霍 虹 李秋云 蔣 奕

(廣西醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院乳腺外科，南寧市 530021，電子郵箱：2448468746@qq.com)

【提要】 表觀遺傳學(xué)的改變?cè)谌橄侔┑难葑冎邪l(fā)揮著重要作用，其中DNA甲基化是表觀遺傳學(xué)改變最常見(jiàn)的方式。抑癌基因DNA異常甲基化在乳腺癌早期即可出現(xiàn)，且其與乳腺腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)。本文就抑癌基因甲基化與乳腺癌發(fā)生發(fā)展關(guān)系的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，以期為乳腺癌的治療提供新的策略。

表觀遺傳學(xué)改變的方式包括DNA甲基化、點(diǎn)突變、缺失、復(fù)制、插入、易位、染色體畸變、病毒感染等，其中最常見(jiàn)的方式是DNA甲基化。DNA甲基化是一種由酶介導(dǎo)的遺傳學(xué)改變，受多種因素的影響[1]。隨著研究的深入，近年來(lái)不斷發(fā)現(xiàn)與乳腺癌發(fā)生發(fā)展相關(guān)的抑癌基因，如乳腺癌易感基因1(breast cancer susceptibility gene 1，BRCA1)、P16基因、人第10號(hào)染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源的基因(gene of phosphate and tension homology deleted on chromosome ten，PTEN)、糖體S6蛋白激酶(ribosomal s6 kinase,RSK)4基因等[2]。有研究表明，腫瘤抑癌基因低表達(dá)或不表達(dá)都與DNA高度異常甲基化有關(guān)[3]，而抑癌基因DNA的異常甲基化在乳腺癌早期即可出現(xiàn)[4]，這提示抑癌基因的甲基化與乳腺腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)[5]。本文就乳腺癌相關(guān)抑癌基因的甲基化與乳腺癌發(fā)生發(fā)展的關(guān)系及其在該病診治中的作用進(jìn)行綜述。

1 BRCA1

BRCA1位于17q21染色體[6]，與家族遺傳性乳腺癌高度相關(guān)[7]。BRCA1不僅能避免細(xì)胞無(wú)節(jié)制地生長(zhǎng)，還具有維持細(xì)胞生長(zhǎng)、促進(jìn)DNA損傷修復(fù)的功能[8]。BRCA1與乳腺癌相關(guān)的生物學(xué)功能主要有：與雌激素受體具有協(xié)同作用；可維持細(xì)胞周期的正常運(yùn)行；可誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡而使人體染色體組保持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)[8-10]。

研究表明，在乳腺癌組織中存在BRCA1異常高度甲基化，而在結(jié)腸癌和白血病中均未發(fā)現(xiàn)該現(xiàn)象[11]，因此，推測(cè)BRCA1啟動(dòng)子甲基化可能具有腫瘤特異性。Esteller等[12]對(duì)原發(fā)性乳腺癌進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，某些特殊類(lèi)型的乳腺癌(髓樣癌和黏液腺癌)與BRCA1的異常甲基化有關(guān)。也有文獻(xiàn)報(bào)道，近1/3女性乳腺癌患者的BRCA1啟動(dòng)區(qū)的CpG島呈高度甲基化，尤以年輕、病理高分級(jí)、三陰性乳腺癌患者的發(fā)生率較高[13-14]。由此推測(cè)BRCA1甲基化與乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。Li等[15]的研究結(jié)果顯示，乳腺癌組織中BRCA1的表達(dá)和BRCA1啟動(dòng)子甲基化呈負(fù)相關(guān)；李文新等[16-17]研究結(jié)果也顯示，乳腺癌組織中的BRCA1甲基化水平高于乳腺正常組織和乳腺良性腫瘤組織，且隨著腫瘤惡性程度的增加，BRCA1的表達(dá)呈下降趨勢(shì)，由此證實(shí)了BRCA1的甲基化參與了乳腺癌的發(fā)生發(fā)展。此外，BRCA1的表達(dá)還可能與乳腺癌細(xì)胞上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial to mesenchymal transition，EMT)的發(fā)生密切相關(guān)。轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(transforming growth factor，TGF)-β1/Smads信號(hào)通路是誘導(dǎo)乳腺癌EMT發(fā)生的重要通路，Tsou等[18]的研究顯示，BRCA1的表達(dá)降低可引起E-鈣黏著蛋白(cadherin)表達(dá)降低與N-cadherin、vimentin、Slug及Twist表達(dá)升高，而E-cadherin、N-cadherin、vimentin、Slug及Twist均是EMT發(fā)生的關(guān)鍵因子。另有研究結(jié)果顯示[19]，在TGF-β1的刺激下，BRCA1與Smad3的結(jié)合率增高；降低BRCA1的表達(dá)會(huì)導(dǎo)致Smad3與Smad4的結(jié)合減少，而Smad3與Smad4的結(jié)合又是TGF-β1促進(jìn)細(xì)胞EMT的關(guān)鍵過(guò)程之一。因此推測(cè)在TGF-β1/Smads信號(hào)通路誘導(dǎo)EMT發(fā)生的過(guò)程中，BRCA1可能表現(xiàn)為拮抗作用，但是具體的作用機(jī)制目前尚不明確。

2 P16基因

P16基因定位于人9p21染色體[20]，是細(xì)胞周期蛋白依賴(lài)性激酶(cyclin-dependent kinase，CDK)4、CDK6的抑制劑，其在細(xì)胞周期調(diào)控中起重要作用，在乳腺癌組織中?？蓹z測(cè)到P16基因的低表達(dá)[21-22]。乳腺癌組織中P16基因的甲基化頻率明顯高于乳腺良性腫瘤組織和正常乳腺組織，且其P16基因的表達(dá)水平與啟動(dòng)子區(qū)甲基化水平呈負(fù)相關(guān)，而P16基因啟動(dòng)子甲基化與乳腺癌患者的組織分級(jí)、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移呈正相關(guān)[23]，這提示P16基因的高甲基化水平促進(jìn)乳腺癌的發(fā)生發(fā)展，因此推測(cè)P16基因甲基化程度越高的患者其預(yù)后可能越差。但Sheng等[24]的研究結(jié)果顯示P16基因啟動(dòng)子的甲基化水平與乳腺癌患者的預(yù)后無(wú)關(guān)。Hafez等[25]的研究顯示，三陰性乳腺癌患者中，腫瘤直徑<2 cm、腫瘤分級(jí)為Ⅰ級(jí)者的P16基因甲基化頻率分別低于腫瘤直徑>2 cm、腫瘤分級(jí)為Ⅱ級(jí)者，提示在三陰性乳腺癌中，甲基化程度隨著腫瘤的增大及惡性程度的增加而升高。

3 PTEN基因

PTEN基因位于10q23染色體，由其編碼的PTEN蛋白在細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖和分化過(guò)程中起關(guān)鍵作用，并參與乳腺癌的DNA修復(fù)和相應(yīng)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)[26]。PTEN蛋白是目前唯一已知的，能夠拮抗磷脂?；?-激酶(phosphoinositide 3-kinase，PI3K)/蛋白激酶(protein kinase B，Akt)途徑的脂質(zhì)磷酸酶[27]。 PTEN基因的遺傳變化或表觀遺傳學(xué)改變常見(jiàn)于各種癌癥，在不同類(lèi)型的癌癥(乳腺癌、前列腺癌、肺癌、胃癌、結(jié)腸癌、皮膚癌以及子宮內(nèi)膜癌)中常檢測(cè)到PTEN功能喪失[28]。PTEN基因作為腫瘤抑制基因的作用已得到充分證實(shí)，其在家族性和散發(fā)性癌癥中均呈高甲基化[29]。然而PTEN基因甲基化與乳腺癌之間的關(guān)聯(lián)和臨床意義仍不清楚。Siddiqui等[30]發(fā)現(xiàn)乳腺癌組織中PTEN基因的表達(dá)下調(diào)與其啟動(dòng)子甲基化程度相關(guān)，且隨著PTEN甲基化程度的增加其表達(dá)降低。由此說(shuō)明乳腺癌中PTEN基因的表達(dá)與其啟動(dòng)子甲基化程度有關(guān)。此外，Yari等[31]發(fā)現(xiàn)PTEN基因啟動(dòng)子的甲基化程度與乳腺癌的患病風(fēng)險(xiǎn)呈正相關(guān)；Lu等[32]發(fā)現(xiàn)，與正常人相比，導(dǎo)管原位癌和浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌患者均表現(xiàn)出高水平的PTEN基因甲基化，這表明PTEN基因的甲基化與乳腺癌的發(fā)展密切相關(guān)。有研究顯示[33]，上調(diào)乳腺癌細(xì)胞PTEN基因的表達(dá)可以抑制PI3K/Akt通路的活化，從而抑制乳腺癌細(xì)胞增殖并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。但是PTEN啟動(dòng)子甲基化與PI3K/Akt通路之間的關(guān)系目前還不明確，仍需深入研究。

4 RSK4基因

RSK4是抑制乳腺癌細(xì)胞生長(zhǎng)和誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞衰老的新型腫瘤抑制劑[34]。RSK4基因?qū)儆赬染色體連鎖基因，位于X染色體q21。RSK4作為RSK家族的一員，與各種細(xì)胞活動(dòng)緊密聯(lián)系；目前普遍認(rèn)為RSK4是一種潛在的抑癌基因，其在腫瘤組織中的表達(dá)低于正常組織，尤其是在乳腺癌和卵巢癌中[35]。關(guān)于RSK4基因甲基化在乳腺癌中的研究報(bào)道較少，張曉麗[36]發(fā)現(xiàn)隨著乳腺癌細(xì)胞侵襲和遷移能力的增強(qiáng)，RSK4基因的表達(dá)也降低，提示乳腺癌細(xì)胞惡性程度與RSK4基因的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。Li等[34]檢測(cè)了乳腺癌組織中RSK4基因的甲基化狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)在乳腺癌組織中RSK4基因啟動(dòng)子的甲基化水平高于癌旁組織，且RSK4的表達(dá)水平與RSK4基因啟動(dòng)子甲基化水平呈負(fù)相關(guān)。Jiang等[37]研究顯示，與未處理的乳腺癌細(xì)胞相比，對(duì)乳腺癌細(xì)胞進(jìn)行RSK4基因去甲基化處理以后，RSK4基因的表達(dá)升高，進(jìn)一步證實(shí)了RSK4基因的表達(dá)與其啟動(dòng)子甲基化密切相關(guān)。最新研究結(jié)果顯示[38]，過(guò)表達(dá)RSK4基因的乳腺癌細(xì)胞中，磷酸化蛋白激酶B(phosphoprotein kinase B，p-Akt)、磷酸化細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(phosphoextracellular regulated protein kinase，p-ERK)、vimentin的表達(dá)降低，E-cadherin的表達(dá)升高；而p-Akt、p-ERK是Akt/細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(extracellular regulated protein kinase，ERK)信號(hào)傳導(dǎo)途徑的關(guān)鍵蛋白，vimentin、E-cadherin是EMT發(fā)生的主要標(biāo)志物，由此可以推測(cè)RSK4基因異常甲基化可引起RSK4功能失活，然后影響上皮細(xì)胞Akt和ERK蛋白的正常磷酸化進(jìn)程，進(jìn)而促進(jìn)EMT發(fā)生。這可能是具有惡性表型的腫瘤細(xì)胞的RSK4基因甲基化程度更高、RSK4的表達(dá)更低的原因之一。但RSK4基因的異常甲基化作用機(jī)制及其通過(guò)Akt/ERK信號(hào)通路參與乳腺癌上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化的過(guò)程，還有待進(jìn)一步研究。

5 抑癌基因甲基化與乳腺癌的診斷、治療

在腫瘤早期，某些抑癌基因即可發(fā)生DNA甲基化，且抑癌基因在腫瘤組織和正常組織中的甲基化狀態(tài)具有明顯差異[2]?；谝职┗虻倪@些特性，認(rèn)為檢測(cè)DNA甲基化在腫瘤診斷及預(yù)后判斷方面具有一定作用。DNA甲基化作為生物標(biāo)記物運(yùn)用于乳腺癌早期診斷的優(yōu)勢(shì)在于：(1)基因的突變率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于基因的甲基化發(fā)生率[39]，且基因的甲基化率和甲基化表型更容易被檢測(cè)出來(lái)；(2)檢測(cè)樣本既可以是組織也可以是液體，檢測(cè)技術(shù)也更加方便。有研究發(fā)現(xiàn)，多種抑癌基因甲基化的聯(lián)合檢測(cè)可能有助于乳腺癌的早期診斷，甚至對(duì)乳腺癌的轉(zhuǎn)移、復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)及預(yù)后評(píng)估也有所幫助[2]。表觀遺傳學(xué)的改變是可逆的[40]，這為乳腺癌的治療提供了新的策略。要維持CpG島的甲基化狀態(tài)，離不開(kāi)DNA甲基轉(zhuǎn)移酶的作用[41]。因此可以考慮使用DNA甲基轉(zhuǎn)移酶的抑制劑提高抑癌基因表達(dá)，從而抑制腫瘤細(xì)胞的發(fā)展。如二氫楊梅素[42]可以使PTEN去甲基化，從而提高PTEN的表達(dá)，進(jìn)而抑制腫瘤的發(fā)展。

6 小 結(jié)

RSK4、BRCA1、P16及PTEN基因啟動(dòng)子的異常甲基化可導(dǎo)致其表達(dá)降低，且它們的表達(dá)降低都與乳腺癌的發(fā)生或者發(fā)展有關(guān)。通過(guò)逆轉(zhuǎn)抑癌基因的甲基化或可用于治療乳腺癌。聯(lián)合檢測(cè)多個(gè)抑癌基因的甲基化狀況可能有利于乳腺癌的診斷、預(yù)后預(yù)測(cè)。未來(lái)針對(duì)抑癌基因甲基化的治療可能會(huì)成為乳腺癌治療領(lǐng)域的又一熱點(diǎn)。