DNA甲基化异常与胃癌研究进展.doc

DNA甲基化异常与胃癌研究进展摘要：胃癌的早期诊断和治疗一直是研究的重点内容。胃癌的发生和发展是许多癌基因、抑癌基因结构和功能异常事件逐步累积和协同作用的结果，同时受到DNA突变和表观遗传修饰的双重调控。本文对近年来对DNA 甲基化异常与胃癌的研究做一综述。关键词: DNA 甲基化;胃癌; 进展多基因异常表达可导致胃癌的发生1。近年来的研究表明, 基因启动子区域 CpG岛异常甲基化在其失活中起到重要的作用, 抑癌基因启动子区 CpG岛出现异常甲基化导致其转录抑制、表达下调或缺失, 从而诱导了肿瘤的发生。甲基化可以作为肿瘤特异性标志物在肿瘤的诊断、预防以及治疗方面发挥一定的作用。1. DNA甲基化异常DNA甲基化（DNA methylation）就是在DNA上在DNA甲基转移酶的催化下添加甲基基团的一种化学修饰，其提供甲基的氨基酸为甲硫氨酸，被甲基化的部位为胞嘧啶的5位碳原子上。并不改变DNA序列和遗传密码,具有可逆性,在基因转录调节中发挥重要作用, 被认为是基因调控的表观遗传机制之一。甲基化通过两种机制参与转录调控2：1.DNA甲基化直接干扰了特异性结合蛋白与该识别序列的结合2.组蛋白去乙酰化酶或组蛋白甲基化转移酶与甲基化位点上的结合蛋白形成牢固 、紧缩的核小体结构，间接的抑制基因的表达。DNA 甲基化可以抑制基因表达，DNA 异常甲基化表现为高甲基化和低甲基化。在肿瘤组织中，基因异常甲基化主要表现为某些特殊基因高甲基化和全基因组整体低甲基化。2 . DNA甲基化异常与胃癌许多癌相关基因的甲基化存在于胃癌组织中,表明其甲基化与胃癌发生、发展密切相关, 参与胃癌变机制。2.1 miRNA研究检测3胃癌和正常组织中miRNA-34b/c基因启动子区的甲基化水平发现，胃癌组织中MIRNA-34b/c基因启动子区高甲基化，且与正常组织相比有显著性差异，胃癌组织中MIRNA-34b/c基因的高甲基化水平有无淋巴结转移存在相关性，与肿瘤的分化程度、临床分期、肿瘤组织学类型、及患者的年龄、性别没有相关性。Christ4检测胃癌组织中miRNA-124a基因启动子区甲基化水平，发现胃癌中存在miRNA-124a基因启动子区高甲基化，并且与肿瘤分化程度相关，可能与miRNA-124a在胃癌中低表达有关。此外，研究还发现miRNA-124a基因启动子区甲基化水平与肿瘤分化程度相关，这些可以作为判断预后的一项重要指标。miRNA-124a基因启动子区甲基化水平与淋巴转移情况、肿瘤组织学类型及临床分期没有相关性;与患者的年龄、性别没有相关性。2.2 RASSF1A有学者研究5了31例胃癌标本，36例IM（21例伴胃癌，15例不伴胃癌）和10例正常胃组织标本中的RASSF1A的表达及甲基化程度情况。结果表明，在和IM中可检测到RASSF1A甲基化改变，甲基化基因的中位数分别是3.0和1.4，而正常对照组无甲基化改变。从伴癌的IM的标本中检测到高甲基化程度与癌标本结果相似.说明高甲基化可能是胃癌早期发展中的一个步骤 2.3 p16最近研究表明6：p16基因是个候选肿瘤抑制基因，其基因改变、转录异常和表达丢失与肿瘤的发生发展存在着密切的关系。贾安平等7将已修饰的DNA,分别用甲基化特异性引物和非甲基化特异性引物进行PCR.结果：74例胃癌组织中基因启动子区甲基化阳性为42例，检出率为56.8%，完全甲基化10例。配对正常组织中未发现p16基因甲基化，胃癌组织与正常对照组织基因甲基化检出率比较，差异有统计学意义（p0.05）。统计学分析显示，p16基因甲基化与胃癌患者年龄、性别、肿瘤大小、部位及组织学类型无关（p0.05），与病变的浸润程度、淋巴结转移和远处转移有关（p0.05）。2.4 RUNX3 RUNX3定位于染色体1p36.1，含有2个导读保守的CpG岛，其中一个富含GC启动子CpG岛较大，位于RUNX3启动子P2周围，控制RUNX3基因转录。RUNX3蛋白可与转化生长因子（TGF）-超家族成员共同介导某些重要的生物学效应，其功能可影响TGF-信号的活性，进而在胃癌发生过程中起重要作用。何小兵等8通过对胃癌及胃旁组织中RUNX3基因甲基化与表达情况进行研究，推断RUNX3基因启动子区域的过度甲基化可能是导致该基因转录失活及其表达下调的主要原因，从而与胃癌的发生发展密切相关。2.5 FHIT染色体3p14.2的脆性组氨酸三联体(FHIT)基因是一个候选肿瘤抑制基因，该基因改变、转录异常和表达丢失与肿瘤的发生发展存在着密切的关系9。杨健等10采用甲基化特异性聚合酶链反应(MSP) 对胃癌组织中的 FHIT 基因启动子区甲基化状况进行检测，并与其临床病理特征对比，认为FHIT甲基化参与胃癌的发生发展，且与临床病理有一定关系。FHIT基因甲基化修饰在GC发生发展中起重要作用，可作为反映胃癌侵袭转移的生物学指标之一。2.6 DAPKDAPK是一种死亡蛋白相关激酶，Chan11 等发现在107例胃癌组织中有74例（69.2%）存在 基因的高甲基化而且其甲化水平可以作为预测胃癌患者预后的相关指标。 2.7 E-cadherin钙黏蛋白（E-cadherin）基因是一种肿瘤转移抑制基因，在上皮细胞间起介导同质性黏附及维持组织结构完整性的作用E-cadherin编码基因启动子区域CpG岛发生甲基化导致E-cadherin失活12。姜蕊等13经SssI甲基转移酶修饰的正常人外周血DNA作为异常甲基化的阳性对照,以等量灭菌双蒸水作为阴性对照。PCR反应结束后，取5ul反应产物与0.5ul上样缓冲液混合，3%琼脂糖凝胶电泳并摄像。研究结果发现胃癌组织中 启动E-cadherin子异常甲基化频率为48.1， 明显高于癌旁正常组织中的11.11（p0.05）。E-cadherin基因异常甲基化状态与胃癌临床病理特征有关在中低分化、有淋巴结转移和浸润达浆膜的胃癌组织中E-cadherin基因启动子异常甲基化频率明显高于高分化、无淋巴结转移和浸润深度较浅的胃癌组织（ p均0.05）， 且中晚期胃癌组织中的E-cadherin异常甲基化频率高于早期胃癌组织这（ p均0.05）。提示胃癌组织中E-cadherin基因甲基，化状态可帮助判断胃癌恶性程度进展情况，并可预测患者预后。 2.8 PDCD4PDCD4是一个新发现的与细胞周期及凋亡相关的抑癌基因，定位于人类染色体10P24，所编码的蛋白质全长51.6Kda，469个氨基酸。Yang14等在非恶性转化的鼠上皮细胞系JB6中，通过表达反义PD-CD4RNA使PDCD4蛋白表达下降，发现JB6细胞获得恶性增殖能力；相反，在稳定转染PDCD4的JB6细胞中，PDCD4过表达可抑制细胞的恶性转化，可见PDCD4表达下降可能与恶性肿瘤的发生密切相关。3甲基化异常在临床中的应用3.1胃癌早期诊断指标孙娜等15实验研究结果显示在胃癌组织中,DNMT1的表达后PDCD4mRNA和蛋白表达明显升高，说明DNMT1和PDCD4mRNA蛋白表达呈明显负相关（r=-0.645，P=0.000）,可以推测DNMT1高表达使PDCD4mRNA岛过度甲基化,从而减少PDCD4mRNA蛋白的表达,使其抑癌作用消弱,最终导致胃癌的发生.本研究结果有助于进一步完善胃癌发生过程中的表观遗传修饰理论,为胃癌的诊治提供新的思路。3.2去甲基化与胃癌的治疗 研究结果显示15联合检测DNMT1和PDCD4mRNA蛋白表达可能有助抑制DNMT1，恢复PDCD4mRNA正常表达可能成为治疗胃癌的新靶点。3.3胃癌预后的指标研究表明16，在老年人和青年人中胃癌的组织病理类型有很大差异。老年人胃癌往往伴随Hmlh1基因高甲基化，而且这种类型的胃癌很少发生淋巴结转移，预后较好。这提示甲基化或许可作为胃癌预后判断的一项依据。4 存在的问题尽管胃癌基因甲基化的研究有许多报道，但尚存在许问题。总结有一些几点：研究方法不统一。测定方法的不统一导致统计结果之间缺乏可比性，未能准确评估研究成果。（2）甲基化特异性表达图谱有待确定（3）甲基化药物的特异性位点：甲基化药物缺乏特异性阻断效应，限制了其应用范围，目前临床只用于骨髓增生异常综合征的治疗，胃肠道实体瘤的治疗，尚未得到应用。目前，关于胃癌中基因甲基化与其他表观遗传修饰协同作用的报道较少，通过联合测定DNA甲基化，将为胃癌基因研究提供新的科学论据。参考文献：1TaharaE.Genetic al terationin human gastrointestinal canceJ.Cancer,1995,75(6):1410-1417.2EI-Osta A ,Woffe AP.DNA methylation and histone deacetylation in the control of gene express：basicbiochemistry to hunman devlopment and Disease J.GeneExpr，2000,9（1-2）：63-75.3Selbaeh M，SchwanhausserB，ThierfelderN et al.Wides Preade hanges in Protein Synthesisin duced bymicro RNAsJ.Nature2008:455:58-63.4Christ o Ph Lenger.CANCER :An Unstable LiaisonJ.Seienee，2003，300:442-443.5To KF,Leung WK,Lee TL,er al,Promoter hypermethylation of tumor-related genes in gastric intestinal metaplasia of patinents with and without gastric carcerJ.Tnt J Caneer,2002,102(6):623-628.6Zawacka-Pankau J.Enlightened protein：Fhittumor suppressor pretein structure and function and its role in the toxicity of protorphyrin IX-mediated photodynamic reactionJ.Toxicol Appl Pharcol,2009,241(2):246-252.7贾安平等.胃癌中p16基因甲基化及其与胃癌临床病理特征的关系J. 华夏医学，2011，24（3）：6 254-257. 8何小兵.胃癌及癌旁组织中RUNX3基因甲基化研究及临床意义J.吉林医学，2012，33（2）：227-228.9Zawacka-Pankau J, Ferens B. 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