前列腺癌发病与基因关联的研究进展

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前列腺癌发病与基因关联的研究进展

朱秀

【摘 要】In recent yeats, more and more studies of prostate cancer

etiology and pathogenesis showed that genetic disorder plays an

important role in the prostate cancer's occurrence and development.

Common prostate malignant tumor related genes include heredity

susceptivity gene, tumor suppressor genemetastasis genes and metastasis

suppressor genes etc. The genetic disorder influence on the forming of the

tumor are mainly seen in the promotion of tumor cell proliferation,

suppression of the apoptosis and promotion of the tumor cell invasion to

the surrounding organs and metastasis to the distant organs. Here is to

review on the related gene discorders in prostate cancer's occurrence and

development to provide information for further understanding of the

pathogenesis.%近年来,越来越多的关于前列腺肿瘤病因学及发病机制研究表明,基因异常在前列腺癌的发生、发展过程中起着重要的作用.前列腺恶性肿瘤中常见的相关基因包括遗传易感性基因、肿瘤抑制基因、转移基因、转移抑制基因等.基因异常在肿瘤形成中的作用主要表现在促进肿瘤细胞增殖、抑制其凋亡,并能促进肿瘤细胞对周围及远处器官的浸润或转移.现就前列腺癌的发生、发展中主要的相关基因异常进行综述,为进一步了解前列腺癌的发病机制提供信息.

【期刊名称】《医学综述》

【年(卷),期】2011(017)011

【总页数】4页(P1648-1651) 【关键词】前列腺癌;肿瘤相关基因;发病机制

【作 者】朱秀

【作者单位】浙江省肿瘤医院病理科,杭州,310022

【正文语种】中 文

【中图分类】R737.25

在欧美前列腺癌是发病率和病死率排第二位的常见男性恶性肿瘤,严重威胁人类健康[1]。前列腺癌的发病机制较为复杂,与环境、饮食和遗传等因素有关,我国虽不是前列腺癌高发区,但近年来前列腺癌的发病率在逐年提高。因此,深入了解前列腺癌的发病机制十分重要,现从基因异常的角度对前列腺的发病机制予以阐述。

1 遗传性前列腺癌

流行病学证实前列腺癌有一定的家族遗传倾向,约9%的前列腺癌和遗传密切相关,病例对照研究显示有前列腺癌家族史者较无家族史者患前列腺癌的机会高2倍[2]。遗传学复合分离分析证实只有极少的前列腺癌是常染色体显性突变遗传,家族性晚发高龄的前列腺癌X连锁突变的可能性大。家族性肿瘤基因图谱分析显示肿瘤中高表达的遗传性等位基因对肿瘤的易感性有作用。目前,前列腺癌的4个候选遗传易感性基因得到普遍认同,分别是ELAC2、RNA2SEL和巨噬细胞清道夫受体1(macrophage scavenger receptor 1,MSR1)基因、CHEK2基因。

1.1 ELAC2基因 ELAC2可能是第一个被证实的遗传性前列腺癌基因,是HPC2位点上的一个候选基因,定位于染色体17p11,编码一种金属依赖性水解酶。最初的突变筛查发现有4个移码突变,另外还有2个少见的变异型(Ser217Leu和Ala541Thr)。这2个位点上的错义突变在前列腺癌患者中有较高的频率,并且最近的Meta分析显示ELAC2基因的Ser217Leu和Ala541Thr序列的多态性与前列腺癌的易感性相关,并且可能是前列腺癌的低外显易感性标记[3]。

1.2 RNASEL 基因 RNASEL是第一个报道的由连锁分析得到的前列腺癌易感位点,是 HPC1候选基因。RNASEL基因编码一种广泛表达具有潜在活性的核糖核酸内切酶,具有诱导干扰素、抗病毒作用,可通过干扰素调节的寡腺苷酸依赖的RNA降解通路对细胞的分化和凋亡产生调节作用,在遗传性和散发性前列腺癌中均发现RNASEL基因的突变[4,5]。

1.3 MSR1基因 MSR1位于8p22,MSR1基因编码巨噬细胞消除受体,该受体负责吸收细胞因子,包括细菌细胞壁的生成物[6]。MSR1基因组的突变与前列腺癌的发生相关,包括遗传性和散发性前列腺癌[7]。但最新的报道显示[8],在 163 个遗传性前列腺癌家庭的调查中并未发现MSR1基因的突变。炎症是前列腺癌的易感因素,MSR1基因的突变失去对病毒和细菌RNA的清除。因此,可诱发慢性炎症,可能导致前列腺癌的发生。

1.4 CHEK2基因 CHEK2基因是p53的一个上游调控子。CHEK2基因突变可见于散发性及家族性前列腺癌,可增加前列腺癌发生的危险性[9]。最近Cybulski等[10]研究发现,BRCA1、CHEK2 和 NSB1 基因可增加波兰男性患前列腺癌的风险,并且发现CHEK2基因是多个器官肿瘤的易感基因和遗传基因,RNASEL、MSR1的突变对前列腺癌进展作用不大。

2 散发性前列腺癌

大多数前列腺癌是散发性肿瘤。散发性前列腺癌的分子病理机制包括前列腺癌危险因素基因的多态性、体细胞遗传改变、前列腺癌进展因子,如生长因子、侵袭和转移相关基因等。

2.1 前列腺癌基因的多态性 至少有1%的前列腺癌患者出现基因的多态性。Toll样受体(Toll-like receptor,TLR)4、p27、CYP17、SRD5A2 等基因多态性的高发率会增加前列腺癌的患病率。

2.1.1 TLR4基因 TLR4编码受体蛋白,在革兰阴性菌感染后引起的固有免疫信号转导通路中发挥重要作用,TLR4序列的多态性可增加前列腺癌的危险性[11,12]。

2.1.2 CYP17基因 CYP17基因定位于10号染色体,编码P450~17α2羟化酶,在雄激素生物合成代谢中起重要作用。该基因存在三种基因型,即A1PA1、A1PA2和A2PA2。A2等位基因(5'启动子区域T→C多态性)被认为可以增加基因的转录效率,从而提高酶的活性,使雄激素合成增多,进而增加前列腺癌的发病风险,CYP17的多态性与遗传性和散发性前列腺癌的发生均有关[13]。目前,Sarma 等[14]研究显示,CYP17基因的外显子1区域、5'-UTR及胰岛素样生长因子基因的特殊单核苷酸多态性的基因表型影响前列腺癌的易感性。

2.1.3 SRD5A2基因 SRD5A2位于染色体2q22~23,编码类固醇5α还原酶Ⅱ型,可使睾酮还原为效力更强的双氢睾酮,而双氢睾酮对前列腺细胞的生长和分化具有重要作用。SRD5A2基因多态性可引起5α还原酶活性的改变。Uemura等[15]的研究显示,在前列腺癌去势治疗患者中,类固醇5α还原酶是11-脱氧皮质酮的新的培养基,它们可以通过调节雄激素受体途径促进前列腺癌细胞的增殖和分化。

2.1.4 维生素D受体 大量的实验证据表明,维生素D的激素表型可促进前列腺癌细胞的分化,阻止癌细胞的增殖、侵袭和转移。流行病学调查显示[16],维生素D的表型及其受体的多态性与前列腺癌危险性有不可分割的关系。另外,通过大量的阳光照射和从事大量的户外职业可降低进展期前列腺癌患者的风险。因此,认为维生素D受体的多态性和阳光照射在前列腺癌的发病学中起重要的作用。

2.2 体细胞的遗传改变 和其他上皮肿瘤一样,前列腺癌的发生、发展涉及许多体细胞基因的改变,包括点突变、缺失、错位、重排以及DNA的甲基化。这种体细胞基因改变的积累需数年或数十年的时间。和其他的肿瘤相比,异质性是前列腺癌的特点,即不同的基因或染色体的改变在不同的患者,或同一个患者的不同的前列腺癌部位,或同一患者不同病变的不同区域即可有明显的不同。这种基因改变受环境因素和生活方式等的作用而积累,这种积累的结果和前列腺癌的进展明显相关。在散发性前列癌中常发现,7p(EGFR)、7q(Caveolin-1)、8p(MSR/NKX3.1)、8q(c-myc)、10q(PTEN)、13q(Rb)、16q(E-CAD)、Xq(AR)染色体异常和对应染色体上基因的异常,这些是前列腺癌常见的染色体的突变,但是前列腺癌的致癌作用十分复杂,其他染色体的基因有可能也参与其中。

2.3 肿瘤抑制基因 同源染色体的丢失或置换最初认为可导致肿瘤抑制基因的丢失。肿瘤抑制基因的丢失包括以下几种观点:①基因启动子的CpG岛的DNA甲基化导致一个染色体或同源染色体的失活;②遗传基因的功能下调;③其他基因的表达降低,这些都是由于同源染色体的置换,启动子的甲基化,或其他蛋白产物的变化引起的。

2.3.1 谷胺酰氨硫转移酶基因 谷光甘肽S-转移酶在基因组中充当管家基因的作用,它可清除环境中有关肿瘤形成因子亲电子基团和氧自由基,从而避免这些因子对DNA的损伤。最近发现大概有90%的前列腺癌和2/3的高级别上皮内瘤变的患者都发现CpG岛的高甲基化,而在正常前列腺细胞和组织中没有发现,CpG岛的高甲基化在原发前列腺癌和转移灶中没有区别[17,18]。最近的一项研究显示,谷光甘肽S-转移酶不同的亚单位(α、μ、π)在良性前列腺上皮、高级别上皮内瘤变以及前列腺癌中的表达逐渐降低[19]。因此,谷光甘肽S-转移酶基因的甲基化检测被认为是用于前列腺癌的早期的筛查指标。

2.3.2 PTEN基因和p27基因 PTEN基因是前列腺癌重要的肿瘤抑制基因,并且影响另一个重要的肿瘤抑制基因p27的聚集。PTEN基因编码磷酸酯酶,是前列腺癌进展中体细胞变化的共同靶体[20]。PTEN是17,21-羟基孕甾烯醇酮信号转导通路的负调节因子,而磷脂酰肌醇3激酶和其下游分子蛋白激酶B所组成的信号通路调控细胞周期的进展和肿瘤细胞的转录[21]。在人类遗传性前列腺癌的相关研究显示PTEN与p27的B位点是前列腺癌的致癌位点。p27的109编码区的核酸位置的改变可以增加进展性前列腺癌的危险因素[22]。

2.3.3 NKX3.1 基因和 KLF6 基因 NKX3.1 定居在8p号染色体上,是肿瘤抑制基因的候选基因,NKX3.1编码前列腺特殊同源形基因蛋白,促进正常前列腺的生长。KLF6基因属于锌指转录因子家族,在细胞的增殖和分化过程中起着重要的作用。大量的文献报道KLF6和NKX3.1基因是散发性前列腺癌的肿瘤抑制基因,在前列腺癌中KLF6和NKX3.1基因出现频繁的等位基因的缺失导致细胞分化受到抑制[23]。