DNA拓撲異構酶Ⅱα與乳腺癌的研究進展

馬海玲 劉 蕾 馬艷榮

（石家莊醫(yī)學高等專科學校，河北 石家莊 050000）

DNA拓撲異構酶Ⅱα與乳腺癌的研究進展

馬海玲 劉 蕾 馬艷榮

（石家莊醫(yī)學高等專科學校，河北 石家莊 050000）

DNA拓撲異構酶IIα是DNA代謝過程中重要核酶。因其特有的生物學功能，TopoIIα對乳腺癌發(fā)生發(fā)展的影響已成為當今的研究熱點。TopoⅡα是預測蒽環(huán)類化療藥物療效的敏感性指標，為患者的個體化治療提供臨床指導。本文就TopoIIα作為抗癌藥物作用靶點的作用機制及其在乳腺癌治療中的作用研究進展綜述如下。

DNA；拓撲異構酶IIα；蒽環(huán)類抗生素；乳腺癌

乳腺癌是來自乳腺終末導管小葉單元上皮的惡性腫瘤。近年來其發(fā)病率呈上升趨勢，在我國已躍居女性惡性腫瘤首位。探尋與乳腺癌預后及治療相關的指標成為大家熱衷的一個研究課題。

1 TopoIIα生物學特性

拓撲異構酶（topoisomerase，Topo）是調節(jié)核酸空間結構動態(tài)變化，控制核酸生理功能的關鍵酶，其廣泛存在于生物體內。目前發(fā)現(xiàn)的DNA-Topo有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型，其中TopoⅡ又稱旋轉酶，其編碼蛋白有TopoⅡα(分子量為170kD)和TopoⅡβ(180kD)兩個亞型。目前研究多集中于TopoⅡα，其大多位于增殖細胞的細胞核漿中，呈網(wǎng)狀結構聚集在染色體著絲粒周圍，具有磷酸二酯酶活性，能夠與DNA形成穩(wěn)定的共價復合物。TopoⅡα蛋白水平存在明顯的細胞周期特異性，表現(xiàn)為S期晚期開始表達，G2期和M期高峰表達，而在G0、G1期不表達[1]。TopoⅡα基因定位于人染色體17q21.3，存在于甲狀腺細胞等增殖細胞中。

2 TopoⅡ與細胞增殖

細胞增殖的核心事件是DNA復制和細胞分裂。TopoⅡ降低DNA超螺旋和扭轉過程中，DNA形成一個雙鏈缺口，可使雙鏈DNA通過這個缺口，然后重新連接起斷裂的DNA鏈，從而解開超螺旋，為進一步解鏈復制等做準備。TopoⅡ直接參與基因復制、轉錄，其表達的量與細胞功能狀態(tài)呈正比，可作為正常細胞或腫瘤細胞增殖的標志。目前有關TopoⅡ的研究大多在實體瘤。TopoⅡα基因在腫瘤組織中的表達明顯高于正常組織，而TopoⅡβ基因在腫瘤組織與正常組織中表達無差別。研究發(fā)現(xiàn)在乳腺癌組織中TopoⅡ表達明顯高于癌旁組織，并與乳腺癌淋巴結轉移相關[2,3]。癌細胞分裂增殖越快，惡性度就越高，所需核酶之一TopoⅡα就越多，故TopoⅡα蛋白高表達提示腫瘤的增殖率較高，惡性度也高。TopoⅡα的表達受細胞的分化、患者年齡、性別等因素影響較小，可成為客觀反映細胞增殖狀態(tài)新的標志物。

3 TopoⅡ在乳腺癌化療中的作用

以TopoⅡ為作用靶點的抗癌藥物分為TopoⅡ毒劑和TopoⅡ催化抑制劑。抑制劑又分為嵌入型和非嵌入型。嵌入型抑制劑代表藥物有阿霉素、柔紅霉素等蒽環(huán)類藥物，此類藥物結合TopoⅡα-DNA復合物，導致斷裂的雙鏈DNA的無法重新連接，從而誘導癌細胞凋亡。由于Her-2與TopoⅡα基因都定位于17q21-22上，因此有學者提出這兩種基因在拷貝數(shù)上的變化和表達的高低存在某種聯(lián)系[4]，Her-2的過表達可引起topoⅡα基因和蛋白質的改變，即TopoⅡα基因擴增主要存在于Her-2基因擴增患者中。芬蘭Tampere大學[5]報道了TopoⅡα基因的異常(擴增或缺失)，此體外實驗研究提示，Her-2和TopoⅡα基因均擴增的乳腺癌細胞對蒽環(huán)類藥物更加敏感，而Her-2擴增、TopoⅡα不擴增的細胞對蒽環(huán)類藥物敏感性較差。之后的研究[6]也提示TopoⅡα 基因缺失主要存在于Her-2基因無擴增的乳腺癌中，檢測Her-2基因和TopoⅡα基因共同擴增可能是赫賽汀聯(lián)合蒽環(huán)類藥物治療乳腺癌的較好指征。還有研究發(fā)現(xiàn)TopoⅡα是一項獨立于Her-2的預后因子，在乳腺癌組織中這兩項指標共同高表達提示預后不良[7]。隨后的研究也證實，Her-2和TopoⅡα基因共擴增對蒽環(huán)類藥物療效的預測價值[8]，并將Her-2和TopoⅡα基因共擴增的乳腺癌患者確定為高危患者。Konecny等[9]發(fā)現(xiàn)高危乳腺癌患者在新輔助治療方案中應用蒽環(huán)類藥物，TopoⅡα擴增的患者可獲得更高的病理完全緩解率。因此，確定TopoⅡα基因的狀態(tài)有助于篩選合適的患者進行蒽環(huán)類藥物治療。非嵌入型抑制劑是藥物直接與TopoⅡ或DNA雙鍵結合而影響酶的功能，代表藥物有鬼臼乙叉甙（Etoposide，VP16）、替尼泊甙等。含蒽環(huán)類藥物的聯(lián)合化療方案使乳腺癌的生存率和生存期明顯提高，成為當今乳腺癌化療的基礎。

4 TopoⅡα在乳腺癌治療中的耐藥性

目前，含蒽環(huán)類和紫杉類藥物的化療方案是治療乳腺癌的首選方案，盡管療效顯著，但易發(fā)生耐藥。化療的應用可導致多藥耐藥抗藥性腫瘤的出現(xiàn)，這成為臨床治療腫瘤的一大障礙。

腫瘤的耐藥機制表現(xiàn)為膜P-糖蛋白（P-gp）過表達，細胞質中谷胱甘肽硫轉移酶（GST-π）活性增強或解毒功能增強，以及DNATopoⅡ含量減少或活性降低等。其中，DNA-TopoⅡα抑制劑的耐藥機制主要有以下三個方面：①DNA-Topo活性降低或含量減少；②DNA-Topo調控因素的改變，如TopoⅡα的磷酸化修飾；③耐藥細胞相關基因改變：點突變可以阻止TopoⅡα與VP16結合而產(chǎn)生耐藥。

TopoⅡα為包括蒽環(huán)類藥物在內的多種抗腫瘤藥物的靶酶，其高表達者對TopoⅡα抑制劑敏感，腫瘤的預后較好；而低表達或活性下降者則導致TopoⅡα抑制劑的細胞毒作用降低，腫瘤對抗癌藥物敏感性降低、耐藥性增高。因而檢測腫瘤細胞中TopoⅡα的含量有助于篩選抗癌藥物。

5 展 望

綜上所述，TopoⅡα具有重要的研究價值，它的表達與腫瘤密切相關，并且與化療的效果有重要關系。相信隨著研究的深入，這種關系將進一步被闡釋。此外，它的作用機制也不再僅僅局限在DNA的復制、 轉錄方面，近來的研究表明，在RNA轉錄過程中，拓撲異構酶參與了超螺旋結構模板的調節(jié)。研究揭示了DNA TopoⅡα與RNA結合進行催化的機制，這也說明它還有新的功能有待我們去發(fā)現(xiàn)。

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1671-8194（2013）17-0062-02