抑癌基因甲基化与乳腺癌发生发展关系的研究进展▲

霍 虹 李秋云 蒋 奕

(广西医科大学附属肿瘤医院乳腺外科，南宁市 530021，电子邮箱：2448468746@qq.com)

【提要】 表观遗传学的改变在乳腺癌的演变中发挥着重要作用，其中DNA甲基化是表观遗传学改变最常见的方式。抑癌基因DNA异常甲基化在乳腺癌早期即可出现，且其与乳腺肿瘤的发生密切相关。本文就抑癌基因甲基化与乳腺癌发生发展关系的研究进展进行综述，以期为乳腺癌的治疗提供新的策略。

表观遗传学改变的方式包括DNA甲基化、点突变、缺失、复制、插入、易位、染色体畸变、病毒感染等，其中最常见的方式是DNA甲基化。DNA甲基化是一种由酶介导的遗传学改变，受多种因素的影响[1]。随着研究的深入，近年来不断发现与乳腺癌发生发展相关的抑癌基因，如乳腺癌易感基因1(breast cancer susceptibility gene 1，BRCA1)、P16基因、人第10号染色体缺失的磷酸酶及张力蛋白同源的基因(gene of phosphate and tension homology deleted on chromosome ten，PTEN)、糖体S6蛋白激酶(ribosomal s6 kinase,RSK)4基因等[2]。有研究表明，肿瘤抑癌基因低表达或不表达都与DNA高度异常甲基化有关[3]，而抑癌基因DNA的异常甲基化在乳腺癌早期即可出现[4]，这提示抑癌基因的甲基化与乳腺肿瘤的发生密切相关[5]。本文就乳腺癌相关抑癌基因的甲基化与乳腺癌发生发展的关系及其在该病诊治中的作用进行综述。

1 BRCA1

BRCA1位于17q21染色体[6]，与家族遗传性乳腺癌高度相关[7]。BRCA1不仅能避免细胞无节制地生长，还具有维持细胞生长、促进DNA损伤修复的功能[8]。BRCA1与乳腺癌相关的生物学功能主要有：与雌激素受体具有协同作用；可维持细胞周期的正常运行；可诱导细胞凋亡而使人体染色体组保持在一个相对稳定的状态[8-10]。

研究表明，在乳腺癌组织中存在BRCA1异常高度甲基化，而在结肠癌和白血病中均未发现该现象[11]，因此，推测BRCA1启动子甲基化可能具有肿瘤特异性。Esteller等[12]对原发性乳腺癌进行研究发现，某些特殊类型的乳腺癌(髓样癌和黏液腺癌)与BRCA1的异常甲基化有关。也有文献报道，近1/3女性乳腺癌患者的BRCA1启动区的CpG岛呈高度甲基化，尤以年轻、病理高分级、三阴性乳腺癌患者的发生率较高[13-14]。由此推测BRCA1甲基化与乳腺癌的发生、发展密切相关。Li等[15]的研究结果显示，乳腺癌组织中BRCA1的表达和BRCA1启动子甲基化呈负相关；李文新等[16-17]研究结果也显示，乳腺癌组织中的BRCA1甲基化水平高于乳腺正常组织和乳腺良性肿瘤组织，且随着肿瘤恶性程度的增加，BRCA1的表达呈下降趋势，由此证实了BRCA1的甲基化参与了乳腺癌的发生发展。此外，BRCA1的表达还可能与乳腺癌细胞上皮-间质转化(epithelial to mesenchymal transition，EMT)的发生密切相关。转化生长因子(transforming growth factor，TGF)-β1/Smads信号通路是诱导乳腺癌EMT发生的重要通路，Tsou等[18]的研究显示，BRCA1的表达降低可引起E-钙黏着蛋白(cadherin)表达降低与N-cadherin、vimentin、Slug及Twist表达升高，而E-cadherin、N-cadherin、vimentin、Slug及Twist均是EMT发生的关键因子。另有研究结果显示[19]，在TGF-β1的刺激下，BRCA1与Smad3的结合率增高；降低BRCA1的表达会导致Smad3与Smad4的结合减少，而Smad3与Smad4的结合又是TGF-β1促进细胞EMT的关键过程之一。因此推测在TGF-β1/Smads信号通路诱导EMT发生的过程中，BRCA1可能表现为拮抗作用，但是具体的作用机制目前尚不明确。

2 P16基因

P16基因定位于人9p21染色体[20]，是细胞周期蛋白依赖性激酶(cyclin-dependent kinase，CDK)4、CDK6的抑制剂，其在细胞周期调控中起重要作用，在乳腺癌组织中常可检测到P16基因的低表达[21-22]。乳腺癌组织中P16基因的甲基化频率明显高于乳腺良性肿瘤组织和正常乳腺组织，且其P16基因的表达水平与启动子区甲基化水平呈负相关，而P16基因启动子甲基化与乳腺癌患者的组织分级、淋巴结转移呈正相关[23]，这提示P16基因的高甲基化水平促进乳腺癌的发生发展，因此推测P16基因甲基化程度越高的患者其预后可能越差。但Sheng等[24]的研究结果显示P16基因启动子的甲基化水平与乳腺癌患者的预后无关。Hafez等[25]的研究显示，三阴性乳腺癌患者中，肿瘤直径<2 cm、肿瘤分级为Ⅰ级者的P16基因甲基化频率分别低于肿瘤直径>2 cm、肿瘤分级为Ⅱ级者，提示在三阴性乳腺癌中，甲基化程度随着肿瘤的增大及恶性程度的增加而升高。

3 PTEN基因

PTEN基因位于10q23染色体，由其编码的PTEN蛋白在细胞生长、增殖和分化过程中起关键作用，并参与乳腺癌的DNA修复和相应的信号转导[26]。PTEN蛋白是目前唯一已知的，能够拮抗磷脂酰基醇3-激酶(phosphoinositide 3-kinase，PI3K)/蛋白激酶(protein kinase B，Akt)途径的脂质磷酸酶[27]。 PTEN基因的遗传变化或表观遗传学改变常见于各种癌症，在不同类型的癌症(乳腺癌、前列腺癌、肺癌、胃癌、结肠癌、皮肤癌以及子宫内膜癌)中常检测到PTEN功能丧失[28]。PTEN基因作为肿瘤抑制基因的作用已得到充分证实，其在家族性和散发性癌症中均呈高甲基化[29]。然而PTEN基因甲基化与乳腺癌之间的关联和临床意义仍不清楚。Siddiqui等[30]发现乳腺癌组织中PTEN基因的表达下调与其启动子甲基化程度相关，且随着PTEN甲基化程度的增加其表达降低。由此说明乳腺癌中PTEN基因的表达与其启动子甲基化程度有关。此外，Yari等[31]发现PTEN基因启动子的甲基化程度与乳腺癌的患病风险呈正相关；Lu等[32]发现，与正常人相比，导管原位癌和浸润性导管癌患者均表现出高水平的PTEN基因甲基化，这表明PTEN基因的甲基化与乳腺癌的发展密切相关。有研究显示[33]，上调乳腺癌细胞PTEN基因的表达可以抑制PI3K/Akt通路的活化，从而抑制乳腺癌细胞增殖并诱导细胞凋亡。但是PTEN启动子甲基化与PI3K/Akt通路之间的关系目前还不明确，仍需深入研究。

4 RSK4基因

RSK4是抑制乳腺癌细胞生长和诱导乳腺癌细胞衰老的新型肿瘤抑制剂[34]。RSK4基因属于X染色体连锁基因，位于X染色体q21。RSK4作为RSK家族的一员，与各种细胞活动紧密联系；目前普遍认为RSK4是一种潜在的抑癌基因，其在肿瘤组织中的表达低于正常组织，尤其是在乳腺癌和卵巢癌中[35]。关于RSK4基因甲基化在乳腺癌中的研究报道较少，张晓丽[36]发现随着乳腺癌细胞侵袭和迁移能力的增强，RSK4基因的表达也降低，提示乳腺癌细胞恶性程度与RSK4基因的表达呈负相关。Li等[34]检测了乳腺癌组织中RSK4基因的甲基化状态，发现在乳腺癌组织中RSK4基因启动子的甲基化水平高于癌旁组织，且RSK4的表达水平与RSK4基因启动子甲基化水平呈负相关。Jiang等[37]研究显示，与未处理的乳腺癌细胞相比，对乳腺癌细胞进行RSK4基因去甲基化处理以后，RSK4基因的表达升高，进一步证实了RSK4基因的表达与其启动子甲基化密切相关。最新研究结果显示[38]，过表达RSK4基因的乳腺癌细胞中，磷酸化蛋白激酶B(phosphoprotein kinase B，p-Akt)、磷酸化细胞外调节蛋白激酶(phosphoextracellular regulated protein kinase，p-ERK)、vimentin的表达降低，E-cadherin的表达升高；而p-Akt、p-ERK是Akt/细胞外调节蛋白激酶(extracellular regulated protein kinase，ERK)信号传导途径的关键蛋白，vimentin、E-cadherin是EMT发生的主要标志物，由此可以推测RSK4基因异常甲基化可引起RSK4功能失活，然后影响上皮细胞Akt和ERK蛋白的正常磷酸化进程，进而促进EMT发生。这可能是具有恶性表型的肿瘤细胞的RSK4基因甲基化程度更高、RSK4的表达更低的原因之一。但RSK4基因的异常甲基化作用机制及其通过Akt/ERK信号通路参与乳腺癌上皮间质转化的过程，还有待进一步研究。

5 抑癌基因甲基化与乳腺癌的诊断、治疗

在肿瘤早期，某些抑癌基因即可发生DNA甲基化，且抑癌基因在肿瘤组织和正常组织中的甲基化状态具有明显差异[2]。基于抑癌基因的这些特性，认为检测DNA甲基化在肿瘤诊断及预后判断方面具有一定作用。DNA甲基化作为生物标记物运用于乳腺癌早期诊断的优势在于：(1)基因的突变率远远低于基因的甲基化发生率[39]，且基因的甲基化率和甲基化表型更容易被检测出来；(2)检测样本既可以是组织也可以是液体，检测技术也更加方便。有研究发现，多种抑癌基因甲基化的联合检测可能有助于乳腺癌的早期诊断，甚至对乳腺癌的转移、复发风险预测及预后评估也有所帮助[2]。表观遗传学的改变是可逆的[40]，这为乳腺癌的治疗提供了新的策略。要维持CpG岛的甲基化状态，离不开DNA甲基转移酶的作用[41]。因此可以考虑使用DNA甲基转移酶的抑制剂提高抑癌基因表达，从而抑制肿瘤细胞的发展。如二氢杨梅素[42]可以使PTEN去甲基化，从而提高PTEN的表达，进而抑制肿瘤的发展。

6 小 结

RSK4、BRCA1、P16及PTEN基因启动子的异常甲基化可导致其表达降低，且它们的表达降低都与乳腺癌的发生或者发展有关。通过逆转抑癌基因的甲基化或可用于治疗乳腺癌。联合检测多个抑癌基因的甲基化状况可能有利于乳腺癌的诊断、预后预测。未来针对抑癌基因甲基化的治疗可能会成为乳腺癌治疗领域的又一热点。