抑癌基因甲基化与胃癌关系研究进展*

米志宽，赵菊梅

延安大学医学院(延安 716000)

肿瘤表遗传学是肿瘤学研究发展迅速的领域之一，随着表遗传学的发展，人们普遍认为肿瘤是遗传学和表遗传学共同作用的结果。胃癌表遗传学主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰和染色质重塑几个方面，其中抑癌基因的甲基化是非常重要的一个方面[1-2]。抑癌基因DNA的甲基化导致转录水平的肿瘤抑制基因沉默，这在胃癌的发生、发展和转移中都占据着十分重要的位置[3]，本文对几种抑癌基因甲基化与胃癌的关系做一综述。

1CDH1基因和CDH4基因甲基化CDH1(Cadherin-1)在人类是编码钙粘素1(亦称钙粘蛋白1)的一种基因，是一种抑癌基因。钙粘素/蛋白是依赖于钙离子而介导细胞间黏连的一种跨膜蛋白，属糖蛋白。钙粘素/蛋白1亦称上皮细胞钙粘素/蛋白(Epithelial cadherin, E-Cadherin)，是钙粘素/蛋白超家族中最重要的一个成员，其功能缺失使肿瘤细胞易于发生转移[4]。CDH1在所有类型的胃癌和转移的胃癌中都可能发生高甲基化，在弥漫型胃癌中其高甲基化频率比肠型胃癌高。对53例原发性胃癌中CDH1启动子的甲基化情况检测发现，CDH1甲基化频率为51%。研究发现，早期胃癌的甲基化率为60%，弥漫型胃癌的甲基化率(83%)明显高于其他组织类型的胃癌(34%)。另有报道，CDH1甲基化在早期胃癌中即有发生，CDH1甲基化高的胃癌中钙粘素1表达降低。对60例原发早期胃癌研究显示，CDH1甲基化率为45%，CDH1甲基化导致的钙粘素1表达降低与肿瘤的淋巴转移相关；因此，CDH1甲基化是胃癌进展中的一个早期事件，钙粘素1表达降低与胃癌的进展和转移相关[5-6]。CDH4(Cadherin-4)是Cadherin基因超家族的另一个成员，所编码的钙粘素/蛋白4也是一种依赖于钙离子而介导细胞间黏连的糖蛋白。CDH4基因内含子的CpG岛在95%的胃癌中发生甲基化；胃癌患者的外周血可中也可检测到这种甲基化，因此，CDH4基因内含子CpG岛甲基化可作为胃癌诊断的一种标志物[7]。

2CDKN2A基因甲基化CDKN2A(Cyclin-dependent kinase inhibitor 2A)基因是1994年美国冷泉港实验室Kamb等发现的一种抑癌基因，其产物细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂2A又称为多肿瘤抑制基因1(Multiple tumor suppressor 1)和p16蛋白，CDKN2A基因直接参与细胞周期的调控，负性调节细胞增殖及分裂。CDKN2A基因的失活能导致细胞恶性增殖或加速癌细胞细胞周期的进展[8]。有报道称，在9个胃癌细胞系中有2个发生CDKN2A基因甲基化而不表达CDKN2A mRNA，用去甲基化试剂处理细胞后，因甲基化被沉默的基因重新表达；胃癌细胞系中CDKN2A基因启动子甲基化是胃癌细胞中CDKN2A基因失活的主要机制。CDKN2A基因在慢性胃炎中没有甲基化，在肠化生、胃腺瘤和胃癌标本中的甲基化率分别为2.1%、11.5%和42.2%，提示CDKN2A基因高甲基化可能在胃癌癌前病变的发展过程中起着作用。大鼠胃癌模型的研究发现，CDKN2A基因的甲基化出现于胃癌早期；在正常胃黏膜上皮、慢性萎缩性胃炎、异型增生、胃腺瘤和胃癌中期，CDKN2A基因甲基化的频率分别为2.7%、16.7%、37.5%、67.4%、和82.5%；变性高效液相色谱分析检测显示，胃癌的I、II、III、IV期，CDKN2A基因甲基化频率分别为27.3%、37.5%、和58.8%；可以看出，CDKN2A基因甲基化的频率随着胃癌的发展过程而逐渐升高[9]。有作者认为，CDKN2A基因的异常甲基化可以用于预测异型增生的恶性转化潜能，有利于胃癌的早期发现[10]。

3hMLH1基因甲基化hMLH1(human Mut L homolog 1)是人类与大肠杆菌Mut L同源的一种碱基错配修复基因。碱基错配修复对DNA复制的保真性是必需的，其功能缺陷使细胞容易发生基因突变和癌变；hMLH1基因的缺陷可引起微卫星不稳定(Microsatellite instability)，微卫星不稳定是DNA错配修复功能缺陷的一个标志[11]。7个大规模的检测显示，有16%～50%的胃癌变现为高度微卫星不稳定，表示有DNA错配修复缺陷，高度微卫星不稳定的胃癌具有转移频率低、对治疗反应好、预后较好等临床特征。研究发现，HMLH1甲基化与高度微卫星不稳定之间存在显著相关性，63%～100%的高度微卫星不稳定的胃癌发生HMLH1启动子的高甲基化，而在微卫星稳定的胃癌中，HMLH1启动子高甲基化频率为0～39%。慢性胃炎没有HMLH1的甲基化，肠化生、胃腺瘤和胃癌标本中HMLH1甲基化的频率分别为6.3%、9.8%和20.3%；可以看出，随着胃黏膜病变的发展演变，HMLH1甲基化频率逐渐升高[11-12]。

4MGMT基因甲基化0-6-甲基鸟嘌呤DNA甲基转移酶(0-6-methylguanine-DNA methyltransferase, MGMT)基因是重要的DNA修饰基因。MGMT是保持细胞基因组DNA稳定性非常重要的一种酶，其表达缺陷可增加细胞癌变的机会。MGMT基因启动子CpG岛的甲基化可导致MGMT基因表达缺陷并可能引起细胞癌变[4]。对26例胃癌组织和8个胃癌细胞系的研究发现，MGMT表达降低的胃癌组织和胃癌细胞系中存在有MGMT基因启动子DNA的甲基化，而MGMT表达正常的胃癌组织和细胞系未发现MGMT基因启动子的甲基化。5-氮杂-2’-脱氧胞苷(5-aza-2'-deoxycytidine)是2’-脱氧胞苷的类似物，为一种去甲基化试剂，能通过抑制DNA甲基转移酶而降低DNA的甲基化。存在有MGMT基因甲基化的细胞系经过5-氮杂-2’-脱氧胞苷的处理，MGMT基因的表达恢复，说明胃癌细胞中DNA甲基化是使MGMT基因表达降低的原因。研究亦发现，MGMT基因在胃癌发生发展的不同阶段都有一定程度的甲基化，MGMT基因的甲基化与胃癌进展和预后不良相关[13-14]。

5RASSF1基因甲基化RASSF1基因是人类编码RASSF1蛋白(Ras association domain-containing protein 1)的基因。RASSF1蛋白RAS蛋白的作用类似，其表达的缺失或改变与多种肿瘤的发生相关；所以，RASSF1基因属抑癌基因。RASSF1启动子CpG岛的高甲基化可导致RASSF1基因的失活。由于剪接方式的不同，RASSF1基因有三种产物：RASSF1A、RASSF1B和RASSF1C[15]。检测了150例胃癌标本和15个胃癌细胞系RASSF1A、RASSF1B和RASSF1C的表达情况，结果发现，RASSF1A表达缺失占60%、RASSF1B表达缺失占30%，而所有细胞系中均有RASSF1C的表达；不表达RASSF1A的细胞系都有该基因启动子区高甲基化现象，在不表达RASSF1A的胃癌标本中，95%的有RASSF1A启动子甲基化；失活的RASSF1A基因经5-氮杂-2’-脱氧胞苷处理恢复甲基化后能重新活化[16]。对290份胃黏膜标本(急性胃炎、慢性胃炎、肠上皮化生、胃腺瘤和胃癌)中RASSF1A基因DNA甲基化情况的检测发现，胃癌中RASSF1A的甲基化率为7.5%，而在其他病变组织(急慢性胃炎、肠上皮化生和胃腺瘤)中未发现甲基化。由于RASSF1A的甲基化只在胃癌有而在胃的其他病变中没有，这可以作为为胃癌辅助诊断和治疗的一个靶点[17-18]。

6RUNX3基因甲基化RUNX3(Runt-related transcription factor 3)是含有runt域转录因子家族的一个成员。RUNX3基因也属于肿瘤抑制基因，癌细胞中RUNX3基因往往缺失或者在转录水平沉默，RUNX3基因敲除的小鼠易于发生细胞增生，RUNX3基因表达的异常也与胃癌的发生和进展相关[19]。研究发现，胃癌中RUNX3基因启动子高甲基化是其失活的主要原因。在RUNX3基因不表达的3个胃癌细胞系中，RUNX3启动子区的CpG岛完全甲基化，而在表达RUNX3基因的细胞系中却没有发现甲基化；RUNX3基因不表达的胃癌组织标本中，RUNX3启动子区的CpG岛亦被甲基化；应用DNA甲基化抑制剂5-氮杂-2’-脱氧胞苷可使胃癌细胞系中已经沉默的RUNX3基因恢复表达活性；以上结果说明，RUNX3基因启动子的甲基化是导致RUNX3基因沉默的原因。另有研究报道，胃癌原发灶中RUNX3启动子区有甲基化的占75%，胃癌腹膜转移灶中RUNX3启动子100%地有甲基化，在良性疾病的腹腔冲洗物中未检测到RUNX3启动子甲基化(同时可检测到RUNX3表达)。研究亦发现，在99例慢性胃炎、32例肠上皮化生、77例胃腺瘤和75例胃癌组织标本中，RUNX3基因甲基化的频率分别为8%、28%、27%和64%，可见RUNX3基因甲基化的频率在胃癌组织中明显高于癌前病变[20-21]。

7TFF1基因甲基化TFF1(Trefoil factor 1)基因在人类是编码TFF1因子的基因。TFF家族所有因子的一个共同特征是都含有至少一个拷贝的Trefoil模体，他们在胃肠道粘膜稳定分泌，功能尚不完全明了，但有保护粘膜上皮的功能。TFF1基因表达于胃粘膜，其在肿瘤细胞的表达受到重视。在胃癌中，TFF1因子的表达往往因DNA甲基化而缺失，所以TFF1基因被当做是胃癌细胞的肿瘤抑制基因[22]。研究发现，在肠化生和分化良好的胃癌组织中可检测到TFF1基因启动子的高甲基化，该区有甲基化的胃癌不表达TFF1因子，说明TFF1基因启动子的甲基化可能与胃癌的发生相关。Feng等的研究发现，与匹配的非癌组织相比，TFF1基因在胃肿瘤组织中的表达为沉默或降低，在胃癌细胞中呈弱表达；TFF1基因在胃肿瘤组织和胃癌细胞中的低表达或沉默与其启动子区CpG岛高甲基化相关，在呈弱表达；胃癌细胞中TFF1基因的表达可被去甲基化试剂恢复[23]。Tanaka等研究了182例胃癌患者TFF1的表达情况及其与患者的预后情况，结果发现，TFF1的低表达与肿瘤的浸润情况、淋巴结转移情况及患者的生存情况相关，故作者认为，TFF1的表达情况可作为判断胃癌患者预后的一个实用指标[24]。

除了上述几种基因外，亦有报道称CAC-NA2D3、CHFR、DCC、FGFR2、NMDAR2B、p14、p15、PTEN、RARβ、SFRP2、SLC5A8和TIMP-3等基因启动子的甲基化与胃癌的发生发展有关。对胃癌多个基因或位点的甲基化的研究发现，胃癌的发生发展往往是多个基因甲基化积累的结果[25-26]。此外，DNA低甲基化亦可导致基因激活，近年来已经引起了重视[27]。