端粒酶在胃癌中的作用研究進展

作者：梁寒暉　　作者單位：廣西合山市人民醫(yī)院普外科，廣西合山　546508

　　【關(guān)鍵詞】 胃癌;端粒酶

　　端粒酶(telomerase) 是一種蛋白質(zhì)與RNA組成的核糖核蛋白，其作用是保證真核細胞染色體線性DNA的復制得以完全。 端粒酶在正常體細胞中處于失活狀態(tài)。其活化是細胞永生化或惡化的重要標志[1]。端粒酶基因激活以后，腫瘤細胞中端粒的長度才能相對穩(wěn)定，使細胞獲得無限增殖的能力。因此，人們希望通過對端粒與端粒酶的深入研究，揭示腫瘤的發(fā)生、發(fā)展機制，并獲得一些重要的治療靶點[2]。現(xiàn)將近幾年來端粒及端粒酶在胃癌發(fā)生中的作用及其臨床意義綜述如下。

　　端粒及端粒酶的結(jié)構(gòu)與功能

　　1.端粒 早在上世紀30年代Muller等就發(fā)現(xiàn)染色體末端存在一種維持染色體穩(wěn)定和完整的特殊結(jié)構(gòu)—端粒[1]。近年研究表明，端粒是真核細胞染色體末端的特殊結(jié)構(gòu)，由重復DNA序列及相關(guān)蛋白質(zhì)組成。端粒DNA是由5 TFAGGG3序列片段重復構(gòu)成，重復次數(shù)高達2000次左右。端粒相關(guān)蛋白初是Chong于1995年發(fā)現(xiàn)的，命名為端粒重復序列結(jié)合因子l(TRF1)[3]，近幾年，相繼發(fā)現(xiàn)了TRF2、TANK1、TANK2、TIN2、Pinxl、POTI等10余種端粒結(jié)合蛋白。它們對維持端粒的功能具有重要作用[4]。人端粒的重要功能是保持染色體的完整性，防止染色體DNA降解、末端融合、缺失和非常規(guī)重組。端粒長度隨著有絲分裂的進行而逐漸縮短，當端粒縮短到一定程度，不能維護染色體的穩(wěn)定時，則導致細胞凋亡及衰老。端粒酶的激活可維持端粒RNA的穩(wěn)定，進而促進腫瘤的發(fā)生;另外還存在一些替代途徑可維持端粒的穩(wěn)定。在大鼠試驗中，由于端粒酶的缺失使端粒極度縮短，導致染色體的不穩(wěn)定，不僅可引起細胞的凋亡，還導致大鼠的過早衰老。因此認為端粒在維持細胞染色體穩(wěn)定、控制細胞壽命方面起著重要作用[5]。但關(guān)于端粒的具體作用機制還需進一步研究。

　　2.端粒酶 端粒酶是1985年Greider等[7]從四膜蟲的細胞提取物中發(fā)現(xiàn)的。它是一種核糖核蛋白酶，由端粒酶RNA(hTR)、端粒酶反轉(zhuǎn)錄酶(hTERT)和端粒酶相關(guān)蛋白l(hTERP1)組成。hTR是端粒末端DNA合成的模板，廣泛存在于哺乳動物細胞中。H/ALA框是存在于核仁RNA中的一段序列，PueblaMora等[8]研究發(fā)現(xiàn)，hTR的末端也具有相似的H/ALA框，這段特殊序列對于維持端粒酶的活性具有重要意義[9]。hTERP1是與hTERT結(jié)合的一種蛋白，可以維持端粒酶的穩(wěn)定及功能。hTERT是一種反轉(zhuǎn)錄酶，催化hTR合成端粒RNA。實驗發(fā)現(xiàn)當克隆的hTERT cDNA在端粒酶陰性的細胞內(nèi)過度表達時，細胞的端粒酶被激活，但改變hTERT中氨基酸的序列，端粒酶活性將減低或消失。缺氧誘導因子l(HIFI)可與hTERT基因的啟動子結(jié)合，Gulmann等[10]研究發(fā)現(xiàn)，缺氧或H1FI過表達可以激活hTERT翻譯，進而導致端粒酶活性增加。Lin等[11]報道，抑制端粒酶的活性不僅可以縮短端粒長度，還可以抑制一些關(guān)于血管生成及轉(zhuǎn)移的基因，達到抑制腫瘤的增殖及轉(zhuǎn)移。這些研究證明，端粒酶的活性主要依賴于hTERT、mRNA的水平，端粒酶的激活是促進腫瘤發(fā)生、增殖及轉(zhuǎn)移的一個重要因素。

　　端粒酶活性在胃癌早期的表達

　　正常人體細胞中端粒程序性地縮短限制了轉(zhuǎn)化細胞的生長能力，這可能是腫瘤形成的一個抑制機制。正常細胞的分裂次數(shù)是有限的，端粒酶的激活是細胞走向永生化的重要途徑。端粒酶的激活可以維持腫瘤細胞端粒的長度，從而維持腫瘤的繼續(xù)生長[13]。在腫瘤形成過程中，端粒延長起重要的作用。端粒的長度在胃癌組織>胃黏膜正常組織>化生組織>腺瘤組織中，端粒酶的活性在胃癌組織>腺瘤組織>化生組織>胃黏膜正常組織，端粒酶的活性在胃癌發(fā)生的早期事件中即表達(腸化、腺瘤形成)，但早期階段其活性尚不足以恢復縮短的端粒[14]。Agao等[15]用化療藥處理胃癌細胞株的方法研究發(fā)現(xiàn)，細胞周期可以調(diào)節(jié)端粒酶的活性，S期細胞高表達端粒酶活性。胃癌組織端粒酶活性明顯高于切緣黏膜組織(P<0.01)，腫塊大徑≥5 cm腫瘤組的端粒酶活性明顯高于大徑<5 cm腫瘤組(P<0.01)，淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移陽性組端粒酶活性明顯高于淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移陰性組(P<0.01)，早期(I、Ⅱ期)胃癌端粒酶活性明顯低于晚期(Ⅲ、Ⅳ 期)胃癌(P<0.01)。Kashima等[6]在幽門螺桿菌感染與端粒酶活性關(guān)系的研究中發(fā)現(xiàn)，正常胃黏膜中無端粒酶活性表達，胃癌組織端粒酶活性明顯升高(83.3%);HP陽性組胃黏膜病變端粒酶活性(50.7%)明顯高于HP陰性組(17.2%)(P<0.01)，HP后端粒酶活性(40.0%，4/10)明顯低于治療前(90.0%，9/10)(P<0.05)，認為HP陽性胃疾病端粒酶活性增強，HP后，端粒酶活性明顯低于治療前。Matsutani等[3]觀察癌組織端粒酶陽性率(明顯)>腸上皮化生(IM)及異型增生(Dys)>慢性萎縮性胃炎(CAG)，端粒酶陽性檢出率與患者性別、腫瘤大小、浸潤深度、大體類型、分化程度、有無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及臨床分期無明顯相關(guān)性。通過TRAP檢測方法及可定量的TRAPELISA法的建立，端粒酶的測定有望為惡性腫瘤的診斷帶來希望。

　　端粒酶活性檢測的臨床意義

　　大部分研究認為端粒酶在臨床診斷中前景誘人，但也存在問題，比如，由于大多數(shù)胃炎組織(7l%)端粒酶呈陽性，這將影響端粒酶在胃癌臨床診斷中的應(yīng)用。Hao等[16]研究發(fā)現(xiàn)，胃黏膜相關(guān)惡性淋巴瘤經(jīng)過幽門螺桿菌后隨著端粒酶活性的下降而瘤組織消退。應(yīng)用硫代修飾人端粒酶RNA(hTR)反義核酸后胃癌細胞對順鉑(DDP)和阿霉素(ADM)敏感度提高，化療藥物ADM和DDP對端粒酶活性抑制作用不同，而且有時間依賴趨勢。hTR反義PSODN可增加ADM和DDP抑制胃癌細胞系SGC7901端粒酶活性、誘導細胞凋亡和抑制細胞增殖的作用。Yoo等[17]探討了化療藥物對胃癌細胞端粒酶活性的影響，發(fā)現(xiàn)順鉑、絲裂霉素c和阿霉素在誘導癌細胞凋亡的同時，下調(diào)端粒酶活性，且其抑制作用呈時間依賴關(guān)系;5氟脲嘧啶和甲酰四氫葉酸對胃癌細胞端粒酶活性無明顯抑制作用，化療前后細胞端粒酶活性的變化，可作為化療敏感度指標。由于端粒酶對維持端粒長度及保持染色體的穩(wěn)定性的重要作用，近年開展了通過抑制端粒酶活性來治療腫瘤的試驗研究。抑制端粒酶的策略主要有以下三方面：① 阻斷端粒酶RNA。因為RNA不僅是端粒DNA的合成模板，而且還有酶活性，阻斷端粒酶RNA可作為抑制端粒酶活性的靶點，現(xiàn)研究中采用的方法主要有反義hTR、核酶(Ribozyme，RZ)和肽核酶(PNA)等。②采用逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑抑制端粒酶。端粒酶是一種逆轉(zhuǎn)錄酶，逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑同樣可抑制端粒酶的活性，現(xiàn)研究中主要采用dideoxyyuanine(ddG)和azidothymidine(AZT)等法。③ 抑制端粒酶蛋白。端粒酶蛋白是端粒酶所必需的，抑制端粒酶蛋白有可能成為腫瘤治療的一個靶點。楊金亮等[18]觀察反義人端粒酶RNA(human telomerase RNA components，hTR)轉(zhuǎn)染的SGC7901胃癌細胞(7901ahTR)，結(jié)果表明反義hTR轉(zhuǎn)染的7901細胞p21和p27表達增加，PCNA和cmyc表達下調(diào)，而cyclinD1和p16 mRNA表達無明顯變化。認為抑制端粒酶活性能調(diào)節(jié)多種細胞周期調(diào)控基因的表達，從而抑制腫瘤細胞的增殖和誘導分化。端粒酶對預測胃癌的預后方面，尹家俊等[19]探討胃癌端粒酶表達的預后研究，胃腺癌端粒酶陽性表達率在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組顯著高于無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組(P<0.05);在術(shù)后生存5年以下者中顯著高于生存5年以上者(P<0.05)。胃腺癌組織中端粒酶活性的檢測對判斷胃癌預后有重要意義。端粒酶的活性高表明胃癌的發(fā)展速度快、侵襲性強，應(yīng)強化術(shù)后治療。

　　綜上所述，端粒酶是目前已知的廣譜腫瘤分子標志物。端粒和端粒酶在胃癌中作用的研究將有助于闡明腫瘤發(fā)生的機制，為胃癌的診斷、治療和預后提供科學的理論基礎(chǔ)。

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