抑癌基因甲基化與胃癌關(guān)系研究進(jìn)展*

米志寬，趙菊梅

延安大學(xué)醫(yī)學(xué)院(延安 716000)

腫瘤表遺傳學(xué)是腫瘤學(xué)研究發(fā)展迅速的領(lǐng)域之一，隨著表遺傳學(xué)的發(fā)展，人們普遍認(rèn)為腫瘤是遺傳學(xué)和表遺傳學(xué)共同作用的結(jié)果。胃癌表遺傳學(xué)主要包括DNA甲基化、組蛋白修飾和染色質(zhì)重塑幾個(gè)方面，其中抑癌基因的甲基化是非常重要的一個(gè)方面[1-2]。抑癌基因DNA的甲基化導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄水平的腫瘤抑制基因沉默，這在胃癌的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移中都占據(jù)著十分重要的位置[3]，本文對(duì)幾種抑癌基因甲基化與胃癌的關(guān)系做一綜述。

1CDH1基因和CDH4基因甲基化CDH1(Cadherin-1)在人類是編碼鈣粘素1(亦稱鈣粘蛋白1)的一種基因，是一種抑癌基因。鈣粘素/蛋白是依賴于鈣離子而介導(dǎo)細(xì)胞間黏連的一種跨膜蛋白，屬糖蛋白。鈣粘素/蛋白1亦稱上皮細(xì)胞鈣粘素/蛋白(Epithelial cadherin, E-Cadherin)，是鈣粘素/蛋白超家族中最重要的一個(gè)成員，其功能缺失使腫瘤細(xì)胞易于發(fā)生轉(zhuǎn)移[4]。CDH1在所有類型的胃癌和轉(zhuǎn)移的胃癌中都可能發(fā)生高甲基化，在彌漫型胃癌中其高甲基化頻率比腸型胃癌高。對(duì)53例原發(fā)性胃癌中CDH1啟動(dòng)子的甲基化情況檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，CDH1甲基化頻率為51%。研究發(fā)現(xiàn)，早期胃癌的甲基化率為60%，彌漫型胃癌的甲基化率(83%)明顯高于其他組織類型的胃癌(34%)。另有報(bào)道，CDH1甲基化在早期胃癌中即有發(fā)生，CDH1甲基化高的胃癌中鈣粘素1表達(dá)降低。對(duì)60例原發(fā)早期胃癌研究顯示，CDH1甲基化率為45%，CDH1甲基化導(dǎo)致的鈣粘素1表達(dá)降低與腫瘤的淋巴轉(zhuǎn)移相關(guān)；因此，CDH1甲基化是胃癌進(jìn)展中的一個(gè)早期事件，鈣粘素1表達(dá)降低與胃癌的進(jìn)展和轉(zhuǎn)移相關(guān)[5-6]。CDH4(Cadherin-4)是Cadherin基因超家族的另一個(gè)成員，所編碼的鈣粘素/蛋白4也是一種依賴于鈣離子而介導(dǎo)細(xì)胞間黏連的糖蛋白。CDH4基因內(nèi)含子的CpG島在95%的胃癌中發(fā)生甲基化；胃癌患者的外周血可中也可檢測(cè)到這種甲基化，因此，CDH4基因內(nèi)含子CpG島甲基化可作為胃癌診斷的一種標(biāo)志物[7]。

2CDKN2A基因甲基化CDKN2A(Cyclin-dependent kinase inhibitor 2A)基因是1994年美國(guó)冷泉港實(shí)驗(yàn)室Kamb等發(fā)現(xiàn)的一種抑癌基因，其產(chǎn)物細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑2A又稱為多腫瘤抑制基因1(Multiple tumor suppressor 1)和p16蛋白，CDKN2A基因直接參與細(xì)胞周期的調(diào)控，負(fù)性調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖及分裂。CDKN2A基因的失活能導(dǎo)致細(xì)胞惡性增殖或加速癌細(xì)胞細(xì)胞周期的進(jìn)展[8]。有報(bào)道稱，在9個(gè)胃癌細(xì)胞系中有2個(gè)發(fā)生CDKN2A基因甲基化而不表達(dá)CDKN2A mRNA，用去甲基化試劑處理細(xì)胞后，因甲基化被沉默的基因重新表達(dá)；胃癌細(xì)胞系中CDKN2A基因啟動(dòng)子甲基化是胃癌細(xì)胞中CDKN2A基因失活的主要機(jī)制。CDKN2A基因在慢性胃炎中沒(méi)有甲基化，在腸化生、胃腺瘤和胃癌標(biāo)本中的甲基化率分別為2.1%、11.5%和42.2%，提示CDKN2A基因高甲基化可能在胃癌癌前病變的發(fā)展過(guò)程中起著作用。大鼠胃癌模型的研究發(fā)現(xiàn)，CDKN2A基因的甲基化出現(xiàn)于胃癌早期；在正常胃黏膜上皮、慢性萎縮性胃炎、異型增生、胃腺瘤和胃癌中期，CDKN2A基因甲基化的頻率分別為2.7%、16.7%、37.5%、67.4%、和82.5%；變性高效液相色譜分析檢測(cè)顯示，胃癌的I、II、III、IV期，CDKN2A基因甲基化頻率分別為27.3%、37.5%、和58.8%；可以看出，CDKN2A基因甲基化的頻率隨著胃癌的發(fā)展過(guò)程而逐漸升高[9]。有作者認(rèn)為，CDKN2A基因的異常甲基化可以用于預(yù)測(cè)異型增生的惡性轉(zhuǎn)化潛能，有利于胃癌的早期發(fā)現(xiàn)[10]。

3hMLH1基因甲基化hMLH1(human Mut L homolog 1)是人類與大腸桿菌Mut L同源的一種堿基錯(cuò)配修復(fù)基因。堿基錯(cuò)配修復(fù)對(duì)DNA復(fù)制的保真性是必需的，其功能缺陷使細(xì)胞容易發(fā)生基因突變和癌變；hMLH1基因的缺陷可引起微衛(wèi)星不穩(wěn)定(Microsatellite instability)，微衛(wèi)星不穩(wěn)定是DNA錯(cuò)配修復(fù)功能缺陷的一個(gè)標(biāo)志[11]。7個(gè)大規(guī)模的檢測(cè)顯示，有16%～50%的胃癌變現(xiàn)為高度微衛(wèi)星不穩(wěn)定，表示有DNA錯(cuò)配修復(fù)缺陷，高度微衛(wèi)星不穩(wěn)定的胃癌具有轉(zhuǎn)移頻率低、對(duì)治療反應(yīng)好、預(yù)后較好等臨床特征。研究發(fā)現(xiàn)，HMLH1甲基化與高度微衛(wèi)星不穩(wěn)定之間存在顯著相關(guān)性，63%～100%的高度微衛(wèi)星不穩(wěn)定的胃癌發(fā)生HMLH1啟動(dòng)子的高甲基化，而在微衛(wèi)星穩(wěn)定的胃癌中，HMLH1啟動(dòng)子高甲基化頻率為0～39%。慢性胃炎沒(méi)有HMLH1的甲基化，腸化生、胃腺瘤和胃癌標(biāo)本中HMLH1甲基化的頻率分別為6.3%、9.8%和20.3%；可以看出，隨著胃黏膜病變的發(fā)展演變，HMLH1甲基化頻率逐漸升高[11-12]。

4MGMT基因甲基化0-6-甲基鳥嘌呤DNA甲基轉(zhuǎn)移酶(0-6-methylguanine-DNA methyltransferase, MGMT)基因是重要的DNA修飾基因。MGMT是保持細(xì)胞基因組DNA穩(wěn)定性非常重要的一種酶，其表達(dá)缺陷可增加細(xì)胞癌變的機(jī)會(huì)。MGMT基因啟動(dòng)子CpG島的甲基化可導(dǎo)致MGMT基因表達(dá)缺陷并可能引起細(xì)胞癌變[4]。對(duì)26例胃癌組織和8個(gè)胃癌細(xì)胞系的研究發(fā)現(xiàn)，MGMT表達(dá)降低的胃癌組織和胃癌細(xì)胞系中存在有MGMT基因啟動(dòng)子DNA的甲基化，而MGMT表達(dá)正常的胃癌組織和細(xì)胞系未發(fā)現(xiàn)MGMT基因啟動(dòng)子的甲基化。5-氮雜-2’-脫氧胞苷(5-aza-2'-deoxycytidine)是2’-脫氧胞苷的類似物，為一種去甲基化試劑，能通過(guò)抑制DNA甲基轉(zhuǎn)移酶而降低DNA的甲基化。存在有MGMT基因甲基化的細(xì)胞系經(jīng)過(guò)5-氮雜-2’-脫氧胞苷的處理，MGMT基因的表達(dá)恢復(fù)，說(shuō)明胃癌細(xì)胞中DNA甲基化是使MGMT基因表達(dá)降低的原因。研究亦發(fā)現(xiàn)，MGMT基因在胃癌發(fā)生發(fā)展的不同階段都有一定程度的甲基化，MGMT基因的甲基化與胃癌進(jìn)展和預(yù)后不良相關(guān)[13-14]。

5RASSF1基因甲基化RASSF1基因是人類編碼RASSF1蛋白(Ras association domain-containing protein 1)的基因。RASSF1蛋白R(shí)AS蛋白的作用類似，其表達(dá)的缺失或改變與多種腫瘤的發(fā)生相關(guān)；所以，RASSF1基因?qū)僖职┗颉ASSF1啟動(dòng)子CpG島的高甲基化可導(dǎo)致RASSF1基因的失活。由于剪接方式的不同，RASSF1基因有三種產(chǎn)物：RASSF1A、RASSF1B和RASSF1C[15]。檢測(cè)了150例胃癌標(biāo)本和15個(gè)胃癌細(xì)胞系RASSF1A、RASSF1B和RASSF1C的表達(dá)情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，RASSF1A表達(dá)缺失占60%、RASSF1B表達(dá)缺失占30%，而所有細(xì)胞系中均有RASSF1C的表達(dá)；不表達(dá)RASSF1A的細(xì)胞系都有該基因啟動(dòng)子區(qū)高甲基化現(xiàn)象，在不表達(dá)RASSF1A的胃癌標(biāo)本中，95%的有RASSF1A啟動(dòng)子甲基化；失活的RASSF1A基因經(jīng)5-氮雜-2’-脫氧胞苷處理恢復(fù)甲基化后能重新活化[16]。對(duì)290份胃黏膜標(biāo)本(急性胃炎、慢性胃炎、腸上皮化生、胃腺瘤和胃癌)中RASSF1A基因DNA甲基化情況的檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，胃癌中RASSF1A的甲基化率為7.5%，而在其他病變組織(急慢性胃炎、腸上皮化生和胃腺瘤)中未發(fā)現(xiàn)甲基化。由于RASSF1A的甲基化只在胃癌有而在胃的其他病變中沒(méi)有，這可以作為為胃癌輔助診斷和治療的一個(gè)靶點(diǎn)[17-18]。

6RUNX3基因甲基化RUNX3(Runt-related transcription factor 3)是含有runt域轉(zhuǎn)錄因子家族的一個(gè)成員。RUNX3基因也屬于腫瘤抑制基因，癌細(xì)胞中RUNX3基因往往缺失或者在轉(zhuǎn)錄水平沉默，RUNX3基因敲除的小鼠易于發(fā)生細(xì)胞增生，RUNX3基因表達(dá)的異常也與胃癌的發(fā)生和進(jìn)展相關(guān)[19]。研究發(fā)現(xiàn)，胃癌中RUNX3基因啟動(dòng)子高甲基化是其失活的主要原因。在RUNX3基因不表達(dá)的3個(gè)胃癌細(xì)胞系中，RUNX3啟動(dòng)子區(qū)的CpG島完全甲基化，而在表達(dá)RUNX3基因的細(xì)胞系中卻沒(méi)有發(fā)現(xiàn)甲基化；RUNX3基因不表達(dá)的胃癌組織標(biāo)本中，RUNX3啟動(dòng)子區(qū)的CpG島亦被甲基化；應(yīng)用DNA甲基化抑制劑5-氮雜-2’-脫氧胞苷可使胃癌細(xì)胞系中已經(jīng)沉默的RUNX3基因恢復(fù)表達(dá)活性；以上結(jié)果說(shuō)明，RUNX3基因啟動(dòng)子的甲基化是導(dǎo)致RUNX3基因沉默的原因。另有研究報(bào)道，胃癌原發(fā)灶中RUNX3啟動(dòng)子區(qū)有甲基化的占75%，胃癌腹膜轉(zhuǎn)移灶中RUNX3啟動(dòng)子100%地有甲基化，在良性疾病的腹腔沖洗物中未檢測(cè)到RUNX3啟動(dòng)子甲基化(同時(shí)可檢測(cè)到RUNX3表達(dá))。研究亦發(fā)現(xiàn)，在99例慢性胃炎、32例腸上皮化生、77例胃腺瘤和75例胃癌組織標(biāo)本中，RUNX3基因甲基化的頻率分別為8%、28%、27%和64%，可見RUNX3基因甲基化的頻率在胃癌組織中明顯高于癌前病變[20-21]。

7TFF1基因甲基化TFF1(Trefoil factor 1)基因在人類是編碼TFF1因子的基因。TFF家族所有因子的一個(gè)共同特征是都含有至少一個(gè)拷貝的Trefoil模體，他們?cè)谖改c道粘膜穩(wěn)定分泌，功能尚不完全明了，但有保護(hù)粘膜上皮的功能。TFF1基因表達(dá)于胃粘膜，其在腫瘤細(xì)胞的表達(dá)受到重視。在胃癌中，TFF1因子的表達(dá)往往因DNA甲基化而缺失，所以TFF1基因被當(dāng)做是胃癌細(xì)胞的腫瘤抑制基因[22]。研究發(fā)現(xiàn)，在腸化生和分化良好的胃癌組織中可檢測(cè)到TFF1基因啟動(dòng)子的高甲基化，該區(qū)有甲基化的胃癌不表達(dá)TFF1因子，說(shuō)明TFF1基因啟動(dòng)子的甲基化可能與胃癌的發(fā)生相關(guān)。Feng等的研究發(fā)現(xiàn)，與匹配的非癌組織相比，TFF1基因在胃腫瘤組織中的表達(dá)為沉默或降低，在胃癌細(xì)胞中呈弱表達(dá)；TFF1基因在胃腫瘤組織和胃癌細(xì)胞中的低表達(dá)或沉默與其啟動(dòng)子區(qū)CpG島高甲基化相關(guān)，在呈弱表達(dá)；胃癌細(xì)胞中TFF1基因的表達(dá)可被去甲基化試劑恢復(fù)[23]。Tanaka等研究了182例胃癌患者TFF1的表達(dá)情況及其與患者的預(yù)后情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，TFF1的低表達(dá)與腫瘤的浸潤(rùn)情況、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況及患者的生存情況相關(guān)，故作者認(rèn)為，TFF1的表達(dá)情況可作為判斷胃癌患者預(yù)后的一個(gè)實(shí)用指標(biāo)[24]。

除了上述幾種基因外，亦有報(bào)道稱CAC-NA2D3、CHFR、DCC、FGFR2、NMDAR2B、p14、p15、PTEN、RARβ、SFRP2、SLC5A8和TIMP-3等基因啟動(dòng)子的甲基化與胃癌的發(fā)生發(fā)展有關(guān)。對(duì)胃癌多個(gè)基因或位點(diǎn)的甲基化的研究發(fā)現(xiàn)，胃癌的發(fā)生發(fā)展往往是多個(gè)基因甲基化積累的結(jié)果[25-26]。此外，DNA低甲基化亦可導(dǎo)致基因激活，近年來(lái)已經(jīng)引起了重視[27]。