BRCA1与乳腺癌的研究进展

1、brca1与乳腺癌的研究进展rca1基因组dna长约lookb,编码区5711bp,共有24个外显 子和22个内含子。因此brcai基因共有22个编码外显子，编码 1863个氨基酸序列的蛋白质。对家族性乳腺癌的调查结果表明，携 带有恶变倾向基因的个体，他们的brca1等位基因均异常。关键词：乳腺癌，brca1,基因乳腺癌是女性常见的恶性肿瘤，严重威胁着女性的健康。全世界 每年约有一百万妇女患有乳腺癌。在世界上我国虽属女性乳腺癌的低 发国，但近年来乳腺癌的发病率明显增高，居女性恶性肿瘤中的第二 位。乳腺癌易感基因(breastcancer susceptibility gene1 ,brca1)

2、是20世纪90年代发现的与家族遗传性乳腺癌和卵巢 癌密切相关的抑癌基因。近年來，大量研究表明brca1基因结构、 功能的异常与约80%的遗传性乳腺癌和部分散发性乳腺癌的发生有 着密切的关系。该基因作为-种抑癌基因，不仅能抑制细胞生长，还 参与细胞周期调控、基因转录调节、dna损伤修复及凋亡等重要细 胞活动，在维持基因稳定性中起重要作用2o因此，对brca1 基因的研究已经成为乳腺癌研究领域的热点z-o1 brca1基因的结构及功能1.1 brca1基因的定位及结构1990年hall等对23个乳腺癌家族进行基因连锁分析，发现 约40%的家族与d17s74连锁，将这一与家族性乳腺癌有关的易感 基因

3、定位于17q21引。narod等调查了 5个大的遗传性乳腺癌 或卵巢癌家族，验证了 hall等的发现并提出该基因亦是遗传性卵巢 癌的易感基因4) o 1994年，miki等成功的克隆了这个基因并将 其命名为brcalobrca1基因组dna长约lookb,编码区5711bp,共有24 个外显子和22个内含子。在这24个外显子屮，exonl 1不参与蛋 白质的编码，exon4编码alu重复序列，该重复序列在部分转录物 中不存在。因此，brcai基因共有22个编码外显了，编码1863 个氨基酸序列的蛋白质。brca 1蛋白的氨基末端带有个环指结构域，该环指结构域能 与 atf1、brca 1 相关

4、的环状蛋白(brcal-associated ring domainprotein,bardl) > bap1和e2f1基因相互作用，从而使 brca1产生同源二聚体或与bardl产生异源二聚体;该蛋口质的中 段带有一个核定位信号序列(nuclear localization signal, nls), 能与核转运信号受体的a亚单位结合，发挥引导brca1蛋白进入细 胞核内的作用，也是与多种基因蛋白如c-myc> prb、p53和dna 损伤修复蛋白rad50或rad51结合的位点；其竣基端带有两个串 联重复的 brct单元(brca1 carboxyl terminus moti

5、fs) (5), 该结构域参与转录激活,与转录因子或转录调节蛋白(如ctlp、p300、 p53、brca2及bach1 、rna聚合酶ii和rna解旋酶等） 相互作用，发挥转录调节作用。两个brct交界处能够形成一个疏 水沟，从而识别磷酸化的丝氨酸、苏氨酸和苯丙氨酸等，这区域常 在乳腺癌屮发生突变（刀。1.2 brca1蛋白的功能brca1是一个受细胞周期调节的核磷酸蛋口，正常情况下brca1蛋白可以与细胞周期蛋白依赖的蛋白激酶及细胞周期蛋白a、d结合，随着细胞周期的时相变化而表现出磷酸化和去磷酸化两 种状态的变换：从g1末期开始，brca1受到高度磷酸化，表达增 加，到s期表达最高，m末期

6、短暂的去磷酸化，因此，brca1对维 持细胞周期的正常进行起着一定的作用。免费论文。当dna损伤时, brca1作为一种负调控因子，参与细胞周期检验点的调控。研究发 现dna损伤后brca1蛋白受mdc1（dna损伤检控点调节蛋白 1）的调节，在损伤部位聚集和磷酸化，从而调控细胞周期s期和 g2/m期检控点，引起细胞周期停滞8o同时brca 1还具有转 录活化和转录抑制双重作用，其n-端的锌指结构具有dna结合功 能，c-端的''酸性集团"具有反向激活功能，在转录过程中具有重要的 调控作用。由此可以看岀，野生型brca1编码的蛋白在细胞周期调 控、dna损伤修复、基因

7、转录调节以及诱导肿瘤细胞凋亡方面都发 挥着重要的作用（9） o最近还发现brca 1对乳腺上皮细胞有诱导 分化的作用。但是当brca 1发生突变吋，上述功能不但会丧失，同 时突变的brca1还可能通过阻断野生型brca1的正常生理功能而 大大增加患肿瘤的可能性(10) o2 brca1基因突变与乳腺癌正常brca1基因编码的蛋口质对肿瘤的生长起抑制作用。若两 个brca1的等位基因由于遗传或后天的原因均发生了导致其基因产 物功能丧失或降低的突变，就完成了恶变。对家族性乳腺癌的调查结 果表明，携带有恶变倾向基因的个体，他们的brca1等位基因均异 常。brca1是一个很大的基因，可发生多形式多位

8、点的基因突变。 到目前为止，已确定了 600多种brca1的种系突变，这些突变没 有明显的突变热点，而是分布于brca1整个编码区域(11，大 多数为缺失、插入或无义突变，导致出现终止密码了，使蛋口质翻译 来不及完成就被终止，生成截短蛋白(truncated proteins) o此 外，还有错义突变(missensemutation)、内含子或外显子剪切位 点突变(intron/exon splice-sitemutation)以及多态(polymorphism)现象等(12)。而遗传性brca1突变乳腺癌 与其它非遗传性乳腺癌相比较还有诸如ccd1的扩增、her2的扩 增等其它变化。世界各

9、地的遗传性乳腺癌均发现有大量的brca1突 变。但是总的来说，欧美国家遗传性乳腺癌brca1的突变率高于亚 洲国家，而其屮ashkana引犹太人又因为其brca1突变率明显高 于其他种族而备受关注(1引。3 brca1与乳腺癌相关因素的研究3.1 brca1与雌激索笛体类激素如雌激素和孕激素是调节正常乳腺组织发育的重要 内分泌因素，同时也在诱导乳腺癌变中发挥重要作用。當体类激素通 过相应的受体介导对其靶细胞进行作用，靶器官细胞内的雌激素受体 蛋白与雌激素结合形成激素受体复合物，与特异性雌激素反应元件 (estrogenresponse element, ere)结合污i起 dna 构象改变，

10、活化启动了】从而促进转录，下游靶基因被启动表达，转录特定基因信 息而合成蛋白质。近年来的研究发现brca1与雌激素以及雌激素受体有着密切关 系。类固醇激素(包括雌激素和孕激素)与胚胎时期的乳腺小叶发育 有关。laud (14等利用northemblot和原位杂交技术发现乳腺 上皮细胞brca1的mrna水平在妊娠第二阶段(70112d)明显 上调而在妊娠末期却显著降低。brca1 mrna表达的增加止是伴 随着乳腺小叶的快速生长。利用rt-pcr还发现与雌激素和孕激素 相关的生长激素诱导了埃维人(ewe)乳腺brca1 mrna表达水 平的提高，而且还在埃维人乳腺细胞的原代培养中利用雌激素、孕

11、激 素诱导了 brca1的表达。对于雌激素受体表达阳性的mcf-7以及 bt20t人类乳腺癌细胞的研究指出雌激素的消耗能够显著的降低brca1 mrna的表达，并且当用雌激素处理后brca1 mrna的 表达再次上调(15,16) o这些结果均表明brca 1在乳腺上皮细胞 增殖过程中，受到了雌激素和孕激素的调节。另一方面，发现brca1 基因在乳腺癌细胞中可以抑制雌激素受体的转录活性。免费论文。因 此丿brca1的乳腺癌相关突变则可以消除或者减弱其抑制雌激索受 体活性的能力，而且发现brca1蛋白的n末端与o末端与这种抑制 有关。fan1刀 等将brca1转染到不含内源性功能性brca1 的

12、ncc117乳腺癌细胞中，发现brca1阻断了两个内源性雌激素相 关产物（ps2与组织蛋白酶d）的表达。通过定位研究发现,brca1氨 基末端（1-300）与雌激素保守的c-末端功能结构域（af-2）具有非依 赖性作用。而且八儿个带有n-末端且同吋包含er-a结合区域的截短 brca1蛋白可以阻断全长brca1蛋白对er-a活性的抑制作用. 证明brca1的n末端与er-a相作用。其它报道也证实brca1 通过雌激素反应增强元件抑制er-a的信号通路，阻断er-a的af-2 功能结构域的转录活性。这些结果说明野生型brca1可抑制与乳腺 上皮细胞增殖有关的雌激素依赖转录途径，而它的缺失将可能导

13、致肿 瘤的发生18）。同时'研究者们还发现brca1与er-a不但相互 影响，而且还可以协同作用共同调节下游基因（如vegf基因）为 brca1与雌激素受体的相关研究提供了新的领域（19。3.2 brca1与抑癌基因p53在细胞周期进程中，肿瘤抑制基因p53参与基因的转录调节。brca1基因作为p53的转录辅激活子，其基因片段上含有一个与 p53相互作用的结构域，其表达受到p53基因的调节。磷酸化的 brca1能够与p53协同作用，激活p53介导的信号转导通路，从 而阻滞细胞周期于g2/m期，抑制细胞增殖。人量研究表明，p53 与带有brca1突变的乳腺癌相关。首先，在带有brca1突

14、变的癌 症患者中大多数同时发生了 p53的突变20）。其次，brca1能 够加强p53调节的转录（21）,研究发现当细胞转染突变的brca1, 则抑制p53调节的应答基因的转录22o在散发性乳腺癌病例中 当p53发生突变则能够发现brca1表达的下调。这也提示brca1 基因的功能与p53有关。而p53也能反过来抑制brca1的表达，借 此达到稳定自身的作用（2引。3.3 brca1与其他相关蛋口除了 p53夕卜，其他的一些与brca1相互作用的蛋白也相继被 确认，包括c-myc,bap-l（24）以及rb1 （25等。致癌基因c-myc 与乳腺癌的癌变密切相关，它是g1期首先激活的蛋白之，并

15、且它 的活化能够激活在细胞周期中起重要作用的一系列蛋白。已有研究表 明brca1能够下调c-myc的活性24）。brca1还可与c-myc 结合。抑制c-myc对端粒酶反转录酶（htert）的转录调节26）。bap-1能与brca1相互作用，有研究证实bap-1至少在乳腺癌细 胞屮能够增强由brca 1调节的生长抑制（2刀。rb1等位基因的 一个遗传性的突变将导致眼癌或者骨肉瘤癌，并能造成对其他癌症的 敏感。近來有报道称rb1基因的产物rb能够调节brca1基因（25o brca1同样也能够调节p21的表达，p21是周期蛋白依 赖性抑制剂（cdki）家族成员，它通过抑制周期蛋白/cdk的激酶 活性，使细胞周期受阻，抑制细胞的生长。brca1能直接激活p21（21和gadd45的转录28），而不依赖于p53参与。p27具有 与p21相似的活性，参与细胞的增殖和分化。brca1可以直接激活 p27启动子的转录29）。cav-1是caveolae的标志蛋白，能够 调节包括g蛋白，mapk信号通路蛋白等多种信号分子的活性，并 且已证实与乳腺癌的发生密切相关。haim30等研究发现在人类 乳腺癌细胞中cav-1能够激活brca1启动子从而提高brca1蛋 白以及mrna的表达水平，并且cav-1能够调节brca1的定位。4展