端粒酶与喉癌研究进展

1、端粒酶与喉癌研究进展王洪波 蒋丽艳(潍坊医学院附属益都中心医院 山东潍坊262500 )【摘要】端粒酶是维持染色体端粒长度和功能稳定的重要物质，在肿瘤发牛发 展中具有重要作用及功能。因此，端粒酶与肿瘤的关系日益受到重视。近年来大 量研究资料表明，喉肿瘤中有端粒酶的表达，并在不同时期有不同程度的表达, 端粒酶有可能成为喉肿瘤早期诊断的标志物。木文就端粒酶结构、功能及其与喉 癌的相关性研究作一简要综述。【关键词】端粒酶喉癌【中图分类号】r73-3【文献标识码】a【文章编号】2095-1752(2012) 23-0083-021.端粒与端粒酶的结构与功能端粒(telomere)是真核细胞染色体末端重

2、复排列的核昔酸5’- ttaggg- 3’序列，它能防止染色体发生降解、端端融合、重组和丢失，并 能在端粒酶的作用下自我复制，在染色体的稳定中发挥重要作用。在正常情况下, 细胞每分裂1次，端粒会丢失50150个碱基对，随着细胞分裂次数的增加，端 粒会逐渐缩短并最终导致细胞停止分裂而死亡。许多肿瘤细胞能激活端粒酶而阻 止端粒的缩短，从而使细胞获得了重新分裂能力。端粒酶(telomerase)是一种核糖核蛋白复合物，能以自身携带的rna 为模板合成端粒dna的富g链的dna碱基对。人类端粒酶rna有445个核昔 酸，模板区为5’-cuaa

3、cccuaac-3’lo端粒酶3部分组成，包扌舌人 端粒酶 rna (human telomerase rna,htr),端粒酶相关蛋白质(telomerase associated proteinl,tpl/tlpl)以及人端粒酶催化亚单位(human telomerase reverse transcriptase,htert)o端粒酶的功能是合成染色体末端的端粒，防止端粒 在细胞分裂后缩短。端粒酶能够识别端粒序列中富含鸟瞟吟(g的链，以自身所 含的rna为模板，起逆转录酶作用，将端粒重复片段及蛋白质加到dna的3’末端，使端粒在细胞分裂后仍然维持一

4、定的长度。2 端粒酶活性的调节在人体胚胎形成后，生殖细胞能表达高水平的端粒酶，但人多数的体细 胞则端粒酶表达阴性；淋巴细胞和再生组织中的增生性细胞有端粒酶活性，但这 些细胞与端粒酶阴性的正常体腔细胞相比，其在分裂过程中仍然有一定程度的端 粒的缩短。随着细胞分裂次数的增加，端粒酶阳性的细胞端粒逐渐缩短，以致于 细胞进入死亡期或通过ml和m2期成为永生化细胞。通常，成为永生化的细 胞可通过端粒酶活性调节来完成，但在某些端粒酶阴性的体外模型中，确实还存 在着不依赖端粒酶调节的另一通路。检测这些细胞可以发现，虽然没有端粒酶活 性的表达，但这些细胞均有较长的端粒。在淋巴细胞中处于静止期的淋巴细胞几 乎检

5、测不到端粒酶活性，来源于再生组织中的干细胞也有这种调节端粒酶活性的 能力。人多数人类肿瘤组织都含有端粒酶活性，可能是由于端粒酶重新激活或肿 瘤细胞来源于端粒酶阳性的干细胞，这些端粒酶活性能足以维持肿瘤细胞端粒的 长度。由于端粒酶阳性的肿瘤细胞能自身调节端粒酶的表达，因此这些细胞能在 细胞周期的静止期到细胞的分化或死亡的过程中下调端粒酶的表达。3 端粒酶与喉癌除了生殖细胞、肝细胞和一些分裂吒盛的组织如毛发、表皮、子宫内膜 低表达端粒酶以外，在正常组织端粒酶的表达基本为阴性，然而有研究表明，约 85%的恶性肿瘤细胞端粒酶表达阳性。端粒酶表达阴性的肿瘤组织中，部分肿瘤 细胞中存在端粒延伸替代机制(a

6、lternative lengthening of telomerase , alt) a , 如肾细胞癌、骨肉瘤、卵巢癌、恶性黑色素瘤等。但并非所有端粒酶阴性的肿瘤 细胞均存在alt机制，而kalt机制也可与端粒酶机制并存。端粒酶在正常人 体细胞内的失活和在肿瘤细胞中的重新表达，说明体内存在端粒酶调控机制，这 对于了解人类衰老和肿瘤的发生机制有着重要的意义。现已证明端粒酶活性与细 胞周期调节因子cyclin di >cyclin e和p16ink4有关，与凋亡基因bcl22 >c2myc p53的调控亦相关。此外，雌激素、孕激素水平以及钙离子的浓度与端粒酶活性 也有一定关系，人类

7、第3号染色体上则可能存在端粒酶抑制基因。由于大多数肿瘤细胞有非常短的调聚物，因此，较正常细胞恶性肿瘤细 胞更倾向于受端粒酶抑制的影响，对恶性肿瘤细胞端粒酶的进一步研究有可能发 现潜在性的抗癌疗法。3.1端粒酶与喉癌的发生细胞无限增殖是恶性肿瘤的发病特征之一，端粒酶再活化阻止了端粒在 细胞循环周期中的缩短问题，端粒酶在喉肿瘤的发生中发挥了重要的作用。 gisselsson等4在体外培养的头颈部恶性肿瘤细胞系中检测到了 htert的表达。 研究发现，在体外培养的角质细胞中，hpve6可使细胞端粒缩短，并通过依赖 p53的某种机制激活端粒酶。端粒酶的激活和e6蛋白与htert启动子作用有关。研究表明

8、，端粒酶再活化与喉肿瘤的发生明显相关。luzar b等 通 过半定量检测140例不同瘤变阶段的喉肿瘤标本端粒酶逆转录酶mrna （htert mrna）后发现，htert mrna的半定量表达随着喉上皮细胞异形程度的升高而 升高，在15例正常'喉粘膜标本中有1例表达htert mrna（7%, htert均数0.02）； 15例超常增生喉粘膜标本中有3例表达（20%, htert均数0.09）； 27例异常超 常增生中有10例表达（37%, htert均数0.18）； 12例非典型增生中有9例表达 （75%, htert均数0.74）； 9例上皮内癌中有8例表达（89%, htert均

9、数1.82）； 62例喉侵袭性鳞状细胞癌中有53例表达（85%, htert均数2.51）。统计分析显 示，随htert mrna表达水平的升高以下两组喉上皮的增生性改变差别有统计学 意义，正常喉粘膜组和异常增生喉粘膜组及喉粘膜非典型增生组和喉鳞状细胞癌 组。端粒酶的再活化发生于喉粘膜细胞瘤变的早期，然而并不能否认其他遗传异 常在瘤变过程中的作用。koscielnys等 通过对手术切除喉鳞癌标本研究也发 现，68%的喉鳞状细胞癌端粒酶表达阳性，而在组织学上瘤细胞阴性的肿瘤切缘 其表达率为58%o3.2端粒酶与喉癌的治疗端粒酶在正常体细胞中不表达，但在恶性肿瘤细胞高表达，因此被认为 是一种广谱的

10、肿瘤标记物。如果将端粒酶作为喉癌基因治疗的靶点，通过多种渠 道封闭端粒酶的表达，从而可能会抑制喉癌细胞的无限增殖。目前，国内外学者已经提出了以端粒酶抑制剂治疗肿瘤的新策略：针 对htr组分抑制剂。扬宪法等利用基因转染技术通过将反义htr导入喉癌细 胞系hep2中，封闭rna模板使端粒酶活性表达降低，能明显阻滞喉癌细胞分 裂增殖诱导细胞凋亡。guiducci等通过诱导htr点突变从而降低端粒酶表达, 也能达到诱导喉癌细胞凋亡的目的。针对端粒酶蛋白组分的抑制剂。研究表明 p53为强有力htert抑制剂。而pkc能介导tlp1和htert的磷酸化而激活端粒 酶，因此用pkc调节剂和pkcz亚型可对端

11、粒酶活性进行调节。其他。逆转录 酶抑制剂叠氮脱氧胸ff(azidothymidneazt)可抑制端粒酶与核酸的结合位点来抑 制端粒酶活性。二甲基亚m(dimethylsulphoxidedmso)为g0/g1期阻断剂，能可 逆地抑制端粒酶活性。端粒酶抑制剂较传统抗肿瘤药物毒性小，并口可清除有增殖潜能的肿瘤 细胞和手术或放疗后残留的微小病灶，有广阔的发展前景，但迄今为止还都停留 在体外细胞和动物模型上，其抗肿瘤的临床疗效仅在推论之中，同时也应看到, 在人类生殖细胞、造血干细胞和一些分裂旺盛的组织中也有低度端粒酶表达，以 端粒酶为靶点的抗肿瘤治疗可能会给这些细胞造成毒副反应。最近研究还表明, 端粒

12、酶抑制剂导致端粒缩短，除使晚期肿瘤生长缓慢之外，还有可能造成新的基 因不稳定而选择生成恶性程度更高的亚克隆肿瘤细胞，这也预示临床应用端粒酶 抑制剂将更加谨慎。但这并不能否定该领域在抗癌治疗中的作用，对该领域的进 一步研究有可能产生新的可应用于临床的抗癌疗法。3.3端粒酶与喉癌的预后虽然，端粒酶再活化在喉癌瘤变过程中发挥了重要作用，国内亦有学者 研究认为端粒酶活性可以作为喉癌病人预后指标9,10,但国外有许多学者对此 表示怀疑，认为端粒酶活性与喉癌病人预后意义不大。为了确定htert mrna的相对量与传统肿瘤临床预后参数如肿瘤部位、 大小、分级、局部淋巴结转移和生存率的关系，luzar b等1

13、1半定量分析了 56 例喉癌和下咽癌病人的肿瘤切除标本(喉癌40例，下咽癌16例)，研究后发现， htertmrna的表达量与肿瘤大小、局部淋巴结转移和喉癌、下咽癌病人生存率 无相关性，其他一些遗传异常而不是端粒酶再活化影响病人的生存率。koscielny s等12通过对80例口腔、口咽、喉咽及喉癌的前瞻性研究发现，75%的瘤组织 端粒酶活性表达不依赖于肿瘤部位，已知的与恶性肿瘤预后有关的参数与瘤组织 中端粒酶的表达率无相关性，同样，端粒酶的再活化也不影响头颈部鳞状细胞癌 病人的生存率，只有瘤组织端粒酶阳性表达病人的淋巴结转移灶数量较端粒酶表 达阴性者有稍高倾向，但该倾向有无临床意义需要做进一

14、步的扩大研究。curran aj等13利用端粒扩增法(trap)检测了 20例喉癌病人及20例正常喉粘膜标 本端粒酶的表达活性，进而研究其与传统恶性肿瘤预后参数的相关性后发现，20 例喉癌样本中有17例(85%)端粒酶表达阳性,20例正常喉粘膜样本中有4例 (20%)端粒酶表达阳性，端粒酶表达与喉粘膜细胞恶变明显相关，然而，与肿 瘤分级、分期及部位相关性无统计学意义。综上所述，端粒酶表达与喉癌发生发展密切相关，端粒酶在喉癌发生早 期发挥了重要作用，与传统肿瘤预后参数相比，现有的很多研究表明，端粒酶再 活化与喉癌病人的预后关系不大，这可能是由于影响病人预后的因素广泛导致的, 如其他系统的功能以及

15、心理因素等，因此有必要对其设计更多的前瞻性研究。此 外，以封闭端粒酶活性作为喉癌治疗靶目标策略的有效性和安全性也需要进一步 探讨，如能切实可行的应用于临床,必将揭开肿瘤治疗的新篇章。对端粒酶结构、 功能及其在喉癌发生发展过程中的作用机制进行深入研究对喉癌的早期诊断和 治疗具有重要意义。参考文献1 blackburn e h. structure and function of telomeres .nature,1991, 350:569-573 .2 rhyum s. cancer inst, 1995, 87: 884894.3 mccaul ja,gordon ke, clark u,

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