Bmi-1、端粒酶在大腸癌中的研究進展

胡占鋒，徐瑞云，鄭紀寧

(承德醫(yī)學院病理學教研室，河北承德 067000)

Bmi-1、端粒酶在大腸癌中的研究進展

胡占鋒，徐瑞云，鄭紀寧△

(承德醫(yī)學院病理學教研室，河北承德 067000)

大腸癌;Bmi-1基因;端粒酶

大腸癌(Colorectal Carcinoma)是人類最常見的消化道腫瘤之一，其發(fā)病受基因遺傳、環(huán)境、生活方式等多種復雜因素作用，并呈階段性發(fā)展。近年來，世界范圍內大腸癌的發(fā)病率呈上升趨勢，西歐、北美等發(fā)達國家發(fā)病率處于全部腫瘤的第2位，在我國其發(fā)病率在惡性腫瘤中居第3位，死亡率也上升到第4位[1]，嚴重損害人類的健康，甚至生命。因此，對大腸癌發(fā)病機制、診斷、治療藥物等的研究顯得日益迫切。最新研究顯示，Bmi-1基因及端粒酶與大腸癌的發(fā)生發(fā)展、病理分期關系密切，有望成為大腸癌診斷、治療的新靶點。現將它們與大腸癌關系的研究進展作一綜述。

1 Bmi-1基因概述

1991年，Bmi-1首次在荷蘭癌癥中心轉基因鼠感染Moloney鼠白血病病毒過程中通過逆轉錄病毒插入突變發(fā)現，隸屬PcG基因家族，參與細胞增殖、分化與衰老，維持多種正常干細胞和腫瘤干細胞的自我更新和增殖活性[2]。人類Bmi-1基因位于10號染色體短臂1區(qū)3帶，含10個內含子和10個外顯子，編碼326個氨基酸蛋白。其氨基酸序列包括:(1)環(huán)指結構域，位于N端，定位于細胞核邊緣，與其它蛋白形成多聚復合物，參與核內信號轉換和病毒復制等過程。也可與c-myc基因協同作用，促使細胞惡性及惡性腫瘤的形成[3]。(2)螺旋-轉角-螺旋-轉角結構是DNA結合域，介導Bmi-1蛋白與下游靶基因結合，抑制其轉錄及激活端粒酶，致使細胞無限生長。(3)核定位信號序列，主要參與Bmi-1在細胞核中的定位。(4)PEST序列，位于C末端，富含蘇氨酸、絲氨酸、谷氨酸、脯氨酸，參與核內Bmi-1蛋白的快速降解。

Bmi-1可能通過以下幾種途徑介導腫瘤的發(fā)生、發(fā)展:(1)目前研究最多的是INK4a-ARF基因途徑。Bmi-1基因通過對染色質組蛋白H3上的第9、27位賴氨酸甲基化或乙酰化修飾，抑制抑癌基因的轉錄，促使癌細胞無限生長[4]。(2)hTERT(端粒酶逆轉錄酶)途徑。Song等[5]研究發(fā)現，Bmi-1直接或間接增強hTERT的活性，維持端粒長度，阻止細胞衰老，使細胞永生化，并使癌細胞浸潤、轉移。(3)誘導上皮細胞發(fā)生間皮樣表型轉化(epithelial- mesenchymal transition,EMT)，而EMT是細胞惡性轉化和腫瘤侵襲、轉移的早期重要標志[6]。(4)介導多種腫瘤干細胞自我更新和擴增，促進腫瘤的惡性進展[7]。(5)Bmi-1還可以通過INK4a-ARF非依賴途徑直接或間接促進細胞惡性轉化、調亡、運動和新生血液循環(huán)生成，利于腫瘤細胞的播散及在遠端靶器官增殖和生存[8]。

人類Bmi-1基因與大腸癌:近年來，人們發(fā)現Bmi-1作為一個原癌基因在多種腫瘤中的表達上調，且與腫瘤干細胞密切相關。研究表明，Bmi-1與大腸癌的發(fā)生、發(fā)展、預后及臨床病理分期等密切關聯。胡瀟紅等[9]利用SYBR Green實時定量RT-PCR及免疫組化技術檢測Bmi-1的RNA及蛋白在大腸癌組織、癌旁組織、正常黏膜組織中的表達水平發(fā)現，大腸癌組織Bmi-1蛋白的陽性表達率顯著高于癌旁及正常組織，而Bmi-1 mRNA的陽性表達在腫瘤與正常、腫瘤與癌旁間無明顯差異。大腸癌合并淋巴結轉移者，Bmi-1 mRNA及Bmi-1蛋白表達水平顯著高于未轉移者;Duke分期C和D期患者Bmi-1 mRNA表達水平明顯升高，癌組織浸潤深度越深，Bmi-1 mRNA及Bmi-1蛋白表達水平越高，腫瘤分化程度越低，Bmi-1蛋白表達強度越強。林妙霞等[10]采用免疫組化方法檢測正常大腸黏膜、大腸腺瘤及大腸癌中Bmi-1蛋白的表達情況，得出高表達的Bmi-1蛋白與大腸癌TNM分期緊密相關，與患者的年齡、性別、腫瘤部位、大小、分化程度及病理類型卻無關。也有學者指出，Bmi-1基因高度表達患者的生存率比低表達者的生存率明顯低，這說明Bmi-1表達情況是大腸癌的預后重要的參考指標。

2 端粒酶的結構與功能

1985年，Blackburn等[11]在四膜蟲細胞核內發(fā)現并純化一種能延伸端粒重復序列的酶，后來證實這種物質就是端粒酶。端粒酶是由RNA、端粒相關蛋白和催化亞單位三個主要部分組成，RNA是端粒DNA合成的模板，其序列有一段區(qū)域和端粒重復序列配對互補。催化亞單位即端粒酶逆轉錄酶，是端粒酶的核心。端粒酶的核心作用是通過識別、結合富含G的端粒末端，以自身RNA為模板，不斷合成新的端粒DNA序列來穩(wěn)定端粒長度，從而彌補細胞分裂時端粒的丟失，使細胞不會因端粒消耗而出現調亡。另一方面，端粒酶是細胞周期重要的調控因素，影響著細胞周期的進程。

端粒酶與大腸癌:正常成年人幾乎所有細胞的端粒酶都處于休眠狀態(tài)，只有在處于分裂的造血細胞、干細胞和生殖細胞內才能檢測出端粒酶的活性[12]，而在多數腫瘤細胞中，端粒酶活性異常升高[13]。迄今發(fā)現，85%-90%的人腫瘤細胞中可以檢測到端粒酶活性。已有研究表明，端粒酶的異?；罨羌毎郎湍[瘤形成的關鍵步驟，是細胞癌變的早期事件。張明亮等[14]采用免疫組織化學方法檢測端粒酶在結直腸癌、結直腸腺瘤和正常癌旁組織中的活性表達發(fā)現，端粒酶在結直腸癌中的陽性率為87.5%，明顯高于結直腸腺瘤(26.3%)及癌旁正常組織(0.0%)，且與結直腸癌病理學分級、淋巴結轉移和臨床分期關系密切相關。仇昊[15]運用原位雜交技術檢測大腸癌組織、癌旁組織及正常黏膜中端粒酶mRNA的表達情況表明，大腸癌組織中端粒酶mRNA的陽性表達率為90%，明顯高于癌旁組織、正常黏膜組織，且其活性表達強度與腫瘤的浸潤深度、臨床分期及淋巴結轉移顯著相關，與性別、年齡、腫瘤分化程度無相關性。

3 展望

關于Bmi-1基因和端粒酶活性在多種腫瘤中的作用都有深入的研究，而在腫瘤中的兩者聯合檢測很少報道。范福玲等[16]研究表明，兩者的異常表達在食管鱗癌中有相關性在食管癌的發(fā)生、發(fā)展中起協同作用，共同參與腫瘤的浸潤、轉移過程。盛俊等[17]研究表明，瘦素通過STAT3途徑誘導MCF-7端粒酶活性，且呈劑量依賴性，采用瘦素受體單克隆抗體ZMC-2可明顯抑制端粒酶的活性。針對端粒酶組分基因的反義核苷酸治療及免疫誘導治療等研究已經看到良好的抗癌效果。

綜上所述，Bmi-1基因、端粒酶與大腸癌到的發(fā)生、發(fā)展密切相關，作為大腸癌新的研究靶點，越來越受到人們的關注，有可能在今后診斷、臨床病理分期、預后及指導治療等方面作為一個有效的指標。

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