【关键词】 乳腺癌;
浸润转移;
研究进展 恶性肿瘤的局部浸润和远处转移是导致病人死亡的主要原因,阻止乳腺癌 的浸润和转移是现代乳腺癌治疗中的关键环节。乳腺癌的浸润、转移是癌细胞与 细胞外基质相互作用的结果,癌细胞脱离原发病灶并附着于转移部位是乳腺癌浸 润和转移的关键步骤。乳腺癌浸润转移是个有多种基因共同参与的复杂过程。
在此过程中,一方面是细胞粘附分子、胞浆蛋白酶类,细胞因子和生长因 子的活性状态直接影响着肿瘤细胞的浸润转移,许多正常细胞的基因过度表达, 产生如iv型胶原蛋白酶,识别细胞外基质的某些整合蛋白、转移因子及其受体、 各种生长因子及其受体如bfgf等蛋白质,从而增强了细胞的粘附性、浸润性、运 动性及繁殖能力;
另一方面是一些抑癌基因和抑制其它有抑制作用的基因的丢失 和失活。因此,进一步研究乳腺癌细胞转移的分子基础,已成为提高乳腺癌治疗 效果中的热点问题。本文就乳腺癌的浸润转移的研究进展作一介绍。
Www.133229.Com 1 与乳腺癌浸润转移相关的基因 1.1 dcc基因(deleted in colon cancer) dcc是1990年fearon 从大肠癌中分离出的抑癌基因,位于18q21.1,含有 1.4kbp和29个外显子。其表达产物为190kd的跨膜磷蛋白,膜外有1100个氨基酸, 膜内有324个氨基酸。值得注意的是dcc的氨基酸序列与神经细胞黏附分子(neural cell adhesion molecule, ncam)及其它相关的细胞表面蛋白具有同源性,而氨基酸 序列与其相似的dcc蛋白的丢失也可降低细胞与细胞之间的相互作用,从而对肿 瘤细胞的扩散和转移起促进作用。这提示dcc功能的丢失可能导致细胞间接触、 粘附力下降,从而提高癌细胞的转移能力。现已发现,dcc基因的失活还与胃癌、膀胱癌、乳腺癌、胰腺癌、结直肠癌、卵巢恶性肿瘤等有关,并随着肿瘤浸润深 度以及恶性程度的增大,相应dcc蛋白的缺失率明显增加。癌变时dcc基因存在多种 改变,如等位基因丢失、5’端同源性丧失、内含子及外显子点突变、loh (loss of heterozygosity)和dcc低表达等。loh反映了抑癌基因中残留的等位基因功能缺失的 情况。根据多步骤肿瘤发生的模式,loh是发生较晚的事件,但因其易于分析而 被广泛研究。染色体18q的loh经常在多种肿瘤中发生,如直肠癌、乳腺癌、膀胱 癌和食管癌。在恶性肿瘤中,18qloh出现频率更高。仅仅是在鳞癌的转移复发灶 而不是在原发灶中发现18qloh的结果提示,位于18q的抑癌基因在肿瘤转移过程 中起重要作用[1-3]。
1.2 dpc4(deleted in pancreatic cancer locus4, dpc4) dpc4基因位于8q21 18qter,是18q上基因改变最频繁的区域。该区域除包 括dcc基因,还有2个mad相关基因:dpc4和madr2。mad和sma基因家族成员参与 tgf β信号传导途径的下游调节。当madr2c 端的ser被磷酸化后迅速与ⅰ型受体 分离,同时发生重分布,使madr2在核内聚积,并可能通过变构与dna结合蛋白结 合而启动靶基因。所以,madr2缺陷的细胞能脱离tgf β介导的生长抑制而促进 肿瘤发展。dpc4作为转录因子,在bmp、activin、tgf β信号途径中起关键作用。
高水平的dpc4和mad 4能协同产生tgf β反应;
有学者认为dpc4就是smad4。另 当dpc4在mad mb468细胞中过度表达时,也可模仿activin及tgf β的功能,且其 活性并不因加入activin、tgf β而加强。说明dpc4能介导不依赖配体的信号传导。
dpc4还能通过介导stressed activated protein kinase /c jun n terminal kinase(sapk/jnk)信号传导途径转化细胞凋亡。dpc4是影响细胞间信号传递的基因, 这种基因的失活或缺失与癌的发生发展有密切的关系。所以,dpc4和madr2的失 活对乳腺癌、胰腺癌的发生、发展有重要作用[4-7]。
1.3 maspin基因( mammary serpin ) maspin基因位于18q21.3,表达产物具有375个氨基酸。maspin在正常乳腺组 织表达,但在乳腺癌组织中表达下降或丧失,其下降与乳腺癌无病生存率缩短相关。
其表达下降或丧失的机制可能与maspin 启动子发生胞嘧啶异常甲基化或染色质 凝聚即异染色质化有关。关于maspin作用的分子机制仍有待研究。maspin在乳腺 上皮细胞中广泛表达,但在浸润性癌中表达降低,转移灶中不表达。同样也有人 指出,在某些阶段maspin起正调节作用,maspinmrna过度表达的乳癌患者的术后无 复发生存期要比那些正常和略低表达的要短。maspin分布在细胞外基质中,其活 性与此细胞膜相互作用有关:当maspin和抗maspin的抗体作用时,maspin的抑制功能丧失;
若把maspin先和细胞混合,再加入抗体则maspin的功能度不受影响。
maspin在肿瘤细胞中很少突变,但表达降低。maspin的2个启动子ets、apl在原发 肿瘤中功能降低,在转移、浸润癌中功能丧失。因此,maspinmrna的表达水平可 作为一种重要的乳腺癌预后指标]。[8-11]。
1.4 nf2基因位 nf2基因位于染色体22q12,其编码产物merlin为66kd的细胞骨架相关蛋白, 与其它骨架相关蛋白moesin、ezrin、radixin具有同源性,介导细胞骨架蛋白actin stress fibers、keratohyalin、granules与细胞膜连接,参与细胞骨架信号传导调节 及细胞间接触,提示nf2也与肿瘤转移有关 [12]。
1.5 c erbb 1癌基因 c erbb 1癌基因的表达产物是表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor, egfr),是一种具有酪氨酸激酶活性的跨膜糖蛋白,它与相应的配 体结合后引起细胞的过度分裂与增殖。许多研究表明egfr与乳腺癌的预后有关, 表现为egfr阳性者五年和十年生存率明显低于阴性者,还发现egfr阳性者应用内 分泌治疗效果差,结合er和pr检测发现egfr能更好地反映患者的预后及对内分泌 的敏感性[13-14]。
1.6c erbb 2癌基因 c erbb 2癌基因又名her 2/neungl,位于17q21,它表达蛋白质是分子量 为185kb的糖蛋白(简写p185c erbb 2),位于细胞膜上,具有细胞内酪氨酸 激酶活性和细胞外连接结合区域,前者通过细胞信号转导途径抑制细胞凋亡。其 氨基酸序列和结构与egfr相似。c2erbb22在人类乳腺癌中的激活是较常见的,通常 表达于激素受体阴性的细胞。
对c erbb 2 的研究显示,癌基因蛋白的高水平表达,常常与原发瘤体积 较大、腋窝淋巴结转移数目多及内分泌治疗反应性差有关,预示着更早、更多的 术后复发及较短的存活期。
是目前乳腺癌病理检验中非常重要的预后指标。大多数研究表明 c erbb 2癌基因的过度表达与乳腺癌、子宫颈癌、子宫内膜癌及癌内瘤、卵巢 癌、食道癌等肿瘤的分化程度,组织类型,浸润性及淋巴转移有关。tauchi等曾 发现3例p185c erbb 2阳性表达的乳腺癌患者,虽然原发瘤〈2cm,但较早出现了淋巴转移。也有报道认为p185c erbb 2的表达与某些肿瘤的组织分化、临床 分期及预后有关[15-18]。
1.7 p53癌基因 p53癌基因是与人类恶性肿瘤关系最为密切的肿瘤抑制基因,其表达产物 是53kd的核磷酸蛋白,定位于17号染色体上,参与细胞周期和细胞增殖的调节。
对乳腺癌、胃癌、结肠癌、非小细胞肺癌、子宫内膜癌、肝癌等肿瘤的研究显示, p53蛋白的阳性表达与这些肿瘤的分化程度、临床分期、术后复发明显有关。表 现为肿瘤分化越差,恶性程度越高,其p53蛋白的阳性表达越高;
晚期(ⅲ、ⅳ 期)患者的阳性率明显高于早期(ⅰ、ⅱ期)患者;
复发组的阳性率明显高未复 发组。在子宫内膜癌和乳腺癌的研究发现p53蛋白的阳性表达与性激素受体的阳 性表达呈负相关,即p53蛋白阳性者中雌激素和孕激素的阳性率较低,而p53蛋白 阳性者中雌激素和孕激素的阳性率较高[19-21]。
1.8nm23 转移抑制基因nm23(non metastasis)基因是首先作为肿瘤转移抑制基因 而发现的。位于17号长臂的nm23基因由nm23h1、nm23h2、nm23h3三个基因组 成。nm23 基因通过其编码产物核苷二磷酸激酶(ndpk) 调控细胞内外信号转导系 统,抑制瘤细胞转移。目前只发现nm23h1与乳腺癌的转移、扩散有关。在电镜下 观察,发现nm23h1基因对恶性细胞的活性有压抑作用,从而被称为癌细胞转移、 扩散的抑制基因。nm23h1高表达,癌细胞的活性受到压抑。乳腺癌患者nm23基 因水平低表达组与乳腺癌患者nm23高水平表达组相比,腋下淋巴转移的危险程度, 前者高于后者40倍。]初步的统计结果表明,在一些肿瘤,如乳腺癌、肝癌、胃癌 等,其nm23的mrna蛋白的表达与肿瘤转移密切相关。nm23 h1基因在调控癌细 胞的增殖、抑制癌细胞的转移等方面起着重要作用,它的失活为癌细胞的增殖失控 及侵袭转移的发生提供了生物学条件。在对乳腺小叶原位癌和导管原位癌等非浸 润性癌的研究中发现nm23表达缺失,表明它们具有浸润的可能性[22]。
1.9bcsg1基因(breast cancer specific gene1) bcsg1是1997年由ji等克隆出的一组定位于人类染色体10q23,dna长度约5kb 在乳腺癌中有选择性表达的新基因。它编码合成的蛋白,与性激素相关的乳腺和 卵巢肿瘤密切相关,bcsg1过度表达大大增加了活体内肿瘤的侵袭性和转移性,对 乳腺癌的进展有着重要作用。学者们认为bcsg1的过度表达与乳腺癌的进程有关,是乳腺癌进展过程中的中晚期事件,bcsg1呈阳性表达的乳腺癌有更多浸润和转移 的倾向。如果bcsg1表达,能为区分导管原位癌是否进一步发展成浸润性癌而提供 一些预后信息,那将直接影响到治疗方案,减少不适宜或不必要的乳腺切除术。最 近的研究发现bcsg1一种新功能,它能够增强肿瘤细胞在不利环境中的生存力,并 能增强肿瘤的抗化疗药的能力。bcsg1作为乳腺癌特异基因,在乳腺癌的辅助诊断、 判断预后和基因治疗等方面将引起人们的重视,但对其在致癌机制、基因功能及 临床应用等问题还有待于进一步研究[23-27]。
1.10hmam基因 hmam基因位于11q13,是子宫珠蛋白家族成员。hmam mrna 的表达仅限 于成人乳腺组织和乳腺癌细胞系,且在23 %的原发乳腺癌中相对正常乳腺组织高 表达。abdul2rasool等认为,hmam和mage2a3的分子检测可使腋窝淋巴结阳性率达 到90%,那些淋巴结的免疫组织化学为阴性而rt2pcr为阳性者临床上应长期密切随 访。hmam是血液、骨髓、淋巴结中转移性乳腺癌特异和敏感的指标,是目前最准 确地检测乳腺癌微转移的标记物[28-29]。
2 细胞粘附分子、胞浆蛋白和酶类 2.1 e-钙粘附素 e-钙粘附素(epithlial cadherin,e cd),是分子量为120kd的细胞粘附跨膜 蛋白,属依赖细胞外的经典cd亚族成员。目前对e cd的研究涉及多种人体,如 肿瘤、胃癌、肝癌、乳癌、脑脊膜瘤、前列腺癌、女性生殖器官肿瘤、食道及其 它鳞状上皮癌等。一般将其原发病灶的表达状况分为保存型 、减低型、e cd 表达完全缺失型、瘤细胞虽然能表达e cd却未相互粘附四种类型,研究表明, 减低型肿瘤浸润能力强于保存型,淋巴转移率也高;
减低型乳腺癌和前列腺癌的 远处和局部转移率也较保存型高。若将e cd cdna转染至癌细胞中,粘附功能和 单层柱状形态又得以恢复,而侵袭性受到显著削弱。说明e cd在维系癌细胞的 上皮形态(epithial morphology)方面可能起着某种关键性作用,一旦这种上皮形态 系统受损,癌细胞即可获得侵袭能力。大量证据表明e cd活性降低能使癌细胞 浸润至邻近组织及淋巴结,但不一定促进其血循转移。鉴于e cd既能使癌细胞 聚集又能使其暂时性脱离,这些瘤细胞一旦获得转移所必需的能力,它们就会进 入高转移状态。瘤细胞还可以成团脱离原发灶进入血循环,瘤栓较分散进入血循 环的单个瘤细胞更容易附着于远处的毛细血管床。乳腺癌e cd减低者,肺和骨 转移率较高,其靶器官必然具有捕获散在的癌细胞的能力,这可能是e cd活性降低与局部转移率正相关的关键所在。有资料还表明,e cd细胞外区基因突变 或缺失可削弱e cd细胞粘附功能,促进恶性肿瘤的细胞浸润和转移[30]。
2.2连环蛋白(catenin) 连环蛋白是一类细胞骨架蛋白,分α、β、γ三种。其中α-连环蛋白与钙粘 附蛋白e连接形成复合体可激活细胞骨架的微丝网络。在食道癌、乳腺癌和结肠 癌组织中α-连环蛋白表达减少或缺失,癌组织学分级与α-连环蛋白呈负相关, α-连环蛋白阴性者低分化癌中更为显见。
2.3 内皮素 内皮素(endothelin 1,et 1)是一种血管活性肽。近年来研究表明et 1的生 物活性不仅限于心血管系统,它对全身组织都具有重要的生物学作用。et 1对 细胞dna的合成,原始基因的表达以及增殖均有影响。已证明肺癌、胰腺癌、结 肠癌、子宫颈癌和乳腺癌中存在et 1。在乳腺癌研究中发现et 1标记阳性率及 其在阳性细胞中的含量以ⅲ级乳腺癌最高、ⅱ级次之、ⅰ级最低。因此,et 1 的过量表达可能导致细胞恶性生长或恶性度增高[31-32]。
2.4组织蛋白酶b 组织蛋白酶b(cathepsin)是一种半胱氨酸蛋白,在肿瘤细胞的蛋白质代谢 中起重要作用,而且直接或间接的影响瘤细胞外基质的溶解。此酶在非小细胞肺 癌中的表达很高,而且阳性者比阴性者术后生存期短,还发现有淋巴转移者阳性 率明显高于未转移者。结肠癌、胰腺癌、胃癌和乳腺癌中的研究中也发现组织蛋 白酶b的表达与这些肿瘤的浸润转移有关[33]。
2.5 组织蛋白酶d 组织蛋白酶d(cath d)分子量为34kd蛋白质。它低浓度存在于各种细 胞中,在正常或小叶增生的乳腺组织中,浓度都很低,可以忽略不计。cath d能刺激 细胞生长,并能溶解基底膜,细胞外基质和结缔组织。cath d能刺激mcf7的细 胞增生,mcf7细胞能释放125i标记的碱性成纤维细胞生长因子(125ibfgf)进入细胞 外基质,具有促有丝分裂作用。这在血管生成中可能起着非常重要的作用,是肿 瘤转移的重要步骤。研究表明乳腺癌细胞中cath d高表达促进癌细胞浸润和扩 散。原发乳腺癌提取物中高浓度的cath d和随后发生的转移危险性高度相关。
这是由于在酸性ph中自体激活后,对基底膜和糖蛋白等不同底物进行蛋白水解;
另外,它促进mcf7细胞的有丝分裂,说明cath d与表达程度与乳癌浸润扩散密 切相关。在腋淋巴结阴性(ann)的乳腺癌人中,高cath d者复发的相对危险性是 较低者的7-10倍[34-35]。
综上所述,可见癌基因,抑癌基因和细胞粘附分子、胞浆蛋白和酶类在肿 瘤的发生和转移过程中具有重要作用,所以,进一步研究它们的分子机制及作用, 对肿瘤及其转移的治疗、预后具有重要的临床价值。
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