ki-67基因在腫瘤發(fā)生發(fā)展中作用的研究進展

段建中，　王殿棟

侵襲性和轉移性是腫瘤細胞惡性的標志，是通過腫瘤細胞與其周圍組織的相互作用體現(xiàn)的。這種作用包括許多病理過程，如腫瘤細胞的增殖和脫離；細胞外基質侵襲；腫瘤細胞侵入脈管并在脈管內轉運；腫瘤細胞被阻滯，侵入組織間隙；在另一臟器脈管外增殖、生長，形成集落，產(chǎn)生轉移灶[1]。目前研究認為，腫瘤轉移是多種相關基因共同作用的結果，包括原癌基因和抑癌基因的過表達、抑制或者基因突變等。這些基因的功能包括抗氧化活性相關基因、細胞凋亡相關基因、細胞粘合相關基因、細胞代謝相關基因、細胞周期相關基因等。新近發(fā)現(xiàn)ki-67基因與其他腫瘤相關基因存在相互協(xié)同或拮抗的密切關系，在多種腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中起到了重要作用，本文就ki-67基因在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用做一綜述。

1　ki-67簡介

Ki-67抗體由Gerdes等[2]于1983年用霍奇金瘤系L428細胞的粗核成分免疫鼠后首次制備。屬于IgG1 家族。當時的實驗地點是在德國的kiel市，所用組織培養(yǎng)板的編號為67，由此而得名Ki-67，對應的抗原命名為Ki-67抗原。

Ki-67抗原是由兩條分子量為345 000和395 000 的多肽鏈組成的核蛋白，具有非組蛋白的特點，可能是為DNA復制提供場所的核基質及染色體支架的一種組分[3]。是調節(jié)細胞周期必不可少的組成部分。Ki-67蛋白是所有人類增生細胞核中普遍存在的標志性抗原，其確切功能目前尚不清楚，主要定位于細胞核，其蛋白結構獨特。Gerdes 等[4]研究表明，Ki-67的表達因細胞周期時相不同而異，與細胞增殖密切相關。開始表達于細胞周期的G1期，在S期及G2期表達增加，至M期達高峰，在細胞有絲分裂后期迅速降解或失去抗原決定簇。由于其半衰期短，不易受生長因子誘導，可作為評價細胞生長分數(shù)的指標。因此，ki-67 被廣泛用做判斷腫瘤細胞增生活性的指標[5]。

2　ki-67基因與腫瘤發(fā)生、發(fā)展的聯(lián)系

腫瘤的發(fā)生發(fā)展是一個復雜、多步驟的過程，其中某些基因活性的改變及其表達產(chǎn)物在此過程中發(fā)揮著重要的作用。近幾年，有關ki-67基因所表達的蛋白與多種腫瘤生物學特性的研究已相繼開展。國內外有諸多文獻報道，ki-67基因在正常的組織中不表達，而在癌變組織中表達強烈，而且在惡變的初期就有微弱的表達，表達水平隨著病變的發(fā)展呈梯度上升，顯示其參與了腫瘤的發(fā)生及發(fā)展。臨床上，ki-67基因的高表達往往與結腸癌、胃癌、膀胱癌以及腎癌等具有密切關系[6]。王平等[7]的研究發(fā)現(xiàn)，膀胱癌細胞中ki-67的表達明顯高于正常膀胱組織細胞，且隨著膀胱癌的病理學分級、分期的增高，ki-67 抗原表達也逐漸增強，但與膀胱癌患者的生存時間無關。顯示ki-67 與膀胱癌的病理學分級、臨床分期呈正相關。有文獻[8]報道，ki-67基因在結腸癌中與p53抑癌基因關系密切。p53目前被認為是在腫瘤發(fā)生中最大的抑癌基因之一，p53基因的缺失或表達下降均可促進腫瘤的發(fā)生。ki-67基因的高表達與p53 基因的下降呈正比關系，從反面證明了ki-67與腫瘤發(fā)展的密切關系。Broll等[9]報道，ki-67基因不僅參與了諸多腫瘤的發(fā)生，而且與腫瘤的分化程度也有密切關系，其研究結果顯示Ki-67蛋白在人結腸癌組織中的標記陽性率在96%左右,其在高中分化腺癌中的陽性表達率為85%，而在低分化腺癌中Ki-67蛋白的陽性表達率為98%，兩者存在顯著性差異(P<0.05)。

3　ki-67基因與腫瘤轉移的聯(lián)系

諸多研究證明了ki-67在腫瘤的轉移中起促進作用，其機理可能與以下幾點有關。

3.1　Ki-67可以降低同質性細胞間的粘附力

腫瘤在侵襲性生長及轉移的過程中，Ki-67降低同質性細胞間的粘附力，使腫瘤細胞從腫瘤基團分離并與細胞外基質(ECM)粘附。在腫瘤細胞與ECM粘附的過程中，細胞粘附分子發(fā)揮著重要的作用。CD44是一種細胞表面糖蛋白，是粘附分子家族中的重要成員，他參與瘤細胞與宿主細胞和宿主基質的異質性粘附，這種過程在癌細胞侵襲和轉移過程中起促進作用。李宏偉等[10]報道，在大腸癌組織中CD44v6蛋白和Ki-67 蛋白表達具有密切相關性(P<0.05)。提示在大腸癌臨床進展、浸潤轉移的生物學過程中，Ki-67和CD44v6共同起著重要的促進作用。

3.2　Ki-67可以促進腫瘤血管生成

血管增生是腫瘤生長和轉移發(fā)生的必要條件。一般認為，當腫瘤直徑小于2～3 mm時，其營養(yǎng)物質靠自身周圍組織的彌散來提供。隨著瘤體增大，其營養(yǎng)物質的攝取和代謝產(chǎn)物的排出則需要新生血管來完成。 在ki-67誘導的細胞株中可見血小板反應蛋白1(TSP-1)基因的表達明顯下調。而TSP-1可以抑制腫瘤血管生成，其機制為：(1)通過誘導內皮細胞程序性死亡而抗腫瘤血管生成。(2)TSP-1 和堿性成纖維細胞生長因子(bFGF)-2與肝磷脂有高度的親和力，而這兩種蛋白的結合均需要2-N-和6-O-葡萄糖胺硫代硫酸鈉。TSP-1 可能通過與bFGF-2 競爭內皮細胞表面作為與bFGF-2 共受體的肝磷脂來抑制bFGF-2 誘導血管生成。(3)通過抑制內皮細胞的遷移和管道形成來抗腫瘤血管新生。(4)TSP-1 通過間接抑制內皮細胞增殖而抑制腫瘤血管新生。ki-67可以通過抑制TSP-1的基因表達來促進腫瘤血管生成，但其機制有待繼續(xù)研究。

我國學者紀長偉等[11]通過研究人胃腸間質瘤血管生成時發(fā)現(xiàn)Ki-67與血管內皮生長因子(VEGF)在其中的表達呈正相關，而VEGF目前被認為是在血管生成中最關鍵的基因之一。紀長偉的研究表明，VEGF 與Ki-67、微血管密度(MVD) 與Ki-67 PI 之間均呈正相關( 相關系數(shù)分別是0.44 和0.84,P< 0.01)，該結果說明Ki-67促進新生血管形成, 而新生血管為腫瘤細胞提供血液供應和營養(yǎng), 從而有利于腫瘤細胞的增殖和生長。所以聯(lián)合檢測VEGF、Ki-67及MVD 值可以更好地為判斷臨床預后及治療提供參考依據(jù)。

3.3　Ki-67可以重塑細胞外基質

細胞外基質(ECM)重塑與惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關，是腫瘤細胞移行和入侵的病理學基礎。細胞外蛋白酶的表達、活性與腫瘤的惡性程度和浸潤有關。其中，基質金屬蛋白酶(MMPs) 是降解細胞外基質成分的最主要蛋白水解系統(tǒng),在組織重塑中起重要作用。而新近有文獻報道[12]，在一些腫瘤中ki-67的表達與MMPs呈正相關，在MMPs高表達的組織中ki-67亦高表達。這說明兩者可能有相互促進作用，共同完成對細胞外基質和基底膜結構的破壞及重塑。但其機理仍不詳。

4　總結

Ki-67蛋白參與了細胞異常增生、細胞惡變、細胞間同質性粘附力降低、浸潤力增強、促新生血管生長等幾乎包括腫瘤細胞發(fā)生、發(fā)展的整個病理過程，與多種惡性腫瘤的侵襲和轉移有著密不可分的聯(lián)系。現(xiàn)在也有諸多的研究認為，Ki-67可以作為評價許多腫瘤如結腸癌、胃癌、膀胱癌以及腎癌等的預后指標之一[13]。目前，盡管對其性質以及結構等方面有了一定的了解，但尚不夠全面，有待在以后的研究中進一步拓展。隨著生物信息學工具以及分子生物學技術的改進，Ki-67家族的亞類鑒定和分類正進一步完善，ki-67基因的表達和生物學功能會逐步明朗化，有望應用于惡性腫瘤及其轉移的早期檢測、診斷和治療。

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