CpG島甲基化與胃癌的關(guān)系

梁運(yùn)梅，翟天姝，陳桂秋

（1.長春君安醫(yī)院 病理科，吉林 長春130000；2.吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院；3.吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院 病理科）

表觀遺傳學(xué)的研究表明，腫瘤的形成往往伴隨著抑癌基因啟動子區(qū)域CpG島的異常甲基化修飾。胃癌也是如此。CpG島是指CpG二核苷酸聚集區(qū)域，呈不連續(xù)分布，長度＞200kb［1］。在整個基因組中，CpG島通常位于基因的啟動子區(qū)域，其次CpG島還位于第一外顯子區(qū)域，故又稱5′－CpG 島［2］。CpG島甲基化在腫瘤發(fā)生、發(fā)展過程中也扮演著重要角色［3］。其中，CpG島甲基化導(dǎo)致的腫瘤相關(guān)基因沉默是許多腫瘤發(fā)生的重要機(jī)制［4－6］。

1 CpG島與DNA甲基化

CpG島甲基化是一種基因外修飾，它不改變DNA的一級結(jié)構(gòu)并且在細(xì)胞正常發(fā)育、基因表達(dá)模式以及基因組的穩(wěn)定性中起著至關(guān)重要的作用。DNA甲基化是指在DNA甲基轉(zhuǎn)移酶DNMTS的介導(dǎo)下，二核苷酸中胞嘧啶（C）的第5位C原子上的H被S－腺苷甲硫氨酸提供的甲基取代，使之變成5－甲基胞嘧啶的化學(xué)修飾過程。CpG島最顯著的特征在于其保持嚴(yán)格的非甲基化，約有60%的基因含有非甲基化的CpG島。這些CpG島通常位于啟動子，極少部分靠近基因的3′N端，是基因具有活性的標(biāo)記。啟動子是DNA分子可以與RNA聚合酶特異結(jié)合的部位，轉(zhuǎn)錄開始的部位，是基因表達(dá)調(diào)控的關(guān)鍵元件之一。腫瘤組織的發(fā)生與其相關(guān)基因啟動子區(qū)域的異常甲基化有關(guān)，即原癌基因低甲基化，則可使其激活；而抑癌基因的高甲基化，即5′端啟動子調(diào)控區(qū)CpG島高甲基化，從而抑制mRNA的轉(zhuǎn)錄作用，使其失活，而在腫瘤中有些CpG島相關(guān)基因比其他基因更易高甲基化［7－8］。

2 CpG島甲基化與胃癌的發(fā)生

在世界范圍內(nèi)胃癌的發(fā)病率高居第二，在我國更是最常見的消化道惡性腫瘤之一，具有惡性度高、預(yù)后差的特點(diǎn)。胃癌的發(fā)生發(fā)展是一個多因素、多階段、多基因異常的累積過程，目前已檢測出胃癌中多個抑癌基因的CpG島發(fā)生異常甲基化，如p16、hMLH1、THBS1等；這些基因的功能涉及細(xì)胞的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、凋亡、DNA的修復(fù)、細(xì)胞周期的調(diào)節(jié)、細(xì)胞對細(xì)胞或細(xì)胞對基質(zhì)黏附因子和血管生成等多個方面，與胃癌的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)［9］。同時CpG島高甲基化胃癌更易出現(xiàn)遠(yuǎn)處淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，血行轉(zhuǎn)移和更高級的TNM分級［10］。接下來，介紹有關(guān)幾個重點(diǎn)的與胃癌發(fā)生有關(guān)的基因。

2.1 p16基因 P16基因是個候選腫瘤抑制基因，其基因改變、轉(zhuǎn)錄異常和表達(dá)丟失與腫瘤的發(fā)生發(fā)展存在著密切的關(guān)系［11－12］。有研究表明：p16基因在正常胃黏膜組織均未出現(xiàn)甲基化陽性片斷，但在74例胃癌組織中有42例發(fā)生甲基化，檢出率為56.8%。該研究同時指出癌組織中p16基因甲基化表達(dá)與胃癌的TNM分期有相關(guān)性，這提示p16基因甲基化與胃癌侵襲與轉(zhuǎn)移的能力相關(guān)，并且有可能成為臨床判斷胃癌患者預(yù)后的指標(biāo)［13］。

2.2 hMLH1基因 目前已有研究發(fā)現(xiàn)胃癌錯配修復(fù)基因（hMLH1）啟動子區(qū)高甲基化水平，隨著組織病理的增進(jìn)（從慢性胃炎到腸化生，從腺瘤到腺癌）而增加［14］。

關(guān)于hMLH1基因啟動子CpG島甲基化和微衛(wèi)星不穩(wěn)定（MSI）與胃癌關(guān)系，有研究表明，MSI胃癌有著特殊臨床病理學(xué)特征：老年女性，胃竇部位，腸型，較少漿膜侵犯，淋巴侵犯罕見，hMLH1基因啟動子CpG島甲基化，有較好的預(yù)后。因此可以得出結(jié)論，hMLH1基因啟動子CpG島甲基化和微衛(wèi)星不穩(wěn)定（MSI）在胃癌中有顯著相關(guān)性，在胃癌早期發(fā)生、發(fā)展過程中起重要作用，對胃癌的鑒別診斷、預(yù)后評價、特殊臨床干預(yù)具有重要的意義，可能成為胃癌早期診斷、評價預(yù)后、指導(dǎo)化療的分子標(biāo)志物［15］。

2.3 THBS1基因與HLTF基因 近年來的研究發(fā)現(xiàn)，THBS1基因的翻譯產(chǎn)物為血管發(fā)生的抑制因子，介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞或細(xì)胞對基質(zhì)的信號傳導(dǎo)，對于細(xì)胞聚集、血管生成及腫瘤發(fā)生有重要作用［16］。有研究報道THBS1基因的CpG甲基化陽性率在胃腺癌（48.4%）、腸化生（34.7%）及胃腺瘤（28.3%）組織中均顯著高于不發(fā)生癌變的慢性胃炎組織。HLTF基因在高度轉(zhuǎn)移和胃腺癌組織中的量明顯高于慢性胃炎組織［17］。兩種基因同時可用于胃癌的鑒別診斷。

2.4 TRF2基因 端粒結(jié)合蛋白TRF2可調(diào)控端粒蛋白的量與長度。Dong W［18］等通過免疫組化的方法，證明TRF2在胃癌組織中比起其在正常組織中的含量多。同時，證實高甲基化可能會導(dǎo)致TRF2的含量在胃癌組織中增加，因此證明高甲基化CpG島對于胃癌的診療具有一定意義。

3 CpG島甲基化與臨床治療

惡性腫瘤DNA甲基化異常具有鮮明特征：腫瘤特異性、基因和組織特異性以及可逆性。因此，DNA甲基化檢測作為一種新的分子生物學(xué)手段將會廣泛應(yīng)用于臨床診斷治療、風(fēng)險評估、病情監(jiān)測、療效評價及預(yù)后判斷。DNA甲基化的可逆性為臨床抗腫瘤治療提供了一種新途徑。

5－氮－2－脫氧胞苷（DAC）是有效的甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑，大劑量使用時因其細(xì)胞毒性而具有抗腫瘤作用，小劑量DAC導(dǎo)致細(xì)胞分化可能與去甲基化和調(diào)控分化的特異性基因再表達(dá)有關(guān)［19］。許多實驗都采用5－氮－2－脫氧胞苷對已明確啟動子甲基化的標(biāo)本進(jìn)行試驗，發(fā)現(xiàn)其可以使原發(fā)生甲基化的基因去甲基化，并檢測到該基因的蛋白表達(dá)。

4 目前研究問題與展望

迄今為止，對基因的甲基化研究已開展了二十多年，雖然近年來雖然取得了較大進(jìn)展，但實際上目前對DNA甲基化調(diào)節(jié)基因表達(dá)的復(fù)雜性及細(xì)節(jié)仍然了解有限，很多研究結(jié)論也存在互相矛盾之處，尚未達(dá)成一致意見：①各種檢測方法所報道的抑癌基因甲基化的陽性率不盡相同；②某些抑癌基因的甲基化究竟是與腫瘤相關(guān)的還是與衰老相關(guān)的爭論不一；③抑癌基因的甲基化究竟通過什么通路導(dǎo)致腫瘤發(fā)生等等［20］。

因此進(jìn)一步探討DNA甲基化與DNA修復(fù)、基因組穩(wěn)定性和染色質(zhì)結(jié)構(gòu)等的關(guān)系，了解DNA甲基化如何建立和維持的機(jī)制及對去甲基化藥物的研究等，有助于闡明腫瘤形成的原因，建立新的腫瘤治療方案。相信對甲基化機(jī)制的不斷研究將會為認(rèn)識腫瘤發(fā)病機(jī)制以及未來臨床腫瘤分型、預(yù)后判斷及早期診斷提供廣闊前景。

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