EZH2、P53与喉癌
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EZH2、P53与喉癌
p53基因与EZH2基因参与了喉癌的发生、发展及恶化转移过程,可作为一种分子标志物,用于喉癌的诊断、治疗效果的评价、预后判断以及作为潜在的治疗靶标。本文就p53基因与EZH2基因的结构、功能、与喉癌的关系及临床意义做一综述。
标签:喉肿瘤(Laryngeal neoplasms);癌(Carcinoma);果蝇zeste基因增强子的人类同源物2(EZH2);P53基因;基因(Gene)
喉癌是耳鼻喉科最常见、危害较大的恶性肿瘤之一,晚期喉癌预后不良,五年生存率在60%以下。因此,早期检测、诊断和治疗,是控制肿瘤、延长患者的生存期和提高生活质量的重要途径之一。近年来,随着医学技术的进步,肿瘤标志物的检测进展迅猛,为早期发现、诊断和治疗肿瘤带来了曙光。研究认为,喉癌的发生、发展是多基因作用、多因素参与和多阶段发展的病理过程,涉及众多癌基因的激活与抑癌基因的异常,其中p53基因与EZH2基因在这一过程中的作用已经引起了人们的关注。
p53基因和蛋白结构及一般生物学特性
人类p53基因定位于17p13.1,长度约20kb,由11个外显子和10个内含子组成。外显在2、4、5、7、8分别编码5个进化上高度保守的结构域,这5个高度保守区为13-19、117-142、171-192、236-258、270-286編码区。人类P53蛋白由393个氨基酸组成,分子量为53×103,P53蛋白分为N-末端的酸性转录活化区、信号区、中央核心DNA连接区、同源寡聚区、C-末端的非专一DNA结合区,这些结构在p53识别并转录活化靶基因的过程中发挥着重要作用[1]。
p53基因分为野生型(Wild-Typt p53,Wtp53)和突变型(Mutant- Typt p53,Mtp53)两种。野生型p53是抑癌基因,主要的生物学功能为引起细胞周期阻滞,诱导细胞凋亡和促进细胞分化。对细胞的分裂和增殖起负调控作用,抑制细胞的生长与分裂。而突变型p53由于缺乏对细胞增殖的负调控作用,当其表达增加时,促进细胞的增生和转化,诱导肿瘤的发生,使得p53由抑癌基因转化为致癌基因。
P53基因突变形式以点突变为主,突变型P53 是喉癌中基因改变频率最高的基因。P53 基因突变产生突变型p53 蛋白,其结构发生改变,稳定性增加,半衰期延长,易被检测[2]。这种异常p53蛋白比野生型的p53蛋白更稳定,且在肿瘤细胞中有高水平的表达,其功能由抑癌基因转化为促癌效应。
p53基因与喉癌
大量研究表明,P53基因是人类肿瘤中最为常见的损伤靶位[3]。在人乳腺癌、结肠癌、膀胱癌、肺癌、淋巴瘤、喉癌、口腔癌、口咽癌、下咽癌等肿瘤中常伴有P53基因的异常[4]。有作者在对较小样本含量的头颈鳞癌患者中发现P53的
异常表达高达77%[5]。P53基因是迄今发现的与喉癌的发生最为密切的基因,基因改变约60%左右[6]。1992 年Maestro[7]报告,60%喉癌病例因P53基因突变而产生异常p53 蛋白表达,使细胞失去负生长信号,导致细胞过度增生、癌变。他们还发现,在某些癌旁组织也有该蛋白的表达,这些癌旁组织的异常基因表达可能是邻近癌组织诱导的结果,这些组织可能是喉癌术后复发的根源。提示p53表达者可能预后差。因此手术切除范围应在保留喉功能的前提下,要有足够的安全边缘。Gasparini等[8]对头颈部肿瘤的研究表明,p53蛋白的表达与肿瘤临床分期及淋巴结转移相关,p53蛋白表达者多为临床晚期,恶性程度高。Buyukbayram 等[9]指出p53过度表达与肿瘤病理分级以及肿瘤位置有关。秦兆冰等[10]研究表明,p53 蛋白异常表达与喉癌发生有关,可以作为喉癌诊断和鉴别诊断的辅助依据,在评估肿瘤的恶性程度上及预后判定上有一定价值。于振坤等[11]报告,p53 蛋白表达与喉癌、下咽癌的临床分期有良好的对应关系,并与肿瘤的分化程度和淋巴结转移相关。喉乳头状瘤、喉部非典型增生病变以及原位癌也出现的p53过度表达,表明抑癌基因p53突变在喉组织癌变中的作用。
EZH2基因和蛋白结构及一般生物学作用
EZH2 基因是果蝇转录因子zeste 增强子E(z)的人类同源物[12],该基因在人的多种细胞中表达,与果蝇E(z)基因存在高度保守性和同源性。EZH2定位于人染色体7q35 位置上,包含20 个外显子和19个内含子。EZH2 基因在进化过程中高度保守,在N 端有3个保守序列与果蝇(z)基因高度同源,分别为Ⅰ区、Ⅱ区和富含半胱氨酸区;在C 端有1 个进化高度保守的SET 结构域,EZH2 介导转录抑制要依赖完整的SET结构域,如果该区域丢失则不能产生抑制表型,并且在一些情况下使基因去抑制化。EZH2是PcG(polycomb group)基因家族的重要成员之一,是一个非常重要的核转录调控因子。PcG蛋白主要由两种不同的复合体组成,即PRC1和PRC2。其中PRC1参与基因抑制的维持;PRC2与基因抑制的启动有关,二者通过对组蛋白的修饰控制靶基因转录[13]。EZH2 蛋白是PRC2 的核心组成部分,起组蛋白甲基转移酶的作用,能使H3K27 侧链上的ε 氨基发生三甲基化。H3K27 三甲基化被认为是在PcG 沉默机制中起作用的主要存在形式。三甲基化后的H3K27 后能将PRC1 复合物招募到特定基因位点,从而沉默与细胞分化、抑制增殖在内的基因,导致肿瘤的发生。EZH2 除了起组蛋白甲基转移酶作用外,在X染色体的灭活、生殖发育、干细胞多功能性的维持以及肿瘤的转移中起重要作用。EZH2基因与恶性肿瘤
EZH2 基因作为染色质修饰蛋白,与多种类型肿瘤的发展预后密切相关。相对于正常组织,EZH2在癌组织中高表达,并且与疾病的进展阶段和疾病预后有关。EZH2 基因过度表达首先是在血液系统恶性肿瘤中发现,包括骨髓肿瘤、霍奇金病、非霍奇金淋巴瘤及外套细胞淋巴瘤,随后在肝癌、乳腺癌、前列腺癌、卵巢癌、膀胱癌、胃癌中发现EZH2 基因高表达[14]。很多研究者都發现,相对正常组织来说,EZH2在癌组织中表达异常增高,且其表达越高,肿瘤恶性度越高,预后越差。在某些情况下,EZH2过表达与EZH2基因扩增相平行。强表达的EZH2 可以促进肿瘤细胞的增殖和侵袭,并且与肿瘤的恶性程度和预后密切相关;一项最早的基因分析研究报道,与临床局限性前列腺癌相比,在转移性前列腺癌中基因上调最显著的基因是EZH2[15]。Bachmann等[16]进行了一项包