DNA甲基化与乳腺癌

1、浅谈浅谈DNA甲基化与乳腺癌甲基化与乳腺癌表观遗传学表观遗传学表观遗传学( epigenetics)是指无序列改变的DNA 或染色体因修饰作用引起的基因表达改变, 它发生在DNA 复制后的转录或mRNA 的翻译过程, 并且能在细胞增殖过程中稳定传递。表观遗传主要涉及DNA 甲基化、染色质重塑、基因组印记和非编码RNA 的基因表达调控等。DNA甲甲基基化化 DNA 甲基化是表观遗传学研究最深入的一种机制。DNA 甲基化是指由DNA 甲基转移酶( DNMT) 催化，将活性甲基从S-腺苷甲硫氨酸转移至胞嘧啶的C 5 位上，形成5-甲基胞嘧啶的化学修饰过程，是一种表观遗传修饰。DNA甲基化甲基化超甲基

2、化超甲基化低甲基化低甲基化去甲基化去甲基化超甲基化超甲基化 发生在DNA 启动子区CpG 岛的超甲基化是最主要的表观遗传学改变,DNA 超甲基化使抑癌基因表达沉寂, 失去抑制细胞异常增殖和转移的功能,多种抑癌基因启动子区的超甲基化与乳腺癌的进展和转移相关。人乳腺癌易感基因1( BRCA1) 上皮E-钙黏蛋白( CDH 1)肿瘤高甲基化基因-1(H IC1 )结肠腺瘤性息肉病基因(APC)雌激素受体A(ESR1)甲状腺激素受体1 (TRB1 )视黄醛酸B 受体(RAR-B)细胞周期蛋白依赖型激酶抑制剂2(p16)谷胱甘肽-S-转移酶(GSTP)细胞周期蛋白D2( cyclin D2)乳乳腺腺癌癌

3、超超甲甲基基化化相相关关基基因因低甲基化 低甲基化是基因组整体甲基化水平降低, 导致遗传不稳定性增加。原癌基因在正常组织中因甲基化表达受抑制, 在肿瘤中呈低甲基化而活化为癌基因。 低甲基化相关基因低甲基化相关基因尿激酶尿激酶(uPA)核突触蛋白核突触蛋白-C(SNCG)去甲基化DNA甲基化是靠甲基化是靠DNMT来维持，目前去甲基化药物主要指来维持，目前去甲基化药物主要指DNMT抑制剂，抑制剂，它通过抑制它通过抑制DNMT来恢复抑癌基因的功能，从而达到治疗肿瘤的目的。来恢复抑癌基因的功能，从而达到治疗肿瘤的目的。DNMT抑制剂治疗肿瘤的作用机理：抑制剂治疗肿瘤的作用机理： 正常组织在某些因素的作

4、 用下转化为恶性肿瘤时，抑 癌基因也经历着从正常表达、启动区未甲基化到基因沉默、启动区高甲基化的转变，DNMT在这一转变过程中的作用有二，一 是激活启动区从未甲基化到 高甲基化，二是使之在每 一轮DNA复制以后仍保 持着高甲基化状态。 去甲基化药物通过抑 制DNMT的活性使复制后的 DNA不能再次甲基化，这就 导致所有等位基因表现为去甲 基化，从而使抑癌基因得以恢 复、重新抑制肿瘤的生长。DNA去甲基化治疗药物 1.核苷类DNMT抑制剂，如5-氮胞苷及其脱氧核糖类（具有很强的甲基化抑制作用，第一个被美国FDA批准上市治疗恶性肿瘤的去甲基化药物，主要用于骨髓增生异常综合征，还可用于白血病）； 2

5、.非核苷类弱DNMT抑制剂，如肼屈嗪，普鲁卡因等（较弱的去甲基化作用，限制了其临床应用）； 3.自行设计的抑制剂，如RG108（直接并特异性地作用于DNMT） DNA去甲基化的药物治疗对血液学方面的肿瘤疗效好，而对去甲基化的药物治疗对血液学方面的肿瘤疗效好，而对实体肿瘤则不像预期的那样有效，可能的原因是药理学及药实体肿瘤则不像预期的那样有效，可能的原因是药理学及药代学方面的机制不同，其他原因：代学方面的机制不同，其他原因：DNMT有有3种，它们之间种，它们之间存在协同作用，需同时存在协同作用，需同时抑制几种抑制几种DNMT才能为才能为临床治疗带来最佳疗效临床治疗带来最佳疗效发挥作用的前提是发挥

6、作用的前提是细胞细胞DNA合成处于旺盛期，合成处于旺盛期，对于增殖低下的细胞如肿对于增殖低下的细胞如肿瘤干细胞不敏感瘤干细胞不敏感DNA甲基化和组蛋白乙酰化酶抑制剂联合使用，如5-氮胞苷和丁酸苯酯、地西他滨和丙戊酸联合用药。DNA甲基化检测方法 传统的整体水平甲基化分析方法：如高效液相色谱柱及相关方法、SssI甲基转移酶法、免疫化学法、氯乙醛法；特异性位点的DNA甲基化检测：如甲基化敏感性限制性内切酶、直接测序法等。 定量多重甲基化特异性PCR(QM-MSP)是一种特异位点甲基化检测技术。其基本原理是用亚硫酸氢钠处理基因组DNA,未甲基化的胞嘧啶变成尿嘧啶,而甲基化的胞嘧啶不变。因此从理论上讲

7、,用不同的引物PCR,即可检测出这种差异,从而确定基因是否有CpG岛。DNA 甲基化在乳腺癌早期诊断中的应用甲基化在乳腺癌早期诊断中的应用经研究证实，结肠腺瘤经研究证实，结肠腺瘤性息肉病性息肉病( APC) 基因在基因在原位癌和不同分期的乳腺原位癌和不同分期的乳腺癌均有甲基化发生，而在非癌均有甲基化发生，而在非乳腺癌组织中甲基化发生频乳腺癌组织中甲基化发生频率很低，这对早期乳腺癌的率很低，这对早期乳腺癌的诊断有一定临床意义。诊断有一定临床意义。Cyclin D2 甲基化几乎只在甲基化几乎只在 乳腺癌组织中出现，并且乳腺癌组织中出现，并且 可以在血清或乳头抽吸可以在血清或乳头抽吸 液中进行检测，

8、这有液中进行检测，这有 可能作为乳腺癌早可能作为乳腺癌早 期诊断的标志应期诊断的标志应 用于临床。用于临床。DNA 甲基化与乳腺癌的治疗 DNA 甲基化导致的基因失活与基因突变或缺失不同，它不改变DNA 序列，因此改善其甲基化状态有可能使基因恢复表达，这也为肿瘤的治疗提供了新思路。DNA 甲基甲基化与化与乳腺乳腺癌的癌的治疗治疗 ER 的表达与否是预测乳腺癌内分泌治疗敏感性的标的表达与否是预测乳腺癌内分泌治疗敏感性的标 志志 物。迄今为止，未发现物。迄今为止，未发现ER 基因的遗传学改变基因的遗传学改变 (如同源缺失、如同源缺失、LOH、基因突变等、基因突变等) 对对ER 表表 达缺失起作用。

9、达缺失起作用。 有研究表明，在中国的原发性乳腺癌有研究表明，在中国的原发性乳腺癌 患者中，患者中，ER 基因启动子区甲基化是导基因启动子区甲基化是导 致其基因功能失活的主要原因，用去甲基化致其基因功能失活的主要原因，用去甲基化试剂处理乳腺癌细胞，试剂处理乳腺癌细胞，ER 基因基因CpG 岛部分脱甲基岛部分脱甲基化，化，ER 表达增加。因此，表达增加。因此，ER 的甲基化状态可以作为的甲基化状态可以作为预防标志物和抗癌治疗的新靶点。预防标志物和抗癌治疗的新靶点。DNA 甲基化与乳腺癌的预后 对侵袭性乳腺导管上皮癌的研究中发现, 在患者血清和癌组织中, BRCA1 、 ER和 pRb基因高甲基化,

10、 而在 ER+患者中, BRCA1和pRb基因发生甲基化的比例较低, 而且在 PR+患者中,ER、 BRCA1和 pRb基因发生甲基化的比例较低。 BRCA1基因在肿瘤中的甲基化程度增高, 并可能通过加强雌二醇活性增加乳腺癌发病的危险度。在对 APC 和CDH1的甲基化进行研究中发现越多的基因出现甲基化, 则与HER- 2+亚型有越高的相关度。说明某些基因的高甲基化与 HER-2的表达存在相关性, 提示这些基因在乳腺癌的分子分型和预后提示 中可能有重要作用。DNA甲基化现状目前，在肿瘤甲基化抑制方面的治疗还不成熟，药物使用的种类、给药途径和药物使用时间等问题还没有解决，并且现在所使用的药物在疗效和降低不良反应等方面都不令人满意。因此，在临床应用上需要进一步筛选特异性更强、敏感性更高的甲基化基因，寻找更方便的DNA 甲基化检测方法及研制其他不良反应低的去甲基化药物，以达到能够早期诊断、有效安全治疗和对预后正确判断的目的。 HOXB13的高甲基化在淋巴结阳性和瘤体较大 ( 5 c m )的 ER+患者中更为常见。在未进行 TAM 治疗的乳腺癌患者中,CYP1B1基因的甲基化和 ARH I的高甲基化都提示了良好预后, 而 PI TX2基因的高甲基化则在淋巴结阴性、 激素受体阳性的乳腺癌中提示了预后不良。在 进 行了 T