|
關(guān)鍵詞： 端粒酶 端粒 泌尿系腫瘤
端粒是位于染色體末端具有特殊功能的DNA帽，它雖然不帶基因，但是在穩(wěn)定染色體及防止染色體在復(fù)制時縮短等方面具有重要作用。端粒酶是催化合成并維持端粒一定序列的一種核糖核蛋白［1］。近年來研究發(fā)現(xiàn)人類惡性腫瘤的端粒行為異常、端粒酶活性表達不同于正常的體細胞，在大多數(shù)惡性腫瘤細胞中有端粒酶的活性，同時伴隨著端粒長度的穩(wěn)定。對于端粒和端粒酶的研究已成為腫瘤及生命科學(xué)方面研究的又一熱點。
一、端粒與端粒酶
端粒是真核生物染色體末端一種特殊的異化結(jié)構(gòu)，由一簡單重復(fù)的富含G的DNA序列及其相關(guān)蛋白組成，不同物種的DNA序列并不一致，人和各種脊椎動物的DNA序列都為5′-TTAGG-
3′[1]。近來研究表明，端粒跟細胞的壽命控制有著密切聯(lián)系，人體細胞在體外培養(yǎng)過程中只能經(jīng)歷有限的有絲分裂次數(shù)，分裂過程中染色體末端的逐漸丟失會導(dǎo)致細胞最終退出周期。由于撃┒爍粗莆侍鈹?shù)拇嬖冢肆ｉL度會隨著有絲分裂的進行逐漸縮短，當端粒縮短到一定程度，即不能維護染色體的穩(wěn)定時，細胞最終衰亡［2］。
端粒長度的維持需要端粒酶的激活。端粒酶是一種核糖核蛋白體復(fù)合體，它有別于一般的DNA聚合酶，是一種專一的逆轉(zhuǎn)錄酶，能以自身RNA組分為模板從頭合成端粒，以彌補細胞分裂時染色體末端的縮短，解決撃┒爍粗莆侍鈹。利用PCR為基礎(chǔ)的TRAP(telomeric repeat amplification protocol)法［3］，人們已經(jīng)檢測了幾百個腫瘤標本及一些正常人體組織，發(fā)現(xiàn)絕大部分腫瘤細胞都呈端粒酶陽性，而在正常人體組織中卻無表達(在人生殖細胞、一些淋巴細胞和造血干細胞中除外)，提示端粒酶可能是一個廣泛的腫瘤標志，在腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程中起重要作用。目前認為：在胚胎系細胞中，隨著DNA的不斷復(fù)制染色體末端得以保持，端粒長度也未縮短，可能是端粒酶作用的結(jié)果；體細胞端粒酶缺乏(或失活)，隨多次分裂端粒逐漸縮短；惡性腫瘤中端粒酶可能重新獲得活性，從而避免丟失與染色體不穩(wěn)定；良性腫瘤中端粒酶檢測陰性［4］。
二、端粒、端粒酶與泌尿系腫瘤的相關(guān)性研究
1.端粒酶活性在泌尿系腫瘤的表達：人們雖對端粒和端粒酶早就有所認識，但直到1994年Counter等［5］在卵巢癌的腹水轉(zhuǎn)移灶中發(fā)現(xiàn)端粒酶活性，才開始真正意識到端粒酶在腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中的重要性。
目前，泌尿系腫瘤的相關(guān)性研究發(fā)現(xiàn)腫瘤的發(fā)生與端粒酶的異常激活和端粒序列變化有密切關(guān)系。Hirano等[7]檢測了28例腎上腺腫瘤和13例腫瘤臨近正常組織的端粒酶活性，認為端粒酶陽性可以作為鑒別腎上腺良、惡性腫瘤的依據(jù)。在腎癌研究方面，有人通過對染色體末端限制性片段TRFs(terminal rstriction fragments)的分析，發(fā)現(xiàn)腎細胞癌的端粒長度平均縮短了0.4～2.5 kb[7]。Kyo等[8]共檢測了22例尿路上皮癌(膀胱癌13例、輸尿管癌8例、腎盂癌1例)，全部有端粒酶活性。Kamata等[9]檢測了21例膀胱癌，發(fā)現(xiàn)癌組織的端粒平均長度為6.6 kb，而癌周正常組織為11.5 kb。其中淺表性膀胱癌為8.9 kb，浸潤性膀胱癌為3.4 kb，差異均有顯著性。Sommerfeld等［10］用PCR技術(shù)檢測25例前列腺癌組織、4例淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移灶及癌周正常組織、增生組織和10例BPH組織的端粒酶活性。結(jié)果21例(84%)癌組織、4例淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移灶的端粒酶呈強陽性，而癌周增生組織只有3例(12%)呈弱陽性，癌周正常組織及BPH組織均未檢測到端粒酶活性。Lin等［11］用TRAP法也檢測到端粒酶活性在前列腺癌中有90%的表達率(28/31)。
為了檢測膀胱癌組織的端粒酶活性并了解膀胱癌患者膀胱脫落細胞中是否存在端粒酶活性，Kinoshita等［12］用TRAP法檢測了45例膀胱癌患者中的42例癌組織標本、42例尿液標本、43例膀胱沖洗標本及12例正常人的膀胱沖洗標本，并對尿液和沖洗標本進行細胞病理學(xué)檢查。結(jié)果有41例(98%)癌組織、23例尿液標本(55%)、36例沖洗標本(84%)檢測到端粒酶活性。45例患者脫落細胞總的端粒酶活性檢出率為89%(40/45)，其中G1 75%，G2 96%。12例正常人沖洗標本未檢測到端粒酶活性。而細胞病理學(xué)檢查陽性率只有42%(19/45)，其中G1 8%，G2 46%。作者認為膀胱癌患者脫落細胞中不僅可以檢測到端粒酶活性，而且其在診斷敏感性和判斷預(yù)后的價值方面明顯優(yōu)于細胞病理學(xué)檢查。Lee等［13］也發(fā)現(xiàn)膀胱癌沖洗標本與膀胱癌組織有相同的端粒酶陽性率，而且對那些易被常規(guī)脫落細胞學(xué)檢查漏診的低級別膀胱癌，端粒酶陽性是一項可靠的指標。Takahashi等［14］進行了22例前列腺癌穿刺活檢標本的端粒酶檢測，總陽性率為82%(18/22)。其中C～D期陽性率為92%，B期為70%；中低分化癌的陽性率為70%，高分化癌的陽性率為40%。作者認為利用穿刺標本進行端粒酶檢測與Sommerfeld等［10］手術(shù)標本的檢測具有相同的價值。
2.端粒酶活性與泌尿系腫瘤分級、分期及預(yù)后的關(guān)系：臨床上發(fā)現(xiàn)端粒酶活性和腫瘤病灶大小、惡性程度及手術(shù)后病人的預(yù)后情況有關(guān)［15，16］。Lin等［17］為了分析端粒酶活性與膀胱癌生物學(xué)行為的關(guān)系，根據(jù)端粒酶活性的強弱將39例膀胱癌分為二組，發(fā)現(xiàn)G1、G2、G3的端粒酶強陽性率分別為20%、62%、100%(P＜0.05)；Ta～T1期的端粒酶強陽性率為46%，T2～T4期則為100%(P＜0.005)，認為端粒酶的活性與腫瘤的分級、分期及預(yù)后情況有關(guān)，可以作為臨床診斷和判斷預(yù)后的指標。Lin與、Kubota等［11，18］不僅發(fā)現(xiàn)低分化的前列腺癌有較強的端粒酶活性，而且骨和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移灶中也有很強的端粒酶活性。與Kim和Sommerfeld等［3，10］人的發(fā)現(xiàn)所不同的是，Scates等［19］在6例病理證實為非前列腺癌BPH組織中檢測到端粒酶活性(6/16)。由于TRAP方法的高度敏感性，作者認為BPH組織中檢測到端粒酶活性，提示BPH組織中含有少量但顯著的端粒酶陽性細胞，它們雖然處于癌前期，但可能最終發(fā)展成為前列腺癌。因此可以將端粒酶作為BPH有無惡變或潛伏癌有無進展的早期判別指標。
三、前景
由于端粒酶在惡性腫瘤中具有活性而在正常組織中或良性腫瘤中失活，因此可望在臨床鑒別診斷和推測預(yù)后方面發(fā)揮足夠的作用。但端粒、端粒酶和惡性腫瘤的因果關(guān)系如何?體細胞中是否存在天然的端粒酶抑制物?端粒酶基因的調(diào)控方式及酶活性的影響因素方面等都有待進一步研究
參考文獻
[1] Blackburn EH。Structure and function of telomeres.Nature,1991,350∶569-573.
[2] Harley CB,Futcher AB,Greider CW.Telomeres shorten during ageing of human fibroblasts.Nature,1990,345∶458-460.
[3] Kim NW,Piatyszek MA,Prowse KR,et al.Specific association of human telomerase activity with immortal cells and cancer.Science，1994,266∶2011-2015.
[4] Hiyama K,Hiyama E,Ishioka S,et al.Telomerase activity in small-cell and non-small-cell lung cancers.J Natl Inst,1995,87∶895-902.
[5] Counter CM,Hirte HW,Bacchetti S,et al.Telomerase activity in human ovarian cancer.Proc Natl Acad Sci USA,1994,91∶2900-2904.
[6] Mehle C,Ljungberg B,Roos G,et al.Telomere shortening in renal cell carcinoma.Cancer Res,1994,54∶236-241.
[7] Hirano Y,Ushiyama T,Ohtawara Y,et al.Telomerase activity in adrenal tumors.Br J Urol,1997,80(supple 2)∶3.
[8] Kyo S,Kunimi K,Uchibayashi T,et al.Telomerase activity in human urothelial tumors.Am J Clin Pathol,1997,107∶555-560.
[9] Kamata S,Kageyama Y,Yonese J,et al.Significant telomere reduction in human superticial transitional cell carcinoma.Br J Urol,1996,78∶704-708.
[10] Sommerfeld HJ,Meeker AK,Piatyszek MA,et al.Telomerase activity:a prevalent marker of malignant human prostate tissue.Cancer Res,1996,56∶218-222.
[11] Lin Y,Uemura H,Fujinami K,et al.Telomerase activity in primary prostate cancer.J Urol,1997,157∶1161-1165.
[12] Kinoshita H,Ogawa O,Kakehi Y,et al.Detection of telomerase activity in exfoliated cells in urine from patients with bladder cancer.J Natl Cancer Inst,1997,89∶724-730.
[13] Lee DH,Yang SC,Hong SJ,et al.Clinical significance of telomerase activity in bladder wash specimens.Br J Urol,1997,80(supple 2)∶73.
[14] Takahashi C,Miyagawa L,Kumano S,et al.Deteciton of telomeras activity in prostate cancer by needle biopsy.Eur Urol,1997,32∶494-498.
[15] Tahara H,Nakanishi T,Kitamoto M,et al.Telomerase activity in human liver tissues:comparison between chronic liver disease and hepatocellula carcinomas.Cancer Res,1995,55∶2734-2736.
[16] Hiyama E,Yokoyama T,Tasumoto N,et al.Telomerase activity in gastric cancer.Cancer Res,1995,55∶3258-3262.
[17] Lin Y,Miyamoto H,Fujinami K,et al.Telomerase activity in human bladder cancer.Clin Cancer Res,1996,2∶929-931.
[18] Kubota Y,Lin Y,Masuda M,et al.Telomerase activity in primary prostate cancer.Br J Urol,1997,80(suppl 2)∶231.
[19] Scates DK,Muir GH,Venitt S,et al.Detection of telomerase activity in human prostate:a diagnostic marker for prostatic cancer?Br J Urol,1997,80∶263-268.
... |
