端粒酶在胃癌中的作用研究進展

【關鍵詞】 胃癌；端粒酶

文章編號：1003-1383(2008)02-0214-03中圖分類號：R 735.2文獻標識碼：A

端粒酶(telomerase) 是一種蛋白質與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。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，揭示腫瘤的發生、發展機制，并獲得一些重要的治療靶點［2］?，F將近幾年來端粒及端粒酶在胃癌發生中的作用及其臨床意義綜述如下。

端粒及端粒酶的結構與功能

1.端粒 早在上世紀30年代Muller等就發現染色體末端存在一種維持染色體穩定和完整的特殊結構—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構，由重復DNA序列及相關蛋白質組成。端粒DNA是由5 TFAGGG3序列片段重復構成，重復次數高達2000次左右。端粒相關蛋白最初是Chong于1995年發現的，命名為端粒重復序列結合因子l(TRF1)［3］，近幾年，相繼發現了TRF2、TANK1、TANK2、TIN2、Pinxl、POTI等10余種端粒結合蛋白。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、缺失和非常規重組。端粒長度隨著有絲分裂的進行而逐漸縮短，當端?？s短到一定程度，不能維護染色體的穩定時，則導致細胞凋亡及衰老。端粒酶的激活可維持端粒RNA的穩定，進而促進腫瘤的發生；另外還存在一些替代途徑可維持端粒的穩定。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定、控制細胞壽命方面起著重要作用［5］。但關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首次發現的。它是一種核糖核蛋白酶，由端粒酶RNA(hTR)、端粒酶反轉錄酶(hTERT)和端粒酶相關蛋白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］研究發現，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結合的一種蛋白，可以維持端粒酶的穩定及功能。hTERT是一種反轉錄酶，催化hTR合成端粒RNA。實驗發現當克隆的hTERT cDNA在端粒酶陰性的細胞內過度表達時，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基因的啟動子結合，Gulmann等［10］研究發現，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，還可以抑制一些關于血管生成及轉移的基因，達到抑制腫瘤的增殖及轉移。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生、增殖及轉移的一個重要因素。

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現，細胞周期可以調節端粒酶的活性，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)，腫塊最大徑≥5 cm腫瘤組的端粒酶活性明顯高于最大徑＜5 cm腫瘤組(P＜0.01)，淋巴結轉移陽性組端粒酶活性明顯高于淋巴結轉移陰性組(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系的研究中發現，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)，根除HP后端粒酶活性(40.0%，4/10)明顯低于根除治療前(90.0%，9/10)(P＜0.05)，認為HP陽性胃疾病端粒酶活性增強，根除HP后，端粒酶活性明顯低于根除治療前。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、有無淋巴結轉移及臨床分期無明顯相關性。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用。Hao等［16］研究發現，胃黏膜相關惡性淋巴瘤經過根治幽門螺桿菌后隨著端粒酶活性的下降而瘤組織消退。應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，發現順鉑、絲裂霉素c和阿霉素在誘導癌細胞凋亡的同時，下調端粒酶活性，且其抑制作用呈時間依賴關系；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采用逆轉錄酶抑制劑抑制端粒酶。端粒酶是一種逆轉錄酶，逆轉錄酶抑制劑同樣可抑制端粒酶的活性，現研究中主要采用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)轉染的SGC7901胃癌細胞(7901ahTR)，結果表明反義hTR轉染的7901細胞p21和p27表達增加，PCNA和cmyc表達下調，而cyclinD1和p16 mRNA表達無明顯變化。認為抑制端粒酶活性能調節多種細胞周期調控基因的表達，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轉移組顯著高于無淋巴結轉移組(P＜0.05)；在術后生存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展速度快、侵襲性強，應強化術后治療。

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生的機制，為胃癌的診斷、治療和預后提供科學的理論基礎。

參考文獻

［1］Kim NW，Piatyszek MA，Prowse KR，et al.Specific association of human telomerase activity with immortal cells and cancer［J］. Science［J］.1994，266:2011-2015.



［2］Yasui W，Tahara E，Tahara H，et al.Immunohistochemical detection of human telomerase reverse transcriptase in normal mucosa and precancerous lesions of the stomach［J］.Jpn J Cancer Res，1999，90:589-595. 

［3］Matsutani N， Yokozaki H， Tahara E，et al.Expression of MRE11 complex (MRE11， RAD50， NBS1) and hRap1 and its relation with telomere regulation， telomerase activity in human gastric carcinomas［J］.Pathobiology，2001，69:219-224.

［4］Jong HS，Park YI，Kim S，et al.Upregulation of human telomerase catalytic subunit during gastric carcinogenesis［J］.Cancer，1999，86:559-565.

［5］Tominaga T，Kashirnara H，Suzuki K，et al.Telomerase activity and expression of human telomerase catalytic subunit gene in esophageal tissues［J］.J Gastroenterol，2002，37:418-427.

［6］Kashima K，Nanashima A，Yasutake T，et al.Decrease of telomeres and increase of interstitial telomeric sites in chromosomes of shortterm cultured gastric carcinoma cells detected by fluorescence in situ hybridization［J］.Anticancer Res，2006，26：2849-2855.

［7］Greider CW.Telomerase RNA levels limit the telomere length equilibrium［J］.Cold Spring Harb Symp Quant Biol，2006，71:225-229. 

［8］PueblaMora AG，Heras A，CanoValdez AM，et al.Human telomerase and alphamethylacylcoenzyme A racemase in prostatic carcinoma.A comparative immunohistochemical study［J］.Ann Diagn Pathol，2006，10:205-208.

［9］Yu J，Guo QL，You QD，et al.Repression of telomerase reverse transcriptase mRNA and hTERT promoter by gambogic acid in human gastric carcinoma cells［J］.Cancer Chemother Pharmacol，2006，58:434-443.

［10］Gulmann C，Lantuejoul S，Grace A，et al.Telomerase activity in proximal and distal gastric neoplastic and preneoplastic lesions using immunohistochemical detection of hTERT［J］.Dig Liver Dis，2005，37:439-445.

［11］Lin J，Beerm DG.Molecular biology of upper gastrointestinal m alignancies［J］.Semin Oncol，2004，31:476-486.

［12］Ajisaka H，Miwa K.Micrometastases in sentinel nodes of gastric cancer［J］.Br J Cancer，2003，89:676-80.

［13］Shammas MA，Koley H，Beer DG，et al.Growth arrest，apoptosis， and telomere shortening of Barrett'sassociated adenocarcinoma cells by a telomerase inhibitor［J］.Gastroenterology，2004，126:1337-1346.

［14］Wang W，Luo HS，Yu BP.Expression of NFkappaB and human telomerase reverse transcriptase in gastric cancer and precancerous lesions［J］.World J Gastroenterol，2004，10:177-181.

［15］Agao K，Katsumata K，Aizawa Y，et al.Differential alternative splicing expressions of telomerase reverse transcriptase in gastrointestinal cell lines［J］.Oncol Rep，2004，11:127-131. 

［16］Hao JC，Wu JF，Wang DB，et al.elationship between the expression of human telomerase reverse transcriptase gene and cell cycle regulators in gastric cancer and its significance［J］.World J Gastroenterol，2003，8（3）：427-431.

［17］Yoo J，Park Sy，Kang SJ，et al.Expression of telomerase activity，human telomerase RNA，and telomerase reverse transcriptase in gastric adenocarcinomas［J］.Mod Pathol，2003，16:700-707.

［18］楊金亮，房殿春，楊仕明，等.正反義人端粒酶RNA組分（hTR）基因真核表達栽體的構建［J］.世界華人消化雜志，2000，8：1282-1286..

［19］尹家俊，胡 強，金禮吉，等.反義人端粒酶轉錄基因轉染對人胃細胞系的影響［J］.中華胃腸外科雜志，2004，7（5）：397-400.

(收稿日期：2007-09-07 修回日期：2008-03-20)

(編輯：梁明佩)