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端粒、端粒酶与泌尿系肿瘤

来源:大众医药网
摘要:端粒是位于染色体末端具有特殊功能的DNA帽,它虽然不带基因,但是在稳定染色体及防止染色体在复制时缩短等方面具有重要作用。端粒酶是催化合成并维持端粒一定序列的一种核糖核蛋白[1]。近年来研究发现人类恶性肿瘤的端粒行为异常、端粒酶活性表达不同于正常的体细胞,在大多数恶性肿瘤细胞中有端粒酶的活性,同时伴随着......

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  端粒是位于染色体末端具有特殊功能的DNA帽,它虽然不带基因,但是在稳定染色体及防止染色体在复制时缩短等方面具有重要作用。端粒酶是催化合成并维持端粒一定序列的一种核糖核蛋白[1]。近年来研究发现人类恶性肿瘤的端粒行为异常、端粒酶活性表达不同于正常的体细胞,在大多数恶性肿瘤细胞中有端粒酶的活性,同时伴随着端粒长度的稳定。对于端粒和端粒酶的研究已成为肿瘤及生命科学方面研究的又一热点。

  一、端粒与端粒酶

  端粒是真核生物染色体末端一种特殊的异化结构,由一简单重复的富含G的DNA序列及其相关蛋白组成,不同物种的DNA序列并不一致,人和各种脊椎动物的DNA序列都为5′-TTAGG-

  3′[1]。近来研究表明,端粒跟细胞的寿命控制有着密切联系,人体细胞在体外培养过程中只能经历有限的有丝分裂次数,分裂过程中染色体末端的逐渐丢失会导致细胞最终退出周期。由于撃┒烁粗莆侍鈹的存在,端粒长度会随着有丝分裂的进行逐渐缩短,当端粒缩短到一定程度,即不能维护染色体的稳定时,细胞最终衰亡[2]。

  端粒长度的维持需要端粒酶的激活。端粒酶是一种核糖核蛋白体复合体,它有别于一般的DNA聚合酶,是一种专一的逆转录酶,能以自身RNA组分为模板从头合成端粒,以弥补细胞分裂时染色体末端的缩短,解决撃┒烁粗莆侍鈹。利用PCR为基础的TRAP(telomeric repeat amplification protocol)法[3],人们已经检测了几百个肿瘤标本及一些正常人体组织,发现绝大部分肿瘤细胞都呈端粒酶阳性,而在正常人体组织中却无表达(在人生殖细胞、一些淋巴细胞和造血干细胞中除外),提示端粒酶可能是一个广泛的肿瘤标志,在肿瘤的发生发展过程中起重要作用。目前认为:在胚胎系细胞中,随着DNA的不断复制染色体末端得以保持,端粒长度也未缩短,可能是端粒酶作用的结果;体细胞端粒酶缺乏(或失活),随多次分裂端粒逐渐缩短;恶性肿瘤中端粒酶可能重新获得活性,从而避免丢失与染色体不稳定;良性肿瘤中端粒酶检测阴性[4]。

  二、端粒、端粒酶与泌尿系肿瘤的相关性研究

  1.端粒酶活性在泌尿系肿瘤的表达:人们虽对端粒和端粒酶早就有所认识,但直到1994年Counter等[5]在卵巢癌的腹水转移灶中发现端粒酶活性,才开始真正意识到端粒酶在肿瘤发生发展过程中的重要性。

  目前,泌尿系肿瘤的相关性研究发现肿瘤的发生与端粒酶的异常激活和端粒序列变化有密切关系。Hirano等[7]检测了28例肾上腺肿瘤和13例肿瘤临近正常组织的端粒酶活性,认为端粒酶阳性可以作为鉴别肾上腺良、恶性肿瘤的依据。在肾癌研究方面,有人通过对染色体末端限制性片段TRFs(terminal rstriction fragments)的分析,发现肾细胞癌的端粒长度平均缩短了0.4~2.5 kb[7]。Kyo等[8]共检测了22例尿路上皮癌(膀胱癌13例、输尿管癌8例、肾盂癌1例),全部有端粒酶活性。Kamata等[9]检测了21例膀胱癌,发现癌组织的端粒平均长度为6.6 kb,而癌周正常组织为11.5 kb。其中浅表性膀胱癌为8.9 kb,浸润性膀胱癌为3.4 kb,差异均有显著性。Sommerfeld等[10]用PCR技术检测25例前列腺癌组织、4例淋巴结转移灶及癌周正常组织、增生组织和10例BPH组织的端粒酶活性。结果21例(84%)癌组织、4例淋巴结转移灶的端粒酶呈强阳性,而癌周增生组织只有3例(12%)呈弱阳性,癌周正常组织及BPH组织均未检测到端粒酶活性。Lin等[11]用TRAP法也检测到端粒酶活性在前列腺癌中有90%的表达率(28/31)。

  为了检测膀胱癌组织的端粒酶活性并了解膀胱癌患者膀胱脱落细胞中是否存在端粒酶活性,Kinoshita等[12]用TRAP法检测了45例膀胱癌患者中的42例癌组织标本、42例尿液标本、43例膀胱冲洗标本及12例正常人的膀胱冲洗标本,并对尿液和冲洗标本进行细胞病理学检查。结果有41例(98%)癌组织、23例尿液标本(55%)、36例冲洗标本(84%)检测到端粒酶活性。45例患者脱落细胞总的端粒酶活性检出率为89%(40/45),其中G1 75%,G2 96%。12例正常人冲洗标本未检测到端粒酶活性。而细胞病理学检查阳性率只有42%(19/45),其中G1 8%,G2 46%。作者认为膀胱癌患者脱落细胞中不仅可以检测到端粒酶活性,而且其在诊断敏感性和判断预后的价值方面明显优于细胞病理学检查。Lee等[13]也发现膀胱癌冲洗标本与膀胱癌组织有相同的端粒酶阳性率,而且对那些易被常规脱落细胞学检查漏诊的低级别膀胱癌,端粒酶阳性是一项可靠的指标。Takahashi等[14]进行了22例前列腺癌穿刺活检标本的端粒酶检测,总阳性率为82%(18/22)。其中C~D期阳性率为92%,B期为70%;中低分化癌的阳性率为70%,高分化癌的阳性率为40%。作者认为利用穿刺标本进行端粒酶检测与Sommerfeld等[10]手术标本的检测具有相同的价值。

  2.端粒酶活性与泌尿系肿瘤分级、分期及预后的关系:临床上发现端粒酶活性和肿瘤病灶大小、恶性程度及手术后病人的预后情况有关[15,16]。Lin等[17]为了分析端粒酶活性与膀胱癌生物学行为的关系,根据端粒酶活性的强弱将39例膀胱癌分为二组,发现G1、G2、G3的端粒酶强阳性率分别为20%、62%、100%(P<0.05);Ta~T1期的端粒酶强阳性率为46%,T2~T4期则为100%(P<0.005),认为端粒酶的活性与肿瘤的分级、分期及预后情况有关,可以作为临床诊断和判断预后的指标。Lin与、Kubota等[11,18]不仅发现低分化的前列腺癌有较强的端粒酶活性,而且骨和淋巴结转移灶中也有很强的端粒酶活性。与Kim和Sommerfeld等[3,10]人的发现所不同的是,Scates等[19]在6例病理证实为非前列腺癌BPH组织中检测到端粒酶活性(6/16)。由于TRAP方法的高度敏感性,作者认为BPH组织中检测到端粒酶活性,提示BPH组织中含有少量但显著的端粒酶阳性细胞,它们虽然处于癌前期,但可能最终发展成为前列腺癌。因此可以将端粒酶作为BPH有无恶变或潜伏癌有无进展的早期判别指标。

作者: 施国伟何家扬 2004-9-24
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