53、Rb、p16、p21、p27等。随着社会发展，人类对癌症的预防越来越重视。然而研究发现，舌癌发病率有逐步增高的趋势，发病人群倾向年轻化[1]。因此，舌癌发生和发展的分子机制成为了研究热点之一。其中，细胞分裂和分化的调控是核心问题，抑癌基因的研究为全面、深入地阐明这个核心起了十分重要的作用。本文就目前国内外报道的舌癌中抑癌基因（不包括肿瘤转移抑制基因）及表达蛋白的研究作一综述。

    1  p53抑癌基因家族 

    p53基因是研究最为广泛、深入且公认的抑癌基因之一。p63基因、p73基因与p53基因在结构和功能上都有很高的同源性，被认为是p53基因家族的新成员。

    1.1  p53基因  　

    p53基因定位于人染色体17p13.1区带，由11个外显子组成，编码393个氨基酸的蛋白。P53蛋白可分为野生型和突变型：野生型P53蛋白与细胞周期蛋白-细胞周期素依赖性激酶复合物结合，通过抑制复合物的功能，使细胞周期无法完成由G1期向S期的转变，使细胞停滞于G1期，从而起到对细胞周期进行负性调控，抑制异常细胞的过度增殖；突变型P53蛋白则失去对细胞生长的调节作用，可促进细胞的恶性转化，具有癌基因的功能，使肿瘤细胞大量增殖，编码蛋白半衰期显著延长，在细胞内蓄积呈过度表达[2]。

    常规免疫组化显示P53蛋白表达阳性的肿瘤，一般都意味着该肿瘤P53蛋白过量表达并已发生p53基因突变。如张英怀等[3]研究发现，舌癌组织P53蛋白阳性率达46.9%。Zhang等[4]在研究中发现，转染了p53Val135/WT和p53WT/WT基因的小鼠被4-硝基喹啉-1-氧化物（4-nitroquinoline 1-oxide，4NQO）诱导形成的肿瘤有显著差异，证明了存在野生型p53基因及蛋白表达时机体比存在突变型p53基因时不易诱发肿瘤，也间接说明p53基因具有一定抑制肿瘤形成的作用。p53基因突变及其表达可作为评价口腔恶性肿瘤发生发展过程中的重要指标，对其进行深入研究具有重要的防治意义。

    1.2  p63基因

    p63（也称p51）基因，位于人染色体3q27～28区带，编码含448个氨基酸残基的蛋白。p63基因通过2种启动子转录的蛋白质在基因表达和细胞凋亡中发挥不同作用。截短的P63蛋白可拮抗P53蛋白的功能，而全长的P63蛋白可协同P53蛋白的功能。关于p63基因具体抑癌机制还有待进一步的研究。

    近年来国内外关于p63基因及蛋白的研究报道较多，但舌癌中p63基因报道相对较少。de Oliveira等[5]对大量口腔鳞癌的研究中发现，P63蛋白表达的阳性率高达87.8%，通过多变量分析后认为，P63蛋白表达与临床病理分型参数无关，可能是鳞状上皮源性肿瘤的标志物。

    1.3  p73基因

    p73基因位于人染色体1p36区带，其mRNA前体有2种，对应的蛋白分别为P73α和P73β。p73α基因有14个外显子，编码636个氨基酸残基的蛋白。p73β基因有12个外显子，编码499个氨基酸残基的蛋白。P73蛋白能够抑制细胞生长，促进凋亡，但具体机制尚不明确。

    杨亦萍等[6]的研究结果显示，P73蛋白表达量与舌鳞癌临床分期、肿瘤细胞侵袭方式和区域淋巴结转移呈正相关，说明P73蛋白高表达的肿瘤组织比P73蛋白低表达或不表达的肿瘤组织具有更高的侵袭性。

    2  Rb基因 

    Rb基因是首个被克隆的抑癌基因，定位于人染色体13q14区带，全长200 kb，含27个外显子，26个内含子，编码由928个氨基酸组成的核内磷酸化蛋白。Rb蛋白的抑制作用主要是通过抑制一系列能够导致正常细胞发生恶性转化的癌基因转录来实现的。其中转录因子E2F是Rb/E2F通路中调控细胞有丝分裂的重要因子，是Rb蛋白转录抑制作用重要的中间环节。

    E2F-1在肿瘤发生过程中具有致癌和抑癌的双重作用，既能促进胃癌细胞增殖，也能促进膀胱癌细胞的凋亡。Kwong等[7]发现，在舌鳞癌中E2F-1高表达与高的总生存率及无瘤生存率相关。Niwa等[8]在4NQO诱导鼠的舌癌模型研究中发现，与癌前病损相比舌癌中的Rb蛋白表达明显下降。

    3  INK4基因家族 

    细胞周期蛋白依赖性激酶4（inhibitor of cy-clin-dependent kinase 4，INK4）基因家族是细胞周期依赖性激酶抑制分子大家族之一，包括了p16INK4a、p15INK4b、p18基因等，表达蛋白具有周期依赖性表达模式和特异性抑制细胞周期素依赖性激酶（cyclin-dependent kinase，CDK）4/6的激酶活性，并参与某些组织细胞的分化和增殖的调控。

    3.1  INK4a/ARF基因 

    细胞周期蛋白依赖性激酶4a/可变读码框（inhibitor of cyclin-dependent kinase 4a/alterna-tive reading frame，INK4a/ARF）基因是近年来研究比较多的抑癌基因，其定位于人染色体9p21区带，编码2种不同的抑癌蛋白，分别为P16INK4a和p14ARF，前者由外显子1α、2和3编码，后者由外显子1β、2 和3编码。p14ARF和p16INK4a基因拥有相同的外显子2和3，但其阅读框架不同。P16蛋白主要通过经典的p16-cyclin D/CDK4/CDK6-Rb途径，即通过P16蛋白与D型细胞周期蛋白竞争性结合CDK4/6，抑制CDK4/6复合物形成，使抑癌蛋白Rb保持去磷酸化状态而与转录活化因子E2F结合，阻止细胞通过G1期到S期调控点而滞留在G1期，从而抑制细胞的增殖。如果P16蛋白不能正常表达时，CDK4可使Rb蛋白磷酸化，进而调节转录因子E2F的释放，导致细胞周期延长。p14ARF基因的表达蛋白与肿瘤基因Mdm2表达产物相互作用而提高功能性P53蛋白的水平，但其抑癌机制比较复杂，可能是通过ARF-Mdm2-p53途径调控细胞周期。

    在舌癌中P16蛋白表达是普通遗传分子事件。Bova等[9]运用免疫组化和统计分析研究了148例舌鳞癌患者后得出，P16蛋白低表达能独立预测舌癌预后且能较早预测舌癌的复发，并推测该蛋白的测定能作为提高诊断和选择优良治疗方式的实用临床检测手段。Weinberger等[10]研究认为，P16蛋白过分表达与临床TNM分期和组织病理分期有关，故检测P16蛋白的表达对提高预后和减少复发具有重要指导意义。目前在舌癌中p14ARF基因及蛋白的研究报道较少。Kwong等[11]在研究了140例舌癌患者的报道后指出，P14ARF蛋白可作为独立评估舌癌预后的生物指标，能对舌癌复发及生存率作预测。

    3.2  MTS2基因

    MTS2基因即p15INK4基因，定位于人染色体9p21区带，全长560 kb，编码137个氨基酸的胞浆蛋白。MTS2基因组DNA与p16（也称MTS1）的基因组DNA相连，两者在结构上高度同源、生化特性和功能相似，并被发现在多种人类原发性肿瘤中单独或同时异常表达。Ogawa等[12]对4NQO诱发鼠的舌癌及p15基因分析后认为，在抑癌基因启动子区发生的甲基化和杂合性丢失等积累，对舌癌的发生和发展起着重要作用。

    4  CIP/KIP基因家族 

    CIP/KIP基因家族也是细胞周期蛋白依赖性激酶抑制分子大家族之一，包括p21、p27基因等，其在结构上部分同源，能抑制多种CDK的活性。

    4.1  p21基因 

    p21基因定位于人染色体6q21.2区带，全长85 kb，有3个外显子，编码164个氨基酸残基的蛋白。在细胞周期中，如DNA损伤发生在Gl期，P21蛋白可通过抑制CDK的活性而阻碍细胞进入S期。如DNA损伤发生在S期，则P21蛋白可通过使增殖细胞核抗原（proliferating cell nuclearantigen，PCNA）失活而停止DNA的合成，从而使细胞修复。P21蛋白表达减弱或消失可能使抑制细胞增殖作用减弱，或细胞正常增生转变为增生分化不良。

    Gonzalez-Moles等[13]在研究54例舌癌患者中发现，在正常细胞中P21蛋白表达仅位于上皮的基底细胞层，而肿瘤细胞以及紧邻肿瘤组织的正常细胞都没有P21蛋白的表达，故推测P21蛋白表达改变是早期出现的常见分子事件。

    4.2  p27基因

    p27基因位于人染色体的12p13区带，其cDNA编码198个氨基酸残基的多肽。P27蛋白的结构和功能与P21蛋白和P57蛋白有许多相似之处，主要通过对CDK的抑制，阻断G1到S期的转换。

    P27蛋白表达异常与肿瘤的发生和发展密切相关。Choi等[14]发现，P27蛋白主要表达在分化较好的细胞癌巢，即组织分化程度越低，P27蛋白表达下降越明显。其研究还发现，P27蛋白的表达与P21、P53蛋白的表达有明显负相关性，故认为对P27和P21蛋白表达水平的分析对评测舌癌进程以及预后有一定帮助。

    5  PTEN基因  

    PTEN基因定位于人染色体10q23.3区带，全长200 kb，由9个外显子和8个内含子组成，编码403个氨基酸组成的蛋白质，具有磷酸酯酶活性。PTEN蛋白可拮抗酪氨酸激酶等磷酸化酶活性，可通过特异性使三磷酸肌醇的第3位磷酸去磷酸化进而达到对细胞分化增殖的控制；还可通过其脂质磷酸酶活性调节局灶聚集黏附激酶（focal adhesion kinase，FAK），从而抑制肿瘤的转移和侵袭能力。

    Lee等[15]发现，PTEN蛋白表达缺失在舌鳞癌中较常见，运用免疫组化的方法研究了41例舌鳞癌标本，结果有29%的标本PTEN蛋白表达为阴性，而正常组织中均有PTEN蛋白的表达，且通过随访发现，PTEN蛋白表达缺失者无论是总生存时间还是无瘤生存时间都比表达阳性者短，故推断PTEN蛋白表达与舌癌预后相关。

    6  FHIT基因 

    FHIT基因定位于人染色体3p14.2区带，含10个外显子，编码147个氨基酸的蛋白。该蛋白能催化Ap3A的水解反应，使Ap3A水平下降。当FHIT蛋白表达下降时，Ap3A水平升高，促使肿瘤发生和发展，故FHIT蛋白起着抑癌作用。FHIT蛋白还可与其底物结合，通过FHIT底物复合物产生抑癌作用。

    在研究舌癌发生和发展过程中，Guerin等[16]发现，在正常鳞状上皮中FHIT蛋白表现为强阳性，特别是棘层和角质层，基底层及基底层旁的细胞为阴性或低表达。而癌细胞区域FHIT表达有一定改变，其中68%的FHIT蛋白表达丧失，故认为FHIT蛋白表达改变在舌癌中较常见，推测其在肿瘤的发生和发展中起重要作用，且FHIT蛋白表达能作为对患者不良预后评测的指标之一。Kujan等[17]研究后认为，FHIT蛋白失活发生在肿瘤发生的早期，可作为口腔癌前病损发展中的分子标记。

    7  APC基因 

    APC基因位于人染色体5q21～22区带，含有21个外显子，编码含有2 843个氨基酸的蛋白，目前对其机制尚不十分清楚。

    Tsuchiya等[18]发现，口腔鳞状上皮癌化过程与细胞内局部APC蛋白表达水平改变有一定联系，但对于APC基因是否发生突变及突变是否与癌化有关不能确定。

    8  结束语

    总之，舌癌的形成是多因素、多阶段、多基因变异不断累积的过程，且抑癌基因作用机制之间存在着许多相互联系。目前对这些抑癌基因的作用机制以及如何相互关联的认识尚浅，有待进一步深入。有许多已证实并被克隆的抑癌基因尚未在舌癌研究中报道，也需要进一步研究。随着对抑癌基因的了解越来越多，当其作用机制清晰明了后，成功运用基因治疗恶性肿瘤就指日可待，同时基因治疗也将为舌癌的治疗带来全面革新。

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