DNA甲基化與卵巢癌的關(guān)系研究進展

朱弘宇，陳建玲

（三峽大學第一臨床醫(yī)學院宜昌市中心人民醫(yī)院，湖北 宜昌 443002）

DNA甲基化與卵巢癌的關(guān)系研究進展

朱弘宇，陳建玲

（三峽大學第一臨床醫(yī)學院宜昌市中心人民醫(yī)院，湖北 宜昌 443002）

卵巢癌是常見的婦科惡性腫瘤，其死亡率居婦科惡性腫瘤首位，因此，尋找有效的腫瘤標志物對于診斷和治療早期卵巢癌具有重要意義。近年來，表觀遺傳學在卵巢癌中的作用受到廣泛的關(guān)注，其中DNA甲基化對于卵巢癌的早期診斷、靶向治療以及評估預后具有重大的臨床應用前景。

表觀遺傳學；DNA甲基化；卵巢癌

卵巢癌是婦科常見惡性腫瘤之一，由于卵巢深藏盆腔，卵巢癌早期缺乏有效的診斷方法，70%的患者首次就診已屬晚期。因此，尋找特異性的腫瘤標志物對于早期診斷卵巢癌和提高患者生存率具有積極的意義。卵巢癌相關(guān)的表觀遺傳學改變已成為近年來的研究熱點。DNA甲基化、組蛋白修飾以及microRNA表達調(diào)控等表觀基因機制是上皮性卵巢癌發(fā)生發(fā)展的重要機制之一。研究顯示，DNA異常甲基化在卵巢癌的發(fā)生發(fā)展、診治以及評估預后等方面具有重要作用。本文綜述了近年來DNA甲基化在卵巢癌中的相關(guān)研究進展。

1 DNA甲基化與腫瘤

DNA甲基化是在DNA甲基轉(zhuǎn)移酶(DNMT)的作用下將甲基基團共價結(jié)合到CpG二核苷酸胞嘧啶5'端碳原子上，從而生成5-甲基胞嘧啶[1]。DNA甲基化后核苷酸順序不變，但基因的表達會受到一定影響。CpG島主要位于基因啟動子區(qū)，常以非甲基化狀態(tài)存在。腫瘤抑制基因啟動子區(qū)CpG島甲基化后，通過干擾啟動子與轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合而抑制其表達，從而促進腫瘤的發(fā)生與發(fā)展。因此，相關(guān)基因啟動子甲基化水平與基因的表達負相關(guān)，在正常組織中CpG島通常為非甲基化狀態(tài)。現(xiàn)有研究表明，基因啟動子CpG島甲基化時腫瘤抑制基因失活的一種重要機制[2]。目前研究已發(fā)現(xiàn)，多種腫瘤抑制基因啟動子異常甲基化參與卵巢癌的生長、增殖、粘附以及血管生成等，且與臨床病理分期和病理類型顯著相關(guān)，在卵巢癌的發(fā)生中發(fā)揮著重要作用。

2 卵巢癌抑癌基因異常甲基化

2.1RASSF1A RASSF1A基因是Dammann發(fā)現(xiàn)的一種腫瘤抑制基因，位于染色體3p21.3區(qū)域內(nèi)，在正常組織中均表達，而在多種惡性腫瘤中表達沉默。RASSF1A基因啟動子甲基化在惡性腫瘤中低表達或表達缺失，可能是與其基因啟動子CpG島的甲基化有關(guān)。Fu等[3]研究顯示，RASSF1A可促進卵巢癌細胞凋亡，抑制其增殖。陳冬麗等[4]采用MSP法檢測62例卵巢癌組織、30例良性囊腺瘤組織、21例交界性囊腺瘤組織及20例正常卵巢組織中RASSF1A基因啟動子CpG島的甲基化水平，結(jié)果顯示卵巢癌組織和交界性囊腺瘤組織中RASSF1A基因啟動子甲基化頻率顯著高于良性囊腺瘤組織和正常卵巢組織，而在正常卵巢組織中無RASSF1A基因啟動子甲基化，此外，卵巢癌中RASSF1A甲基化頻率與臨床分期及分化程度密切相關(guān)。一項Meta分析研究報告RASSF1A基因甲基化頻率顯著高于癌旁組織(OR=68.15，95%CI：39.30～118.18，P＜0.001)、良性卵巢組織(OR=9.92，95%CI：7.67～12.82，P＜0.001)和正常卵巢組織(OR= 30.71，95%CI：23.12～40.80，P＜0.001)[5]，說明RASSF1A基因的異常甲基化可能是卵巢癌的發(fā)生機制之一，與卵巢癌的進展、臨床分期及分化程度密切相關(guān)，在卵巢癌的早期診斷中具有重要價值，可能成為一種早期診斷卵巢癌的標志物。

2.2OPCML OPCML基因位于染色體11q25，編碼的蛋白屬于免疫球蛋白超家族，是一種參與細胞之間識別的細胞表面粘附分子。CpG島甲基化和雜合性缺失(Loss of heterozygosity，LOH)可能是OPCML在卵巢癌中表達缺失的兩種重要機制[6]。童紅洲等[7]采用Western blotting法檢測36例上皮性卵巢癌組織、6例交界性卵巢腫瘤、8例良性卵巢腫瘤以及8例正常卵巢組織中OPCML蛋白的表達水平，結(jié)果顯示OPCML在正常卵巢和良性卵巢組織中陽性率為100%，而在卵巢癌中陽性率為33.3%，同時OPCML的表達水平與臨床分期負相關(guān)。Zhou等[8]采用MSP法檢測102例卵巢癌組織、85例良性卵巢癌組織以及30例正常卵巢組織中OPCML基因甲基化水平，研究發(fā)現(xiàn)78.4%的卵巢癌組織(80/102)和32.9%的良性卵巢組織(28/85)中OPCML基因啟動子甲基化陽性，而在正常卵巢組織中OPCML基因啟動子甲基化水平陰性，此外，卵巢癌中OPCML基因啟動子甲基化水平與患者年齡、臨床分期以及總生存期顯著相關(guān)。因此，OPCML的表達水平與卵巢癌的惡性程度負相關(guān)，可能參與卵巢癌的發(fā)生與發(fā)展，而檢測OPCML基因啟動子甲基化水平可能有助于早期診斷卵巢癌以及評估患者預后。

2.3 BRCA1 乳腺癌易感基因1(Breast cancer susceptibility gene 1，BRCA1)是由Hall在1990年發(fā)現(xiàn)的與家族性乳腺癌有關(guān)的易感基因，BRCA1基因位于染色體17q21區(qū)域，BRCA1蛋白含有1 863個氨基酸，分子量約為220 kb。BRCA1蛋白參與DNA損傷修復、基因轉(zhuǎn)錄、細胞周期以及細胞凋亡等生物學過程，在保持基因組穩(wěn)定性中具有重要作用[9-10]。研究證實，BRCA1基因是卵巢癌的易感基因，BRCA1基因突變者發(fā)生卵巢癌的風險為63%，高于普通人群患病風險10倍，約90%的散發(fā)性卵巢癌患者BRCA1的表達顯著下降[11]。BRCA1在卵巢癌中表達降低可能與其基因啟動子CpG島的胞嘧啶甲基化有關(guān)[12]。Shilpa等[13]采用MSP法檢測88例上皮性卵巢癌、14例低度惡性卵巢腫瘤和20例良性卵巢腫瘤組織中BRCA1基因啟動子甲基化水平，BRCA1基因啟動子甲基化水平在上皮性卵巢癌和低度惡性卵巢腫瘤中陽性率分別為51.2%和57%，顯著高于良性卵巢組織。以上結(jié)果說明BRCA1基因啟動子甲基化是卵巢癌發(fā)生的一個早期事件，檢測BRCA1基因甲基化水平是否有助于卵巢癌的早期診斷及評估預后仍有待進一步研究。

2.4 WWOX WWOX基因是由Bednarek在2000年發(fā)現(xiàn)的一個新的腫瘤抑制基因，位于染色體16q23～32q24.1區(qū)域。研究發(fā)現(xiàn)，WWOX基因在誘導卵巢癌細胞凋亡、抑制卵巢癌細胞增殖及粘附等方面具有重要的作用[14-15]。Lan等[16]研究發(fā)現(xiàn)WWOX mRNA和WWOX蛋白在晚期上皮性卵巢癌中表達顯著低于早期上皮性卵巢癌，其在卵巢癌中表達缺失與ER陰性、PR陰性、FIGO分期以及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。Yan等[17]檢測48例上皮性卵巢癌、18例交界性卵巢腫瘤、26例良性上皮性腫瘤以及33例正常卵巢組織中WWOX基因啟動子CpG島甲基化水平，研究顯示CpG島甲基化在卵巢癌組織、交界性腫瘤、良性卵巢組織中陽性率分別為43.75%、26.32%和3.84%，而在正常卵巢組織中CpG島甲基化為陰性。WWOX基因CpG島甲基化水平在晚期上皮性卵巢癌(Ⅲ期，Ⅳ期)顯著高于早期上皮性卵巢癌(Ⅰ期、Ⅱ期)，與臨床分期密切相關(guān)。因此，上皮性卵巢癌中CpG島甲基化可能是引起WWOX基因失活的重要機制之一。WWOX基因的異常甲基化可能在上皮性卵巢癌的發(fā)生與發(fā)展進程中發(fā)揮著重要作用，是早期診斷上皮性卵巢癌和評估預后的一個潛在指標。

2.5ING4近年來研究發(fā)現(xiàn)，ING4基因是一種重要的腫瘤抑制基因，ING4屬于生長抑制因子家族成員，在多種惡性腫瘤中表達降低，在腫瘤發(fā)生發(fā)展、侵襲轉(zhuǎn)移以及細胞凋亡等進程中具有重要作用[18-19]。研究顯示，多種腫瘤中ING4表達降低與其基因12q13區(qū)的雜合性缺失密切相關(guān)，如26%的卵巢癌、76%的頭頸部腫瘤以及10%～20%的乳腺癌等。Liu等[20]采用半定量RT-PCR檢測40例卵巢癌患者和40例正常女性中ING4 mRNA的表達水平，研究顯示相比正常組，所有卵巢癌患者中ING4 mRNA的表達顯著下調(diào)，ING4的表達水平與臨床分期、病理分級負相關(guān)。柳英蘭等[21]研究發(fā)現(xiàn)ING4基因啟動子甲基化陽性率為42.7%(64/150)，顯著高于正常卵巢組織(4%，6/150)，而ING4蛋白的表達與其基因甲基化程度負相關(guān)。此外，ING4基因甲基化頻率與臨床分期和病理分級顯著相關(guān)，其中卵巢子宮內(nèi)膜樣癌、卵巢透明細胞癌中ING4基因甲基化頻率顯著高于黏液性囊腺癌和漿液性囊腺癌[21]。因此，ING4基因啟動子甲基化可能參與上皮性卵巢癌的生長和分化，與上皮性卵巢癌的發(fā)生發(fā)展關(guān)系密切，將ING4異常甲基化作為監(jiān)測卵巢癌的發(fā)生發(fā)展一個重要指標，可能有助于卵巢癌的早期診斷。

2.6HOXA9和HOXA10同源盒(Homeobox)基因廣泛存在于原核生物、真核生物以及人，含有183個核苷酸，其在生物進化中具有高度保守性，通過調(diào)節(jié)下游靶基因在細胞功能上具有關(guān)鍵作用。人類HOX基因分為A、B、C、D四簇，分別位于染色體7p15.3、17p21.3、12q13.3以及2q31。最新的研究顯示HOXA9和HOXA10基因的異常甲基化與卵巢癌的進展有關(guān)。相比正常卵巢組織，HOXA10在卵巢癌中高表達，且與預后不良[22]。姜旖等[23]檢測29例卵巢癌組織和16例正常卵巢組織中HOXA10基因啟動子甲基化狀態(tài)，結(jié)果顯示HOXA10基因啟動子在卵巢癌組織和正常卵巢組織低甲基化陽性率分別為58.62%和25%，且HOXA10低甲基化陽性率隨著淋巴轉(zhuǎn)移而增高(P＜0.05)。此外，HOXA9在體內(nèi)外可促進卵巢癌細胞的生長增殖，其可能的機制是通過腫瘤相關(guān)成纖維細胞和血管內(nèi)皮細胞生長有關(guān)[24]。段再康等[25]采用MSP法檢測33例卵巢癌、10例良性卵巢腫瘤以及10例正常卵巢組織中HOXA9基因啟動子甲基化水平，結(jié)果顯示HOXA9基因啟動子甲基化在卵巢癌、良性卵巢腫瘤及正常卵巢組織中發(fā)生率分別為45%(15/33)、10%(1/10)以及10%(1/10)。而Widschwendter等[26]研究卵巢癌中HOXA9的關(guān)系時發(fā)現(xiàn)，患者整個病程中HOXA9高甲基化增加卵巢癌患病風險的12.3倍，而在病變早期HOXA9高甲基化增加卵巢癌患病風險的14.8倍。因此HOXA9基因啟動子甲基化可能是卵巢癌發(fā)生的一個早期事件，檢測HOXA9甲基化水平可能有助于卵巢癌的早期診斷，對于評估卵巢癌患病風險具有積極意義。而HOXA10基因啟動子低甲基化陽性率與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移呈正相關(guān)，標志著卵巢癌的惡性進展和不良預后，因此，有望成為一種評估卵巢癌預后的生物學標志物。

3 DNA甲基化在卵巢癌中的應用

腫瘤抑制基因啟動子CpG島的異常甲基化在卵巢癌的形成過程中具有重要作用，由于在卵巢癌早期即有基因啟動子異常甲基化，因此檢測多種腫瘤抑制基因的甲基化水平可能有助于早期診斷卵巢癌和評估預后，具有廣泛的臨床應用價值。Teshendorff等[27]研究顯示，檢測卵巢癌患者外周血中DNA啟動子CpG島甲基化水平可預測卵巢癌患病風險。Su等[28]對6中卵巢癌相關(guān)基因(SOX1、PAX1、SFRP5、LMX1A、SFRP1和SFRP2)研究發(fā)現(xiàn)，SOX1、LMX1A和SFRP1的甲基化水平與卵巢癌患者總體生存率正相關(guān)。而SFRP1、SFRP2和SOX1啟動子甲基化是卵巢癌復發(fā)的獨立危險因素，任何單獨一種基因異常甲基化均增加卵巢癌復發(fā)風險。此外，聯(lián)合檢測外周血中SOX1、PAX1和SFRP1的甲基化水平，對于診斷卵巢癌的敏感度為73%，特異性為78%[28]。閆洪超等[29]采用甲基轉(zhuǎn)移酶特異性抑制劑5-脫氧雜氮胞苷(5-Aza-CdR)作用于WWOX基因高甲基化的卵巢癌HO8910細胞，可逆轉(zhuǎn)WWOX基因的甲基化狀態(tài)，抑制卵巢癌細胞的增殖及致瘤能力。因此，通過聯(lián)合檢測相關(guān)腫瘤抑制基因甲基化水平可有效的評估卵巢癌患病及復發(fā)風險，對于早期診斷卵巢癌具有一定的實際意義，而特異性的抑制或逆轉(zhuǎn)甲基化水平為臨床上治療卵巢癌提供了一個新的思路和方向。

4 展望

眾多研究表明，腫瘤抑制基因的異常甲基化是卵巢癌的發(fā)生機制之一，在卵巢癌發(fā)生早期即有啟動子甲基化改變。因此，確定卵巢癌特異性DNA甲基化譜對于提高卵巢癌的早期診斷具有積極的意義。DNA甲基化狀態(tài)可被逆轉(zhuǎn)，也為靶向治療卵巢癌提供了一個新的策略。由于DNA異常甲基化參與卵巢癌的作用機制復發(fā)，因此，DNA甲基化與卵巢癌的發(fā)生、發(fā)展以及耐藥的相關(guān)機制需要更深入的研究，有理由相信，隨著研究的深入，DNA甲基化的檢測及靶向治療終將對卵巢癌的診治及預防具有重大的推動作用。

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2014-07-11)

陳建玲。E-mail：cjl660416@126.com