结直肠癌中抑癌基因ING1的研究进展

1、结直肠癌中抑癌基因ING1的研究进展         10-05-06 11:23:00     作者：刘家旋 陈利生    编辑：studa20【关键词】  结直肠癌 抑癌基因ING1 研究进展肿瘤的发生是一个多基因参与的多步骤的复杂过程，抑癌基因可能是抵御肿瘤发生的重要保护机制。ING1是1996年Garkavtsev等1用正常的乳腺上皮细胞株和8个乳腺癌细胞株分离出的一个新基因。这个基因在正常情况下对细胞生长具有抑制作用

2、;而用反义mRNA可以阻断其作用，促进细胞生长和恶性转化，故命名为生长抑制基因(ING)。利用荧光原位杂交技术(FISH)发现，该基因定位于人类染色体13q3334，其cDNA全长2061bp2。人类ING1基因包含3个外显子(1a,1b和2)和2个内含子，由3个不同启动子区产生4种mRNA 变异体3。其中，p33ING1是主要的翻译产物。p33ING1的表达可抑制细胞生长，调节细胞衰老和诱导细胞凋亡，在细胞周期调节中起负调控作用。在人类许多肿瘤组织中发现存在p33ING1表达降低，并参与部分肿瘤的演进过程。现将最近结直肠癌中抑癌基因ING1的研究进展叙述如下。1 抑癌基因ING1mRNA在结

3、直肠癌中的表达、突变分析及其意义         1.1 研究发现p33ING1蛋白表达与结直肠癌的浸润转移有关。韦建宝等4利用RTPCR技术检测结直肠癌和相应的正常黏膜组织p33ING1mRNA 的表达，发现所有正常肠黏膜中均能检测出ING1mRNA的表达，在Dukes A/B期的病例中的表达强度明显强于C/D期的病例，癌组织和相应的正常黏膜组织相比则表达明显下降，提示ING1mRNA表达水平的降低与结直肠癌的进展有密切关系。ING1mRNA表达的减低与患者的性别、年龄、肿瘤分化程度、肿瘤部位及浸润深度无关，与肿

4、瘤的Dukes分期及淋巴结转移显著相关。ING1mRNA表达随肿瘤Dukes分期趋向越晚，其相对表达强度越低，差异有显著意义(P<0.01)。在有淋巴结转移的结直肠癌中ING1mRNA相对表达强度明显减弱，与无淋巴结转移组比较差异有显著意义(P<0.01)。1.2 ING1在结直肠癌中突变发生率很低，主要是通过表达水平的降低参与结直肠癌的发生发展。Oki等5发现，在HCT116结肠癌细胞系有1处突变，氨基酸序列2处发生改变。12例胃癌细胞中仅2例有沉默突变，但在突变处无氨基酸顺序的改变。Chen等6在31例食管鳞细胞癌(ESCC)中也发现6例有ING1突变，其中4例为错义突变。多数

5、抑癌基因主要通过两个方面失活从而促进肿瘤发生：发生染色体易位或纯合/杂合性缺失; 基因突变。Sarela等7 针对INC1的编码区域设计了四对引物进行PCRSSCP突变分析，结果在29例结直肠癌中未发现ING1的突变。同时Sarela等关于结直肠癌ING1杂合性缺失的研究发现在结直肠癌中仅检测到l7%(5/29)的病例有存在微卫星不稳定性，29例标本中无1例检测到杂合性缺失，说明在结直肠癌ING1的表达下调并非由于染色体位点的缺失。可能存在其他环节引起基因表达水平的下调，比如近年的研究发现基因启动子位点的过度甲基化与抑癌基因的失活有关8 ,如P16INK4、E.Cadherin和BRCA1。1

6、.3 定量ING1mRNA的检测不仅有助于显示肿瘤发展的机制，而且为各种肿瘤治疗的效能提供分子生物学上的证据。LIU Bin等9利用基于分子信标的定量PCR方法检测在不同基因调节下的ING1mRNA的表达，发现经5Fu处理或ING1转染的MCF7细胞系，ING1mRNA表达水平上调;但在ING1正常表达的CNE2细胞系中，经p53 RNA干扰后则其表达被抑制。这结果表明从定量水平对ING1转录的研究可以进一步发现其在肿瘤发生发展中的作用，而且可进一步研究基因表达调节效应的多基因信号通路。2 结直肠癌中p33ING1蛋白的表达及其意义     &

7、#160;   p33ING1与消化道恶性肿瘤发生发展密切相关10。梁君林等11应用免疫组化SP法发现p33ING1蛋白在结直肠癌组织及其相应的正常黏膜组织中均有表达，但p33ING1蛋白表达阳性率显著低于相应的正常黏膜组织(P<0.01)。结直肠癌组织的p33ING1表达与年龄、性别、肿瘤部位、组织类型、细胞分化等因素无关(P>0.05)。而与Dukes分期及淋巴结转移情况有关。ING1在Dukes分期较早的A和B期表达明显高于DukesC和D期(P<0.05)，无淋巴结转移组ING1表达阳性率明显高于有淋巴结转移组。说明Dukes分期较早而无淋巴结转移

8、的病例ING1表达较高。在正常黏膜中p33ING蛋白主要表达于衰老的上皮细胞，提示p33ING1蛋白在结肠细胞生长、衰老过程中发挥调控作用。这些实验结果均提示p33ING1低表达与结直肠癌的发生发展密切相关。这与国内、外在食管癌、乳腺癌等研究报道是一致的6,12,13。3 ING1与P53和细胞凋亡的关系3.1 ING1的功能缺失或突变将导致不合适的细胞生长周期恶性循环、细胞生长失控和细胞凋亡下调，促使恶性肿瘤形成14。研究发现15，P33ING1表达下降阻止细胞凋亡，P33ING1的功能缺失可通过减少细胞凋亡来引起肿瘤形成。陈利生等16实验结果表明肛管癌细胞凋亡指数明显低于肛管良性病变(P&

9、lt;0.01)。分别检测肛管癌P33ING1与P53和细胞凋亡状况显示，P53阳性表达较阴性者细胞凋亡减少，P33ING1则相反，说明肛管癌P33ING1低表达及P53强表达者细胞增殖活跃，细胞周期停滞于G0/G1期或细胞凋亡均下降。梁君林等11实验显示ING1主要表达于衰老的结肠上皮细胞，并且可能参与了正常结肠黏膜的衰老调控。在分期越晚，伴有转移的结直肠癌肿瘤中，ING1蛋白表达水平越低，提示ING1可能通过下调表达，减弱了对结直肠癌细胞的生长抑制和癌细胞的凋亡发生，从而参与结直肠癌的发生发展。3.2 研究证明p53与ING1在功能发挥上具有相互制约，需要两个基因的同时存在才能发挥生长抑制

10、及抗凋亡作用。实验显示，与p53蛋白表达阳性组比较，在p53蛋白阴性的肿瘤组织中ING1蛋白表达亦明显缺失或表达减弱。目前普遍认为p53阴性的肿瘤细胞多数具有野生型p53，在这些肿瘤中虽然具有野生型p53基因，但可能因为ING1的低表达甚至缺失，使得野生型p53抑制肿瘤细胞增殖及促进凋亡的作用不能发挥，从而加快了结直肠癌的发生及发展。新近研究发现17，p37ING1蛋白中的PHD结构域与p53相互作用，其被认为是由p53介导的调节细胞生长与凋亡的关键辅助因子。同时此研究显示内源性p37ING1的表达水平抑制野生型p53和p53缺失的成纤维细胞的增殖，而p37ING1缺失的细胞中p53功能不受影

11、响。4 ING1启动子甲基化4.1 在结直肠癌的发生发展过程中，ING1基因启动子的甲基化可能是肿瘤发生发展的一个重要机制。曹云飞等18用甲基化特异性PCR方法发现结直肠肿瘤标本的ING1的启动子甲基化发生率明显高于正常对照组的标本。DukesC、D期患者癌组织的甲基化发生率55.6%明显高于DukesA、B期(23.1%)，说明在Dukes分期晚者ING1启动子的甲基化发生率明显高于Dukes分期早者，这提示ING1基因的甲基化与结直肠癌的发生发展有密切关系。文献报道19结直肠癌中ING1的mRNA处于低表达状态，推测在结直肠癌中ING1基因的甲基化可能是使mRNA低表达的主要机制之一。甲基化导致ING1基因的不表达，转录水平上的调节，可以被甲基化抑制剂所逆转。这可能为结直肠癌的临床治疗提供一个新的生物治疗靶点。4.2 在肿瘤组织中ING1甲基化表现出明显的性别和年龄差异(P<0.05)，提示结直肠癌中ING1的甲基化不仅和肿瘤的分期有关，而且可由年龄与性别相关的因素调节，可能是结直肠癌发生过程中的早期事件。4.3 研究发现，雌激素可能是结直肠癌的ING1甲基化的性别差异的重要因素。雌激素如何影响结直肠癌中ING1的甲基化的机制仍不清楚。雌激素的分子作用由两类雌激素受体(ERs：ERa and ER)所介导。这两类受体的结构、配体亲和力、组织分布不同