Reprimo基因甲基化与肿瘤关系的研究进展

[摘要] Reprimo基因甲基化参与了多种类型肿瘤的发生和发展，近年来越来越受到医学界的重视，Reprimo基因甲基化是最值得期待的肿瘤生物标志物之一。通过回顾近年对Reprimo基因的研究进展情况，认为Reprimo基因甲基化有望用于肿瘤发病机制、早期诊断、指导药物靶向治疗及预后评估等研究中，对人类健康具有重要意义。

[关键词] Reprimo；基因甲基化；肿瘤；诊断；治疗

[中图分类号] R733 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2013）12（b）-0039-04

肿瘤是细胞周期调控机制的破坏，导致细胞异常增生形成的，多基因长期共同作用使其趋向恶性，而恶性肿瘤是人类的主要杀手之一。肿瘤的早期发现、诊断、治疗和预后评估等早已受到人类的高度重视。DNA异常甲基化在肿瘤的发生发展中起重要作用，其控制组织特异性的基因表达，可能的机制是使某基因转运沉默，维持基因组稳定性[1]，人类已认识到抑癌基因启动子区异常甲基化是诸多肿瘤的共同特点之一。本文就Reprimo基因甲基化与肿瘤关系的研究进展做一综述。

1 Reprimo基因甲基化概述

Repriom基因位于人类染色体2q23，由109个氨基酸组成，是一种定位在细胞质中的糖基化蛋白。作为p53基因的下游靶基因，其mRNA表达可被p53基因诱导，使细胞周期停滞在G2期，从而细胞不能增殖[2]。Reprimo基因可能是通过抑制Cdc2活性以及Cdc2/cyclin B1复合物核转位的途径来发挥作用。Reprimo启动子异常甲基化可抑制转录，引起G2/M检查点调控发生紊乱，导致细胞异常增殖[3]。

2 Reprimo基因甲基化与肿瘤

Reprimo基因甲基化及其表达的缺失在肿瘤细胞中是一种常见的现象，可能是某些类型人类肿瘤的发生机制，这种思想指导许多学者单独对某些肿瘤在诊断、治疗与预后评估方面进行该基因的研究，现汇报如下：

2.1 Reprimo基因甲基化与肿瘤的诊断

肿瘤居高不下的发病率、预后差给患者带来了巨大的痛苦，其早期诊断的困难，亦是亟待解决的问题，大多患者被诊断时已是中晚期，虽然可以手术进行完全切除，但其大多数患者仍然死于肿瘤的复发转移，所以对肿瘤的早期诊断对患者的延长生存期、提高患者的生存质量具有重要意义。

Takahashi等[3]对645例肿瘤患者（代表16个肿瘤类型）进行Reprimo基因异常甲基化情况检测。Reprimo启动子发生甲基化在胃癌、胆囊癌患者中占79%和62%，在淋巴瘤、大肠癌占57%和56%，在食管腺癌、乳腺癌及白血病分别占40%、37%及31%。卵巢癌、宫颈癌、膀胱癌、恶性间皮瘤、脑瘤和儿科肿瘤中的甲基化频率都很低（0～20%）。而在良性组织中（胃黏膜上皮细胞除外）很少能检测到Reprimo基因甲基化（0～11%）。除此之外，大肠息肉也常检测到甲基化基因（27%）。据文献[4]报道，在胃癌患者血浆中发现了7种高频率甲基化的基因，这其中只有Reprimo基因在非胃癌患者的血浆中是低频率甲基化的，二者比较具有高度统计学意义（P < 0.001）。以上提示Reprimo基因在一定程度上与肿瘤的发生发展有重要关系，前者未对每种类型肿瘤进行详细分类，只能说明甲基化发生率与不同种类的肿瘤相关，亦和恶性程度相关。后者说明Reprimo基因异常甲基化在胃癌患者中具有特异性，可作为胃癌早期发现的重要指标。

Suzuki等[5]研究发现：在非小细胞肺癌（NSCLC）中Reprimo基因甲基化的细胞株占32%（6/19），在小细胞肺癌（SCLC）中占6%（1/16），在原发肿瘤中占31%（51/167）。姜蕊等[6]亦有类似报道，Reprimo基因甲基化在NSCLC中发生频率是36.67%（22/60），并且和癌旁正常组织[5%（3/60）]具有显著性差异（P = 0.000），Reprimo基因的异常甲基化发生频率和年龄亦有关，大于60岁患者甲基化频率大大增加。虽然Reprimo基因受抑癌基因p53调控，但并未发现异常甲基化和p53基因调控有相关性。以上表明，Reprimo基因甲基化在肺癌中频繁发生并独立于p53基因，在细胞周期中，Reprimo基因可能处于独立的信号通路；Reprimo基因与肺部肿瘤的恶性程度有关，对于不同类型的肺癌Reprimo基因的表达不同，尚不能特异性反应与肺癌发生的关系，但其异常表达的发生与肿瘤发病因素有联系，所以可以推测其可能在肺癌的发病机制中起一定的作用，有望成为肺癌诊断的指标之一。

为了补充在人类癌症中Reprimo基因甲基化的情况，Wong等[7]对头颈部肿瘤的病例甲基化情况分析发现：54例头颈部癌症组织中有38例（70%）发现Reprimo基因甲基化，然而13例正常组织中只有1例（8%）发现Reprimo基因甲基化；Reprimo基因甲基化频率在口腔癌中是47%（8/17），在下咽喉癌中是71%（5/7），在喉癌中是60%（3/5），在鼻咽癌中是88%（22/25），和非鼻咽癌组织中Reprimo基因甲基化频率具有统计学差异（P = 0.038）；在29例鳞状上皮细胞癌类别的头颈部癌组织旁1.5 cm取正常组织，发现Reprimo基因甲基化频率是38%（11/29），介于甲基化与未甲基化之间的占62%（18/29）。以上说明在不同部位的头颈肿瘤中均存在Reprimo基因异常，Reprimo基因甲基化在头颈部癌症中是常见的，其可能是早期头颈部致癌的生物标志物，因此，Reprimo基因甲基化在头颈部癌症发生发展中亦可能扮演着重要角色。

Hamilton等[8]发现Reprimo基因甲基化在正常食管（NE）组中为0%（0/19），在食管鳞状细胞癌（ESCC）组中为13%（6/45），在Barrett食管（BE）组中为36%（9/25），在高度异型增生（HGD）组中为64%（7/11），在食管腺癌（EAC）组中为63%（47/75），在BE组（P = 0.001）、HGD组（P = 0.001）、EAC组（P = 0.000 03）中REPRIMO基因甲基化频率均明显高于NE组。Sato等[9]发现REPRIMO基因甲基化在原发性胰腺癌和胰腺癌移植瘤中占60%（75/125例），在胰腺上皮内瘤变（PanIN）中占30%（19/63）。Reprimo基因甲基化与p53基因突变状态不相关，而与遗传不稳定性增加程度相关（P = 0.04）。以上结果表明早期食管肿瘤筛查可将Reprimo基因甲基化作为的潜在的生物标志物，其在胰脏癌亦是一种常见的现象，其甲基化频率随着肿瘤恶性程度的增加而增加。

总体而言，Reprimo基因甲基化存在于多种肿瘤中，Reprimo基因甲基化在肿瘤细胞中的表达与肿瘤进展程度密切相关，在肿瘤细胞中的表达高于癌旁组织，存在淋巴结转移的肿瘤组织细胞高于无淋巴结转移的肿瘤组织的表达，所以可以推测其可能在肿瘤的发病机制中起一定的作用，有望成为肿瘤诊断的指标之一，可以对肿瘤进行早期诊断，为早期治疗提供诊断依据，对提高患者的生存期具有重要意义。

2.2 Reprimo基因甲基化与肿瘤的治疗

王海等[10]研究发现，联合应用5-氮杂2-脱氧胞苷（5-AzadC）和曲古抑菌素A（TSA）干预胃癌细胞可显著增强Reprimo mRNA及蛋白的表达（P < 0.05），5-AzadC可逆转Reprimo基因在胃癌SGC-7901细胞中的甲基化状态，TSA作用于甲基化使Reprimo重新表达；Suzuki等[5]用去甲基化制剂处理Reprimo基因表达缺失的5个细胞株后，其表达恢复，并且发现Reprimo基因甲基化和p53基因状态无关；Hamilton等[8]发现在体外给予去甲基化制剂能恢复Reprimo基因表达。以上说明通过使用去甲基化制剂可使抑癌基因重获作用，其干扰下可能减少Reprimo异常甲基化的发生，并且联合应用组蛋白去乙酰化酶抑制剂后，抑制肿瘤细胞生长的效果更显著，这为肿瘤的治疗提供了实验依据，对肿瘤患者预后有重要意义。

除了使甲基化的Reprimo基因重获表达外，改善其基因抑制亦是肿瘤治疗的思路，Malik等[11]选取了一些被抑制的雌激素受体α（ERα）靶基因，检验Reprimo基因的雌激素抑制的机制，Reprimo基因是ERα靶基因，在MCF7和ZR-75-1两种乳腺癌细胞中表现为基因失活，ERα在乳腺癌中是主要的雌激素受体，当ERα失活时，由雌二醇（E2）介导的Reprimo基因抑制消失，这说明在此基因抑制中需要ERα，并且该抑制在E2生理剂量即可迅速发生，然而雌激素不影响Reprimo基因mRNA的稳定性；通过克隆5.6 kb启动子碎片并检验其活性，发现E2可以抑制启动子活性，并且这种作用可以被抗雌激素制剂纠正，这说明ERα可结合Reprimo基因启动子，抑制其转录的开始；HDAC7在乳腺癌细胞系中广泛表达，其水平与ERα表达有关，HDAC7是Reprimo基因抑制所需要的必须组蛋白去乙酰化酶，它可以绑定ERα并且可以抑制ERα的转录活性，这种抑制不需要HDAC7的去乙酰酶活性；进一步说明染色质先锋因子FoxA1，其在基因雌激素诱导的重要作用是结合Reprimo基因启动子，是Reprimo基因抑制所必须的，并且可以和HDAC7相互作用。像其他FoxA1招募位点，Reprimo启动子被H3K4me1/me2修饰。雌激素治疗引起来自Reprimo基因临近的启动子中的H3K4me1/me2减少和RNA聚合酶Ⅱ（PolⅡ）释放。总之，HDAC7不仅是Reprimo基因抑制所必须的，而且对于其他E2介导的基因抑制是必须的，这些数据暗示HDAC7和FoxA1在雌激素抑制中是一个重要角色，Reprimo基因的激素抑制是迅速和强劲的，并且需要ERα、HDAC7和FoxA1三者之间相互作用。我们可以认为reprimo基因在雌激素抑制基因作用下可以抑制肿瘤细胞的增殖，促进肿瘤细胞的凋亡，同时Reprimo基因可以作为一种乳腺治疗的靶基因，因此Reprimo基因对肿瘤治疗相关研究提供新的方向。

最新文献报道，在基因芯片中，在人垂体瘤中Reprimo基因转录被抑制，通过RT-PCR确定在所有的促性腺肿瘤中Reprimo基因mRNA均处于抑制状态[12]。在人垂体瘤中没有证据显示异常启动子甲基化和Reprimo基因抑制有关，在促性腺物质和生长激素作用下脑垂体细胞中Reprimo基因的稳定表达分别导致肿瘤细胞增殖率下降55%和30%。在正常组织细胞中Reprimo基因mRNA稳定地表达，蛋白水平通过泛素化和蛋白酶体靶向抑制而快速退化，泛素化和蛋白酶体靶向抑制使Reprimo基因蛋白水平快速下降，需撤出生长因子来稳定Reprimo蛋白的水平。这又说明Reprimo基因的正常表达是通过调节转录，进而调节细胞增殖，因此在人垂体瘤中Reprimo基因沉默可能会引起肿瘤细胞无限制生长。

因此，对Reprimo基因的去甲基化、一些相关基因对Reprimo基因抑制，以及增强其mRNA及蛋白的表达，对肿瘤细胞的增殖分化的抑制作用及促进肿瘤细胞的凋亡具有一定的作用，为肿瘤治疗提供新的方法，但是目前对Reprimo基因的研究还不够深入，其对肿瘤细胞具体作用机制尚不十分明确，还有待进一步对Reprimo基因的研究，但是据目前对其研究结果来看，有望为肿瘤治疗提供新的方法。

2.3 Reprimo基因甲基化与肿瘤的预后评估

罗峻等[13]研究发现，胃腺癌患者病理组织中Reprimo呈阳性表达率明显低于正常胃组织（P < 0.01），Reprimo的沉默导致肿瘤细胞异常增殖，Reprimo基因的表达与病灶浸润深度和淋巴转移程度密切相关。这说明Reprimo基因与胃癌的分期及预后密切相关。Sato等[9]发现胰腺癌患者中，Reprimo基因甲基化的患者和非甲基化的患者预后情况有显著性不同（P = 0.007），Reprimo基因甲基化的患者预后恶化程度严重，相比之下，在胰腺癌中其他的基因甲基化指标（SPARC和CXCR4）和预后却没有相关性。以上说明Reprimo基因表达可以作为肿瘤预后的一种判断指标，Reprimo基因甲基化和遗传不稳定及切除术后的不良预后具有相关性，Reprimo基因甲基化程度越低，预后效果越佳，虽是小样本采集，亦能反映甲基化患者预后不良的趋势，Reprimo基因甲基化对评价肿瘤发生发展及预后有重要意义。

2.4 其他

研究表明人类的基因有很多具有多态性，基因多态性是指在一个生物群体中，同时和经常存在两种或两种以上不连续的变异型、基因型或等位基因，这种多态性与肿瘤的发生发展有相关性，这一点已经被广泛接受[14-15]。陈贤华等[16]认为Reprimo基因多态性表达和肺癌关系研究尚为空白，而从其所述分析，Reprimo基因甲基化是基因多态性的一种情况。Ye等[17]利用美国国立生物技术信息中心（NCBI）的EST数据库，发现Reprimo基因3"非翻译区的824位点存在G/C多态性。Beasley等[18]将健康人群组、憩室疾病组和大肠癌组3组人群作为研究对象，观察Reprimo基因3"端非翻译区中824位点G/C的多态性与大肠癌的关系时，结果发现该位点的基因型及等位基因频率分布除憩室疾病组外均符合遗传平衡规律，并且824位点中G/C多态性与大肠癌无相关性。截至发稿，关于Reprimo基因多态性的报道寥寥无几。鉴于报道有限并且遗传多态性存在较强人种和地域因素，显然不能做出笼统的判断，认为Reprimo基因多态性与其他组织来源的肿瘤无关，即使是大肠癌和Reprimo基因多态性是否有关仍需在不同人种、不同地域中扩大样本容量进一步证实。

3 结语与展望

综上所述，肿瘤的发生发展与抑癌基因表达的多少密切相关，而抑癌基因的沉默正是肿瘤的发病机制之一，Reprimo基因异常甲基化便是抑癌基因沉默的方式之一，这种现象广泛存在于多种类型肿瘤各个时期。虽然目前研究可以确定Reprimo基因是肿瘤的潜在生物学标志物之一，但尚未确切地将其划入肿瘤的诊断标准，相比之下，治疗方面研究相对不足，更没有将其应用于指导临床治疗。这为学者指明了研究方向，在诊断方面不能只着眼于已患肿瘤患者与未发病患者的比较，应大样本长时间观察健康人群Reprimo基因情况，当该指标发生异常时观察是否会发生癌变，以确定其诊断的特异性；治疗方面应进一步研究抑制Reprimo基因甲基化的因素，是否可以使用去甲基化制剂使抑癌基因重获作用，以及联合应用组蛋白去乙酰化酶抑制剂对Reprimo基因的具体作用的效果，还需要在大样本临床观察后得出结论。随着临床医师及各界学者对该相关内容的进一步深入探讨，相信Reprimo基因甲基化将用于阐释肿瘤的发病机制、早期诊断、指导药物靶向治疗及预后评估等研究中。这对人类的健康具有里程碑式的意义。

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（收稿日期：2013-05-03 本文编辑：张瑜杰）

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