抑癌基因甲基化與乳腺癌發生發展關系的研究進展▲

霍 虹 李秋云 蔣 奕

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

【提要】 表觀遺傳學的改變在乳腺癌的演變中發揮著重要作用，其中DNA甲基化是表觀遺傳學改變最常見的方式。抑癌基因DNA異常甲基化在乳腺癌早期即可出現，且其與乳腺腫瘤的發生密切相關。本文就抑癌基因甲基化與乳腺癌發生發展關系的研究進展進行綜述，以期為乳腺癌的治療提供新的策略。

表觀遺傳學改變的方式包括DNA甲基化、點突變、缺失、復制、插入、易位、染色體畸變、病毒感染等，其中最常見的方式是DNA甲基化。DNA甲基化是一種由酶介導的遺傳學改變，受多種因素的影響[1]。隨著研究的深入，近年來不斷發現與乳腺癌發生發展相關的抑癌基因，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或不表達都與DNA高度異常甲基化有關[3]，而抑癌基因DNA的異常甲基化在乳腺癌早期即可出現[4]，這提示抑癌基因的甲基化與乳腺腫瘤的發生密切相關[5]。本文就乳腺癌相關抑癌基因的甲基化與乳腺癌發生發展的關系及其在該病診治中的作用進行綜述。

1 BRCA1

BRCA1位于17q21染色體[6]，與家族遺傳性乳腺癌高度相關[7]。BRCA1不僅能避免細胞無節制地生長，還具有維持細胞生長、促進DNA損傷修復的功能[8]。BRCA1與乳腺癌相關的生物學功能主要有：與雌激素受體具有協同作用；可維持細胞周期的正常運行；可誘導細胞凋亡而使人體染色體組保持在一個相對穩定的狀態[8-10]。

研究表明，在乳腺癌組織中存在BRCA1異常高度甲基化，而在結腸癌和白血病中均未發現該現象[11]，因此，推測BRCA1啟動子甲基化可能具有腫瘤特異性。Esteller等[12]對原發性乳腺癌進行研究發現，某些特殊類型的乳腺癌(髓樣癌和黏液腺癌)與BRCA1的異常甲基化有關。也有文獻報道，近1/3女性乳腺癌患者的BRCA1啟動區的CpG島呈高度甲基化，尤以年輕、病理高分級、三陰性乳腺癌患者的發生率較高[13-14]。由此推測BRCA1甲基化與乳腺癌的發生、發展密切相關。Li等[15]的研究結果顯示，乳腺癌組織中BRCA1的表達和BRCA1啟動子甲基化呈負相關；李文新等[16-17]研究結果也顯示，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的表達呈下降趨勢，由此證實了BRCA1的甲基化參與了乳腺癌的發生發展。此外，BRCA1的表達還可能與乳腺癌細胞上皮-間質轉化(epithelial to mesenchymal transition，EMT)的發生密切相關。轉化生長因子(transforming growth factor，TGF)-β1/Smads信號通路是誘導乳腺癌EMT發生的重要通路，Tsou等[18]的研究顯示，BRCA1的表達降低可引起E-鈣黏著蛋白(cadherin)表達降低與N-cadherin、vimentin、Slug及Twist表達升高，而E-cadherin、N-cadherin、vimentin、Slug及Twist均是EMT發生的關鍵因子。另有研究結果顯示[19]，在TGF-β1的刺激下，BRCA1與Smad3的結合率增高；降低BRCA1的表達會導致Smad3與Smad4的結合減少，而Smad3與Smad4的結合又是TGF-β1促進細胞EMT的關鍵過程之一。因此推測在TGF-β1/Smads信號通路誘導EMT發生的過程中，BRCA1可能表現為拮抗作用，但是具體的作用機制目前尚不明確。

2 P16基因

P16基因定位于人9p21染色體[20]，是細胞周期蛋白依賴性激酶(cyclin-dependent kinase，CDK)4、CDK6的抑制劑，其在細胞周期調控中起重要作用，在乳腺癌組織中常可檢測到P16基因的低表達[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基因的表達水平與啟動子區甲基化水平呈負相關，而P16基因啟動子甲基化與乳腺癌患者的組織分級、淋巴結轉移呈正相關[23]，這提示P16基因的高甲基化水平促進乳腺癌的發生發展，因此推測P16基因甲基化程度越高的患者其預后可能越差。但Sheng等[24]的研究結果顯示P16基因啟動子的甲基化水平與乳腺癌患者的預后無關。Hafez等[25]的研究顯示，三陰性乳腺癌患者中，腫瘤直徑<2 cm、腫瘤分級為Ⅰ級者的P16基因甲基化頻率分別低于腫瘤直徑>2 cm、腫瘤分級為Ⅱ級者，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蛋白在細胞生長、增殖和分化過程中起關鍵作用，并參與乳腺癌的DNA修復和相應的信號轉導[26]。PTEN蛋白是目前唯一已知的，能夠拮抗磷脂酰基醇3-激酶(phosphoinositide 3-kinase，PI3K)/蛋白激酶(protein kinase B，Akt)途徑的脂質磷酸酶[27]。 PTEN基因的遺傳變化或表觀遺傳學改變常見于各種癌癥，在不同類型的癌癥(乳腺癌、前列腺癌、肺癌、胃癌、結腸癌、皮膚癌以及子宮內膜癌)中常檢測到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，其在家族性和散發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聯和臨床意義仍不清楚。Siddiqui等[30]發現乳腺癌組織中PTEN基因的表達下調與其啟動子甲基化程度相關，且隨著PTEN甲基化程度的增加其表達降低。由此說明乳腺癌中PTEN基因的表達與其啟動子甲基化程度有關。此外，Yari等[31]發現PTEN基因啟動子的甲基化程度與乳腺癌的患病風險呈正相關；Lu等[32]發現，與正常人相比，導管原位癌和浸潤性導管癌患者均表現出高水平的PTEN基因甲基化，這表明PTEN基因的甲基化與乳腺癌的發展密切相關。有研究顯示[33]，上調乳腺癌細胞PTEN基因的表達可以抑制PI3K/Akt通路的活化，從而抑制乳腺癌細胞增殖并誘導細胞凋亡。但是PTEN啟動子甲基化與PI3K/Akt通路之間的關系目前還不明確，仍需深入研究。

4 RSK4基因

RSK4是抑制乳腺癌細胞生長和誘導乳腺癌細胞衰老的新型腫瘤抑制劑[34]。RSK4基因屬于X染色體連鎖基因，位于X染色體q21。RSK4作為RSK家族的一員，與各種細胞活動緊密聯系；目前普遍認為RSK4是一種潛在的抑癌基因，其在腫瘤組織中的表達低于正常組織，尤其是在乳腺癌和卵巢癌中[35]。關于RSK4基因甲基化在乳腺癌中的研究報道較少，張曉麗[36]發現隨著乳腺癌細胞侵襲和遷移能力的增強，RSK4基因的表達也降低，提示乳腺癌細胞惡性程度與RSK4基因的表達呈負相關。Li等[34]檢測了乳腺癌組織中RSK4基因的甲基化狀態，發現在乳腺癌組織中RSK4基因啟動子的甲基化水平高于癌旁組織，且RSK4的表達水平與RSK4基因啟動子甲基化水平呈負相關。Jiang等[37]研究顯示，與未處理的乳腺癌細胞相比，對乳腺癌細胞進行RSK4基因去甲基化處理以后，RSK4基因的表達升高，進一步證實了RSK4基因的表達與其啟動子甲基化密切相關。最新研究結果顯示[38]，過表達RSK4基因的乳腺癌細胞中，磷酸化蛋白激酶B(phosphoprotein kinase B，p-Akt)、磷酸化細胞外調節蛋白激酶(phosphoextracellular regulated protein kinase，p-ERK)、vimentin的表達降低，E-cadherin的表達升高；而p-Akt、p-ERK是Akt/細胞外調節蛋白激酶(extracellular regulated protein kinase，ERK)信號傳導途徑的關鍵蛋白，vimentin、E-cadherin是EMT發生的主要標志物，由此可以推測RSK4基因異常甲基化可引起RSK4功能失活，然后影響上皮細胞Akt和ERK蛋白的正常磷酸化進程，進而促進EMT發生。這可能是具有惡性表型的腫瘤細胞的RSK4基因甲基化程度更高、RSK4的表達更低的原因之一。但RSK4基因的異常甲基化作用機制及其通過Akt/ERK信號通路參與乳腺癌上皮間質轉化的過程，還有待進一步研究。

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具有明顯差異[2]。基于抑癌基因的這些特性，認為檢測DNA甲基化在腫瘤診斷及預后判斷方面具有一定作用。DNA甲基化作為生物標記物運用于乳腺癌早期診斷的優勢在于：(1)基因的突變率遠遠低于基因的甲基化發生率[39]，且基因的甲基化率和甲基化表型更容易被檢測出來；(2)檢測樣本既可以是組織也可以是液體，檢測技術也更加方便。有研究發現，多種抑癌基因甲基化的聯合檢測可能有助于乳腺癌的早期診斷，甚至對乳腺癌的轉移、復發風險預測及預后評估也有所幫助[2]。表觀遺傳學的改變是可逆的[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，離不開DNA甲基轉移酶的作用[41]。因此可以考慮使用DNA甲基轉移酶的抑制劑提高抑癌基因表達，從而抑制腫瘤細胞的發展。如二氫楊梅素[42]可以使PTEN去甲基化，從而提高PTEN的表達，進而抑制腫瘤的發展。

6 小 結

RSK4、BRCA1、P16及PTEN基因啟動子的異常甲基化可導致其表達降低，且它們的表達降低都與乳腺癌的發生或者發展有關。通過逆轉抑癌基因的甲基化或可用于治療乳腺癌。聯合檢測多個抑癌基因的甲基化狀況可能有利于乳腺癌的診斷、預后預測。未來針對抑癌基因甲基化的治療可能會成為乳腺癌治療領域的又一熱點。