端粒酶在胃癌中的作用研究进展

作者：梁寒晖　　作者单位：广西合山市人民医院普外科，广西合山　546508

　　【关键词】 胃癌;端粒酶

　　端粒酶(telomerase) 是一种蛋白质与RNA组成的核糖核蛋白，其作用是保证真核细胞染色体线性DNA的复制得以完全。 端粒酶在正常体细胞中处于失活状态。其活化是细胞永生化或恶化的重要标志[1]。端粒酶基因激活以后，肿瘤细胞中端粒的长度才能相对稳定，使细胞获得无限增殖的能力。因此，人们希望通过对端粒与端粒酶的深入研究，揭示肿瘤的发生、发展机制，并获得一些重要的治疗靶点[2]。现将近几年来端粒及端粒酶在胃癌发生中的作用及其临床意义综述如下。

　　端粒及端粒酶的结构与功能

　　1.端粒 早在上世纪30年代Muller等就发现染色体末端存在一种维持染色体稳定和完整的特殊结构—端粒[1]。近年研究表明，端粒是真核细胞染色体末端的特殊结构，由重复DNA序列及相关蛋白质组成。端粒DNA是由5 TFAGGG3序列片段重复构成，重复次数高达2000次左右。端粒相关蛋白初是Chong于1995年发现的，命名为端粒重复序列结合因子l(TRF1)[3]，近几年，相继发现了TRF2、TANK1、TANK2、TIN2、Pinxl、POTI等10余种端粒结合蛋白。它们对维持端粒的功能具有重要作用[4]。人端粒的重要功能是保持染色体的完整性，防止染色体DNA降解、末端融合、缺失和非常规重组。端粒长度随着有丝分裂的进行而逐渐缩短，当端粒缩短到一定程度，不能维护染色体的稳定时，则导致细胞凋亡及衰老。端粒酶的激活可维持端粒RNA的稳定，进而促进肿瘤的发生;另外还存在一些替代途径可维持端粒的稳定。在大鼠试验中，由于端粒酶的缺失使端粒极度缩短，导致染色体的不稳定，不仅可引起细胞的凋亡，还导致大鼠的过早衰老。因此认为端粒在维持细胞染色体稳定、控制细胞寿命方面起着重要作用[5]。但关于端粒的具体作用机制还需进一步研究。

　　2.端粒酶 端粒酶是1985年Greider等[7]从四膜虫的细胞提取物中发现的。它是一种核糖核蛋白酶，由端粒酶RNA(hTR)、端粒酶反转录酶(hTERT)和端粒酶相关蛋白l(hTERP1)组成。hTR是端粒末端DNA合成的模板，广泛存在于哺乳动物细胞中。H/ALA框是存在于核仁RNA中的一段序列，PueblaMora等[8]研究发现，hTR的末端也具有相似的H/ALA框，这段特殊序列对于维持端粒酶的活性具有重要意义[9]。hTERP1是与hTERT结合的一种蛋白，可以维持端粒酶的稳定及功能。hTERT是一种反转录酶，催化hTR合成端粒RNA。实验发现当克隆的hTERT cDNA在端粒酶阴性的细胞内过度表达时，细胞的端粒酶被激活，但改变hTERT中氨基酸的序列，端粒酶活性将减低或消失。缺氧诱导因子l(HIFI)可与hTERT基因的启动子结合，Gulmann等[10]研究发现，缺氧或H1FI过表达可以激活hTERT翻译，进而导致端粒酶活性增加。Lin等[11]报道，抑制端粒酶的活性不仅可以缩短端粒长度，还可以抑制一些关于血管生成及转移的基因，达到抑制肿瘤的增殖及转移。这些研究证明，端粒酶的活性主要依赖于hTERT、mRNA的水平，端粒酶的激活是促进肿瘤发生、增殖及转移的一个重要因素。

　　端粒酶活性在胃癌早期的表达

　　正常人体细胞中端粒程序性地缩短限制了转化细胞的生长能力，这可能是肿瘤形成的一个抑制机制。正常细胞的分裂次数是有限的，端粒酶的激活是细胞走向永生化的重要途径。端粒酶的激活可以维持肿瘤细胞端粒的长度，从而维持肿瘤的继续生长[13]。在肿瘤形成过程中，端粒延长起重要的作用。端粒的长度在胃癌组织>胃黏膜正常组织>化生组织>腺瘤组织中，端粒酶的活性在胃癌组织>腺瘤组织>化生组织>胃黏膜正常组织，端粒酶的活性在胃癌发生的早期事件中即表达(肠化、腺瘤形成)，但早期阶段其活性尚不足以恢复缩短的端粒[14]。Agao等[15]用化疗药处理胃癌细胞株的方法研究发现，细胞周期可以调节端粒酶的活性，S期细胞高表达端粒酶活性。胃癌组织端粒酶活性明显高于切缘黏膜组织(P<0.01)，肿块大径≥5 cm肿瘤组的端粒酶活性明显高于大径<5 cm肿瘤组(P<0.01)，淋巴结转移阳性组端粒酶活性明显高于淋巴结转移阴性组(P<0.01)，早期(I、Ⅱ期)胃癌端粒酶活性明显低于晚期(Ⅲ、Ⅳ 期)胃癌(P<0.01)。Kashima等[6]在幽门螺杆菌感染与端粒酶活性关系的研究中发现，正常胃黏膜中无端粒酶活性表达，胃癌组织端粒酶活性明显升高(83.3%);HP阳性组胃黏膜病变端粒酶活性(50.7%)明显高于HP阴性组(17.2%)(P<0.01)，HP后端粒酶活性(40.0%，4/10)明显低于治疗前(90.0%，9/10)(P<0.05)，认为HP阳性胃疾病端粒酶活性增强，HP后，端粒酶活性明显低于治疗前。Matsutani等[3]观察癌组织端粒酶阳性率(明显)>肠上皮化生(IM)及异型增生(Dys)>慢性萎缩性胃炎(CAG)，端粒酶阳性检出率与患者性别、肿瘤大小、浸润深度、大体类型、分化程度、有无淋巴结转移及临床分期无明显相关性。通过TRAP检测方法及可定量的TRAPELISA法的建立，端粒酶的测定有望为恶性肿瘤的诊断带来希望。

　　端粒酶活性检测的临床意义

　　大部分研究认为端粒酶在临床诊断中前景诱人，但也存在问题，比如，由于大多数胃炎组织(7l%)端粒酶呈阳性，这将影响端粒酶在胃癌临床诊断中的应用。Hao等[16]研究发现，胃黏膜相关恶性淋巴瘤经过幽门螺杆菌后随着端粒酶活性的下降而瘤组织消退。应用硫代修饰人端粒酶RNA(hTR)反义核酸后胃癌细胞对顺铂(DDP)和阿霉素(ADM)敏感度提高，化疗药物ADM和DDP对端粒酶活性抑制作用不同，而且有时间依赖趋势。hTR反义PSODN可增加ADM和DDP抑制胃癌细胞系SGC7901端粒酶活性、诱导细胞凋亡和抑制细胞增殖的作用。Yoo等[17]探讨了化疗药物对胃癌细胞端粒酶活性的影响，发现顺铂、丝裂霉素c和阿霉素在诱导癌细胞凋亡的同时，下调端粒酶活性，且其抑制作用呈时间依赖关系;5氟脲嘧啶和甲酰四氢叶酸对胃癌细胞端粒酶活性无明显抑制作用，化疗前后细胞端粒酶活性的变化，可作为化疗敏感度指标。由于端粒酶对维持端粒长度及保持染色体的稳定性的重要作用，近年开展了通过抑制端粒酶活性来治疗肿瘤的试验研究。抑制端粒酶的策略主要有以下三方面：① 阻断端粒酶RNA。因为RNA不仅是端粒DNA的合成模板，而且还有酶活性，阻断端粒酶RNA可作为抑制端粒酶活性的靶点，现研究中采用的方法主要有反义hTR、核酶(Ribozyme，RZ)和肽核酶(PNA)等。②采用逆转录酶抑制剂抑制端粒酶。端粒酶是一种逆转录酶，逆转录酶抑制剂同样可抑制端粒酶的活性，现研究中主要采用dideoxyyuanine(ddG)和azidothymidine(AZT)等法。③ 抑制端粒酶蛋白。端粒酶蛋白是端粒酶所必需的，抑制端粒酶蛋白有可能成为肿瘤治疗的一个靶点。杨金亮等[18]观察反义人端粒酶RNA(human telomerase RNA components，hTR)转染的SGC7901胃癌细胞(7901ahTR)，结果表明反义hTR转染的7901细胞p21和p27表达增加，PCNA和cmyc表达下调，而cyclinD1和p16 mRNA表达无明显变化。认为抑制端粒酶活性能调节多种细胞周期调控基因的表达，从而抑制肿瘤细胞的增殖和诱导分化。端粒酶对预测胃癌的预后方面，尹家俊等[19]探讨胃癌端粒酶表达的预后研究，胃腺癌端粒酶阳性表达率在淋巴结转移组显著高于无淋巴结转移组(P<0.05);在术后生存5年以下者中显著高于生存5年以上者(P<0.05)。胃腺癌组织中端粒酶活性的检测对判断胃癌预后有重要意义。端粒酶的活性高表明胃癌的发展速度快、侵袭性强，应强化术后治疗。

　　综上所述，端粒酶是目前已知的广谱肿瘤分子标志物。端粒和端粒酶在胃癌中作用的研究将有助于阐明肿瘤发生的机制，为胃癌的诊断、治疗和预后提供科学的理论基础。

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