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单核苷酸多态性与肿瘤转移的研究进展

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维普资讯 http://www.cqvip.com 国际检验医学杂志2008年2月第29卷第2期Int J LabMed,February 2008,Vo1.29,No.2 ・ 127 ・ ・综述・ 单核苷酸多态性与肿瘤转移的研究进展 王瑜综述 杨磊 丁彦青审校 【摘要】单核苷酸多态性(SNP)是基因组变异最丰富的一种DNA序列变化形式,其与现有的 遗传标记物结合,与现有的基因诊断体系接轨,将加速检验医学从表型诊断向基因型诊断的过渡。肿 瘤是一种多基因遗传病,其侵袭转移与致病基因的SNP密切相关,现就近几年这方面的研究新进展 作一综述。 【关键词】多态性,单核苷酸; 肿瘤转移 中图分类号:R730.43 文献标识码:A 文章编号:1673—4130(2008)02—127—04 单核苷酸多态性(single nucleotide polymor— phism,SNP)是由基因组核苷酸水平上的变异引起的 的癌组织中可检测到KLK10 mRNA表达,且癌组织 中KLK 10基因的表达量显著高于相应的正常组织。 癌组织中KI K 10基因外显子3第50密码子有丙胺 酸(GCC)2丝氨酸(TCC)改变;外显子4有4个密 DNA序列多态性,包括单个碱基的转换、颠换,以及 单个碱基的缺失和插入,而且其中最少的一种等位基 因在群体中的频率不小于1 。SNP的特点有数量 多,分布广泛;遗传稳定性;易于基因分型;适于快速、 码子,即106[甘氨酸(GGc)一甘氨酸(GGA)]、112[苏 氨酸(AcG)一苏氨酸(ACC)]、141[亮氨酸(CTA)一亮 氨酸(CTG)]及149[-脯氨酸(CCG)一亮氨酸(CTG)]为 SNP;相应正常结直肠组织中未发现有此突变。 Andersen等口 认为单亲二倍体在结直肠癌中出 现频繁,使用SNP阵列方法,通过Affymetrix Map— ping 10K SNP阵列对15例肠腺癌患者进行分析,发 高通量筛选。肿瘤转移是导致患者死亡的主要原因, 目前最有效的方法是早期诊断、早期治疗,减少或消 除肿瘤转移的发生。与肿瘤发生有关的SNP研究主 要集中在一些重要的癌基因和抑癌基因中单个或几 个SNP位点。而不同的个体因其独特的多态性而对 环境中物理、化学及生物等致癌因素具有不同的易感 现多个区域存在拷贝数改变及杂合子缺失(LOH),并 且证实了基因组学改变与TP53灭活及淋巴结转移密 切相关。 性,肿瘤自身的发展也会呈现出不同的特点。因此, SNP可以用来筛检肿瘤易感人群,评估肿瘤转移情况 及预后。 肺 结直肠癌 癌 肺癌是最常见的恶性肿瘤之一,半个世纪以来肺 结直肠癌是肠黏膜上皮和腺体发生的恶性肿瘤。 发病率仅次于胃癌和食管癌居第3位,其中以老年人 多见,青年患者有逐渐增多趋势。低氧诱导因子一1a (hypoxia induced factor—la,HIF一1a)与血管内皮生 长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF) 癌的发生率和死亡率一直呈明显上升趋势。据统计 在多数发达国家居恶性肿瘤首位,在我国多数大城市 肺癌的发病率和死亡率也居恶性肿瘤的第1位或第2 位。基质金属蛋白酶一9(matrix metalloproteinases一9, MMP一9)在肿瘤浸润和侵袭中发挥重要作用,其功能 区非同义SNP影响底物和抑制物结合,从而对肿瘤 的易感性和侵袭发挥作用。Hu等 选择了与肺癌浸 润和转移相关的MMP一9功能区3个非同义SNPs (R279Q、P574R和R668Q)进行研究,发现与279QQ 的表达、肿瘤分级、淋巴结侵袭、血管侵袭及肝脏转移 密切相关。Kuwai等口 对结直肠癌患者的C1772T 多态性进行研究,阐释结直肠癌HIF—la的激活机制。 结果发现,HIF—la基因型在结直肠癌患者与健康对 照人群中的分布有明显的差异(P<0.000 5)。但 HIF_1a外显子12的基因型与患者性别及年龄无关, C1772T多态性与结直肠癌的浸润及转移无关。 冯波等 对63例结直肠癌患者的激肽释放酶10 (KLK lO)进行检测,发现其表达与淋巴结转移及临 床分期有显著相关性(P<0.05)。97 (61/63)患者 基金项目:国家自然科学基金项目(30500595) 作者单位:510515广州,南方医科大学南方医院病理科 通讯作者:杨磊,E—mail:yanglei@fimmu.corn 基因型相比,279RR基因型与肺癌转移的高危险性密 切相关,而与574RR基因型相比较,574PR杂合子型 和574PP纯合子型肺癌转移危险性分别提高了1.46 倍和1.69倍。因此认为MMP一9 P574R和R279Q可 能成为原发性肺癌的发生及转移的分子生物标志,而 R668Q与肺癌危险性不相关。 方淑梅等 选择了MMP一3启动子下游区1171 处5A或6A单核苷酸多态性位点,对中国北方人群 173例非小细胞肺癌患者进行研究。显示有淋巴结转 维普资讯 http://www.cqvip.com

・ 128 ・ 垦 医学杂志2008年2月第29卷第2期Int J LabMed,February 2008,Vo1.29,No.2 移组的5A等位基因频率(22.8 )显著高于无淋巴结 女性恶性肿瘤第一位。乳腺癌发病机制尚未完全阐 转移组(11.8 )(P一0.02),有淋巴结转移组的5A/ 明,雌激素长期作用、家族遗传倾向、环境因素和长时 5A基因型频率(8.6 )显著高于无淋巴结转移组 间大量接触放射线和乳腺癌发病有关。Crawford (0 )(P=0.02)。与6A/6A基因型相比,5A/5A纯 等l1叫通过对鼠乳腺癌模型的研究发现SIPA1(signal— 合基因型明显增加淋巴结转移的风险性。因此, induced proliferation associated gene 1)编码的鸟苷 MMP一3 5A纯合子可能增加非小细胞肺癌患者发生 三磷酸酶激活蛋白具有调节乳腺癌转移能力的作用。 淋巴结转移的风险性。 他们进一步对SIPA1内3个已知的SNP位点进行研 Sun等 对肺癌患者11号染色体短臂22的 究,发现2760G>A和一313G>A与淋巴结转移密切 MMP基因簇(MMP1一MMP3-MMP12)单体型进行研 相关(P一0.006 2和P一0.008 3),而545C>T与ER 究,发现被选取的MMP基因簇可分为两大类,一类 阴性肿瘤(P一0.001 2)和PR阴性肿瘤(P一0.033 9) 主要是由MMP1翻译区组成的单体型明显增加肺癌 相关。由此推定,这3个SNPs所决定的单体型与肿 浸润与转移的风险,另一类包括MMP3在内的基因 瘤侵袭密切相关,其中2760G>A和一313G>A所决 单体型则明显降低了肺癌的浸润,因此认为MMP1一 定的单体型与乳腺癌淋巴结转移相关(P一0.005 1), MMP3一MMP12基因簇对肺癌的进展与转移起着重 而545C>T所决定的单体型与乳腺癌ER和PR阴 要作用。 性特征相关(P:0.005 3和P一0.019 9)。如果这些 Lou等 对81例非小细胞肺癌的两个SNP位点 研究结果在其他人群中得到证实,将对乳腺癌的分期 rs1052576、rs1052571进行分析,发现非小细胞肺癌 和治疗产生重大影响。 患者G等位基因出现的频率明显高于正常人群(P< 0.05),有淋巴结转移的患者AG基因型出现频率明 食管癌 显高于没有淋巴结转移的患者(P<0.05)。研究证 食管癌是由食管黏膜上皮或腺体发生的恶性肿 实,CASP9基因与非小细胞肺癌的原癌基因、位于 瘤。全世界每年约30万人死于食管癌,其中一半是 CASP9外显子5的rs1052576与非小细胞肺癌之间 中国人。MMP1基因位于11q22,主要介导结缔组织 的联系,并且证实了AG基因型与淋巴结的转移有一 的降解和肿瘤的侵袭,其启动子区2G/1G SNP与肾 定的联系。 细胞癌、肺癌和结直肠癌的发生有关,并与皮肤恶性 胃 癌 黑色素瘤、卵巢癌的侵袭转移相关。但Jin等_1 对中 国北方人群的研究发现,MMP1启动子区2G/1G 胃癌是由胃黏膜上皮和腺上皮发生的恶性肿瘤。 SNP不会改变食管鳞状细胞癌和胃贲门腺癌发生发 占我国恶性肿瘤的第1位或第2位。表皮生长因子 展的风险,也不能作为预测这两种肿瘤淋巴转移的分 (epidermal growth factor,EGF)具有许多生物学功 子标志物。 能,在多种肿瘤,包括胃癌的进展过程中发挥重要作 胸苷酸合成酶(thymidylate synthase,TS)是 用。Hamai等 对200例胃癌患者进行研究,发现其 DNA合成的关键酶。TS基因5 非编码区串联重复 A等位基因出现频率要明显低于健康对照组(P一 序列和G/C单核苷酸多态性可能导致酶表达或活性 0.01)。具有A/A或A/a基因型患者胃癌发生危险 的改变,从而改变个体对肿瘤的易感性及预后。董稚 性远低于G/G基因型患者,但是A/A或A/a基因 明等口 选取232例食管鳞状细胞癌患者进行了研究, 型与肿瘤的侵袭相关,如肿瘤的浸润深度、淋巴结转 与3G/3G基因型相比,2R/3G基因型显著增加淋巴 移、临床分期和组织学分型高低相关。这说明EGF 结转移的危险性。TS表达水平与患者的性别、年龄、 基因5 非编码区61A/G SNP不但与胃癌发生相关, 淋巴结转移和临床病理分期无关,而与TS 5 UTR 而且与其侵袭和转移也相关。 基因型密切相关(P<0.05)。因此,TS 5 UTR重复 由于MMP一9启动子区一1562 C/T SNP可影响该 序列及SNP多态性与食管鳞状细胞癌淋巴结转移有 基因的表达,Matsumura等 通过对177例胃癌患者 关,而TS蛋白表达水平与淋巴结转移无关。 进行研究,结果表明胃癌患者基因型与健康对照人群 相似(P一0.223),但是肿瘤浸润深度、临床分期、淋巴 口腔鳞状细胞癌 结转移与MMP一9启动子区一1562 C/T SNP之间差异 口腔鳞状细胞癌是最常见的口腔恶性肿瘤。Cao 均有统计学意义(P<0.05)。因此,MMP一9启动子 等口 对96例口腔鳞状细胞癌患者的MMP—l启动子 区T等位基因与胃癌侵袭转移表现型相关。 序列的一1607位点1G/2G多态性进行基因分型。发 乳腺癌 现口腔鳞状细胞癌患者的2G等位基因出现频率明显 高于健康对照人群(P一0.001);患者的2G纯合子所 乳腺癌是来自乳腺终末导管小叶单元上皮的恶 占比例明显高于健康对照人群(P=0.001)。对口腔 性肿瘤。发病率近年来一直呈缓慢上升趋势,已跃居 鳞状细胞癌患者临床病理指标(如性别、吸烟、临床分 维普资讯 http://www.cqvip.com

国际检验医学杂志2008年 旦箜 鲞箜 塑! ! ry ! ,ol: ! - 级及淋巴结转移等)进行分类分析,发现只有吸烟与 加速检验医学从表型诊断向基因型诊断的过渡。随 MMP一1基因型有明显联系。研究表明,在MMP一1启 动子序列一1607位点的多态性与我国人群口腔鳞状细 着高密度DNA芯片等技术的应用,SNP可快速进 行自动批量检测,不仅大大提高分型速度,且更降 低了基因搜索的成本。因此,它对未来医学将产生 深远的影响。 胞癌易感性有关联,而与淋巴结转移无关。 宫颈癌 参 考 文 献 宫颈癌是女性生殖系统常见的恶性肿瘤之一。 近年来由于宫颈脱落细胞学检查的推广及普及,使许 多癌前病变和早期癌得到早期防治,5年生存率和治 愈率显著提高。Kohaar等口 对宫颈癌患者的TNF-a [1]Kuwai T,Kitadai Y,Tanaka S,et a1.Single nucleotide polymor phism in the hypoxia inducible factor-lalpha gene in colorectal carcin0ma EJ].oncol Rep,2004,12(5): 1033 1037. [2]冯波,郑民华,马君俊,等.结直肠癌组织中激肽释放酶1o基因 的一308 G/A和一238 G/A两个SNP位点进行研究,发 现病例组TNFalpha一308A等位基因出现的频率明显 高于健康对照组(病例组21 ,对照组9 ;P<0. 01),而TNFalpha一238(G/A)多态性与宫颈癌没有相 关性,进一步研究表明TNFalpha启动子区一308 G/A SNP增加了印第安女性感染HPV的风险并加速宫 颈癌侵袭转移。 皮肤鳞状细胞癌 皮肤鳞状细胞癌(squamous cell carcinoma,SCC) 在白种人恶性肿瘤的发病率中居第2位,然而其发生 的基因机制仍然不清楚。Purdie等 使用SNP微阵 列分析检测16例原位癌和2例有淋巴结转移的鳞状 细胞癌。研究发现最常见的基因改变是9号染色体 长臂的杂合子缺失,其次是3号染色体长臂的杂合子 缺失。在2例原位SCC中发现了9号染色体长臂23 内的PTPRD位点纯合子的微删除,这是在肺癌和神 经细胞瘤中频繁出现的一个纯合子删除靶点,而第3 例患者此位点表现为杂合子删除并且蛋白酪氨酸磷 酸酶受体型D(protein tyrosine phosphatase receptor type D,PTPRD)表达异常。研究数据证实了PTPRD 作为一个肿瘤抑制基因,在SCC中与肿瘤的转移存在 一定的关联性。 其 他 乙酰肝素酶(Heparanase,HPSE)是一种对硫酸 乙酰肝素降解起作用的哺乳动物糖苷酸酶。Ostro— vsky等 对4种人群(Ashkenazi、North African、 Mediterranean和Near Eastern)7个HPSE基因 SNPs进行检测,其中的4个(rs4693608、 dbl1099592、rs4364254、db6856901)显示多态性,并 提供了在不同人群中HPSE基因SNPs的特征。研 究表明原位癌浸润转移相关的SNPs与乙酰肝素表达 及功能的连锁分析是必不可少的。 结束语 21世纪被称为生命科学世纪,SNP研究将是21 世纪生命科学的热点。SNP标记的确立,将与现有 的遗传标记物结合,与现有的基因诊断体系接轨, 的表达及其与临床及病理的关系EJ].中华外科杂志,2006,44 (9):623 627. E3]Andersen CL,Wiuf C,Kruhoffer M,et a1.Frequent occurrence of uniparental disomy in colorectal cancer[J].Carcinogenesis, 2007,28(1):38 48. ‘ E4]Hu Z,Huo X,Lu D,et a1.Functional polymorphisms of matrix metall0pr0teinase一9 are associated with risk of occurrence and me— tastasis of lung cancer[J].Clin Cancer Res,2005,11(15): 5433—5439. E53方淑梅,金霞,李琰,等.基质金属蛋白酶3基因多态性与非小 细胞肺癌遗传易感性及淋巴结转移的关系EJ].癌症,2005,24 (3):305-310. [6]Sun T,Gao Y,Tan W,et a1.Haplotypes in matrix metallopro teinase gene cluster on chromosome 1 lq22 contribute to the risk of lung cancer development and progression[J].Clin Cancer Res, 2006,12(23):7009 7017. [73 Lou Y,Fang CQ,Li JH.A study on the expression of CASP9 gene and its polymorphism distribution in non small cell lung cancer[J].Zhonghua Yi Xue Yi Chuan Xue Za Zhi,2007,24 (1):59 62. Es]Hamai Y,Matsumura S,Matsusaki K,et a1.A single nucleotide polymorphism in the 5 untranslated region of the EGF gene is as sociated with occurrence and malignant progression of gastric cancer IJ].Pathobiology,2005,72(3) 133—138 [93 Matsumura S,Oue N,Nakayama H,et a1.A single nucleotide polymorphism in the MMP 9 promoter affects tumor progression and invasive phenotype of gastric cancer[J].J Cancer Res Clin Oncol,2005,131(1):19—25. [1O]Crawford NP,Ziogas A,Peel DJ,et a1.Germline polymor— phisms in SlPA1 are associated with metastasis and other indica— tors of poor prognosis in breast cancer[J].Breast Cancer Res, 2006,8(2):R16 [113 Jin X,Kuang G,Wei LZ,et a1.No association of the matrix meta儿0pr0te nase 1 promoter polymorphism with susceptibility to esophageal squamous cell carcinoma and gastric cardiac adenocar— cinoma in northern China[J].World J Gastroenterol,2005,1 1 (16):2385—2389. [12]董稚明,崔雅静,邝刚,等.胸苷酸合成酶基因多态性及其蛋白 表达与食管鳞状细胞癌淋巴结转移的关系[J].癌症,2005,24 (10):1225 1229. [133 Cao ZG,Li CZ.A single nucleotide polymorphism in the matrix metalloproteinase-1 promoter enhances oral squamous cell carci— noma susceptibility in a Chinese population[J].Oral Oncol, 2006,42(1):32 38. [14]Kohaar I,Thakur N,Salhan S,et al TNFalpha一308G/A polymor— phism as a risk factor for HPV associated cervical cancer in IndJan population EJ].Cell Oncol,2007,29(3):249—256 (下转第132页) 维普资讯 http://www.cqvip.com 国际检验医学杂志2008年2月第29卷第2期Int J LabMed,February 2008,Vo1.29,No.2 7个Sir2同源基因,分别命名为SIRT1到SIRT7。其 dant functions of histone acetylation revealed by mutation of tar— 中对SIRT1研究的最多,它在DNA损伤修复、细胞 get lysines and loss of the Gcn5p acetyltransferase[J].EMBO J, 周期控制、抑制细胞凋亡、抵抗氧化逆境和延长细胞 1998,17(11):3155—3167. E23 Kikuchi H,Takami Y,Nakayama T.GCN5:a supervisor in all— 寿命方面起着重要作用。Jeong等 研究结果发现 inclusive control of vertebrate cell cycle progression through tran— 大鼠和人类细胞CR过程中,SIRT1使DNA修复因 scription regulation of various cell cycle-related genes[J].Gene, 子Ku70去乙酰化,最终抑制应激诱导的细胞程序性 2005,347(1):83—97. 死亡;而SIRT2在心脏、脑、睾丸及骨骼肌中高表达, [3]Baluchamy S,Sankar N,Navaraj A,et a1.Relationship between EIA binding to cellular proteins,c—myc activation and S ̄phase in 且其表达水平受细胞周期调节,在有丝分裂期间 duction[J].oncogene,2007,26(5):781—787. SIRT2的表达明显增加,在G /M转换时被磷酸化。 -143 Early A,Drury LS,Diffley JF.Mechanisms involved in regula— 而第4类HADCs的功能目前暂不清楚。组蛋白 ting DNA replication origins during the cell cycle and in response 乙酰化修饰是可逆的过程,在细胞周期G ~M进程 to DNA damage[J].Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci,2004, 中组蛋白的不适宜去乙酰化多导致细胞生长缓慢, 359(1441):31-38. G /M期延长;同时组蛋白去乙酰化后亦能使一些细 E5]Tang Y,Luo J,Zhang W,et a1.Tip60一dependent acetylation of p53 modulates the decision between cell—cycle arrest and apoptosis 胞周期的特异性调节蛋白如周期蛋白依赖性激酶抑 [J].Mol Cell,2006,24(6):827 839. 制剂的转录获得上调,成为细胞周期进程中的必须。 [6]Thomas T,Corcoran LM,Gugasyan R,et a1.Monocytic leuke— 但亦有众多研究征实第1类HADCs对细胞周期影响 mia zinc finger protein is essential for the development of long— 的机制不尽相同,G。期阻滞表型主要是由于HDACs term reconstituting hematopoietic stem cells[J].Genes Dev, 2006,2O(9):1175-1186. 对p21等关键的细胞周期调控基因的转录阻抑作用 [7]Kuninger D,Wright A,Rotwein P.Muscle cell survival mediated 被解除,而对G /M期的作用则是通过影响HDACs by the n’anscripti0na1 coactivators p300 and PCAF displays differ— 在细胞中的复制过程而产生的。目前对于HDACs ent requirements for acetyltransferase activity[J].Am J Physiol 的研究尚处于一个急速上升阶段,尤其是在细胞周期 Cel1 Physiol,2006,291(4):C699一C709. 进程中的调控机制方面仍需进一步地研究和探讨。 [83 Goodman RH,Smolik S.CBP/p300 in cell growth,transforma— 综上所述,HDACs与HATs的发现是分子生物 tion,and development[J].Genes Dev,2000,14(13):1553 1577. 学的一个飞跃,它们的发现和研究有助于更好的解释 [9]Hamamori Y,Sartorelli V,Ogryzko V,et a1.Regulation of his 组蛋白乙酰化状态在细胞周期中的调控机制。众所 tone acetyltransferases p300 and PCAF by the bHLH protein 周知,细胞周期中的每个时期都具有其特殊的功能, twist and adenoviral oncoprotein EIA l-J].Cell,1999,96(3): 405—4 13. 它们的正常进程决定着细胞的增生、静止或分化状 [1O]Haggarty SJ,Koeller KM,Wong JC,et a1.Domain selective 态;而主要由HDACs与HATs共同维护着的组蛋白 small molecule inhibitor of histone deacetylase 6(HDAC6)一medi— 乙酰化平衡状态在细胞周期进程中发挥着重要的调 ated tubulin deacetylation[J].Proc Natl Acad Sci USA,2003, 控作用。目前的研究认为,组蛋白乙酰化/去乙酰化 100(8):4389-4394. 在细胞周期中的这种调控作用多在细胞周期控制点 [11]McKinsey TA,Zhang CL,Lu J,et a1.Signal—dependent nuclear export of a histone deacetylase regulates muscle differentiation G /s和G。/M交界处发挥,主要通过影响细胞分化 [J].Nature,2000,408(6808):106—111. 活性而决定细胞的增生、静止或死亡。正是由于 [12]Jeong J,Juhn K,Lee H,et a1.SIRT1 promotes DNA repair ac— HDACs与HATs在细胞周期中的这种调控作用,为 tivity and deacetylation of Ku7O[J].Exp Mol Med,2007,39 多种器官发育探讨、肿瘤发生机制研究及抗肿瘤药物 (1):8一l3. 研制提供了重要的指导作用,也为临床上攻克癌症等 多种疾病提供了一个全新的思路。 (收稿日期:2007—06 15) 参考 文 献 E1]Zhang W,Bone JR,Edmondson DG,et a1.Essential and redun (上接第129页) [16]Ostrovsky O,Korostishevsky M,Levite I,et a1.Characteriza— [15]Purdie KJ,Lambert SR,Teh MT,et a1.Allelic imbalances and tion of HPSE gene single nucleotide polymorphisms in Jewish micr0de1eti0ns affecting the PTPRD gene in cutaneous squamous populations of Israel l-J].Acta Haematol,2007,117(1):57—64. cell carcinomas detected using single nucleotide polymorphism mi— croarray analysis[J].Genes Chromosomes Cancer,2007,46 (收稿日期:2007—06—30) (7):661—669. 

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