胃癌的分子生物学研究进展

中国普外基础与临床杂志 2000年第3期第7卷 综述

作者：刘君

单位：刘君（解放军第309医院普外科 北京　100091）；李宁（解放军第309医院病理科）；宋少柏（解放军总医院普外科 北京　100853）

　　关键词： 胃肿瘤；癌基因；生长因子；细胞周期调节蛋白；细胞粘附因子

刘君　综述　李宁　宋少柏　审校

　　【摘要】　目的　探讨胃癌的分子生物学研究进展。方法　回顾国内外有关文献。结果　胃癌的发生、进展与癌基因、生长因子、细胞周期调节蛋白、肿瘤抑制基因、细胞粘附因子及基因的不稳定性有关。结论　胃癌涉及多种基因的不同改变。

　　【中图分类号】　R735.2　　　【文献标识码】　A

　　【文章编号】　1007-9424(2000)03-0197-02

RECENT ADVANCES IN MOLECULAR BIOLOGY OF GASTRIC CANCER

LIU Jun, LI Ning, SONG Shao-bai.

　　（Department of General Surgery, The 309th Hospital of PLA, Beijing 100091）

　　【Abstract】　Objective　To review recent studies in molecular biology of gastric cancer. Methods　Relevant references were reviewed. Results　The development and progression of gastric cancer were correlated with oncogenes, growth factors, cyclins, tumor suppressor genes, cell adhesion molecules and unstability of genes. Conclusion　Gastric cancer is related to much mutation of genes.

　　【Key words】　Stomach neoplasm　Oncogene　Growth factor　Cyclin　Cell adhesion molecules▲

　　现代分子生物学研究证实，正常上皮细胞发展到临床所见的癌症是一个多步骤的过程，这个过程与多种基因异常的积蓄有关。胃癌也呈现出多基因的改变，其中包括癌基因、生长因子和细胞因子、细胞周期调节蛋白、肿瘤抑制基因、细胞粘附因子及基因的不稳定性。现就其中有代表性的研究进展作一回顾。

　　1　原癌基因

　　c-met基因编码蛋白为肝细胞生长因子受体(HGFR)。进展期胃癌常出现该基因的扩增，并与胃癌临床分期及患者预后有密切关系。K-sam基因编码蛋白为成纤维细胞生长因子受体(FGFR)。目前至少分离出4种K-sam： Ⅰ、Ⅱ型编码膜结合受体，Ⅲ、Ⅳ型编码分泌型的受体。胃低分化腺癌中常出现K-sam基因扩增。c-erb B-2基因编码糖蛋白p185，有促进生长和细胞分化的作用，由于其序列与表皮生长因子受体(EGFR)相一致，现已改称为EGFR基因。该基因仅在高分化胃癌中出现过表达，且与组织分型、淋巴结及肝转移和不良预后有关，可作为胃癌恶性度的标志物^〔1〕。bcl-2原癌基因编码26 kDa蛋白，抑制细胞程序性死亡。细胞凋亡对粘膜的保养维修起积极作用，而抑制凋亡则能促进腺癌的发生。

　　2　生长因子

　　生长因子有自分泌或旁分泌功能，并可调节癌细胞和基质细胞间复杂的相互作用。EGF和转化生长因子α(TGFα)都结合于EGFR。EGF/TGFα、EGFR过表达与胃癌的恶性生物学行为密切相关。早期胃癌没有或很少出现EGF阳性病灶，在进展期胃癌中则增加，而EGFR则主要出现于进展期胃癌^〔1〕。EGF、TGFα、双调蛋白(AR)等起自分泌生长因子的作用。对于EGF及EGFR的研究，人们提出单克隆抗体可阻止生长因子和受体结合，成为有效的抗肿瘤制剂，有关的临床试验已经开始。迄今研究发现许多EGF相关蛋白，包括AR、肝素结合生长因子、EGF样生长因子、cripto、pS₂等，称为EGF家族。Cook等^〔2〕发现60%胃癌组织中AR mRNA表达增高，在8个胃癌细胞系中有7个表达AR mRNA，提示AR可能与胃癌发生、进展有关。cripto蛋白表达常与胃癌和肠化生有关，且与肿瘤分期、预后有关。在低分化胃癌的细胞系中发现有pS₂肽的合成和分泌，但在高分化腺癌中未发现，该肽功能还不清楚，可能是一个生长因子。除EGF家族外，血小板源性生长因子(PDGF)、胰岛素样生长因子Ⅱ(IGF-Ⅱ)、碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)、TGFβ等常在胃低分化腺癌中呈过表达^〔3〕。80%以上的胃癌出现TGFβⅠ型受体减少和低水平的TGFβ抑制蛋白，且它们与肿瘤浸润深度明显相关，表明大多数进展期胃癌通过减少Ⅰ型受体而逃避了TGFβ的生长抑制作用^〔3〕。另外，HGF也扮演重要角色，它能引起胃癌细胞扩散并与E-、P-cadherin减少相关，提示HGF可能在蛋白水平上通过E-、P-cadherin调节着胃癌细胞的粘附^〔4〕。

　　3　细胞周期调节蛋白和细胞程序性死亡

　　生长因子和细胞因子正性或负性地调节细胞增殖、分化和程序性死亡。许多正调节因子最终结合于循环周期素D(cyclin D)，而负调节因子TGFβ则通过循环周期素依赖性激酶(CDK)的抑制分子(CKI)抑制细胞增殖，其中，与胃癌发生有直接关系的CKI分子有p21(pic1)和p16(MTS1)。G₁期循环素包括cyclin C、D、E，其中，cyclin E在大多数胃癌中出现过表达。Akama等^〔5〕研究了45例胃癌，其中6例(13.3%)出现cyclin E扩增3～10成且均伴有淋巴结转移，所有胃癌细胞系均表达高水平的cyclin E mRNA和异常蛋白产物。

　　研究表明，高分化胃癌中细胞程序性死亡指数明显高于低分化胃癌，提示低分化胃癌细胞程序性死亡发生率较低。TGFβ可能起自分泌/旁分泌生长抑制剂的作用，能促发胃癌细胞的程序性死亡。另外，bax蛋白是由野生型p53直接诱导产生的，它能与bcl-2蛋白形成一种异源二聚体，调节bcl-2蛋白抑制细胞程序性死亡的能力，但bax基因在胃癌中的改变尚不清楚。

　　4　肿瘤抑制基因

　　p53基因突变后，在恶性细胞中聚积，并能与野生型p53蛋白结合，使其丧失作用。肿瘤细胞中p53蛋白可增至正常的5～100倍，与胃癌浸润深度、分期、不良预后有关^〔6〕。该突变发生于胃癌早期还是进展期，众说不一。Stemmermam等^〔7〕指出： p53异常在胃癌早期发生，在胃癌进展中，另有p53突变发生，第1次突变引起细胞周期失控，第2次突变则引发转移。

　　APC(adenomatous polyposis coli)蛋白是胞浆内蛋白质，其结构中具有与肌球蛋白、中间丝蛋白同源的序列，并有与MMC(mutated in colorectal carcinoma)蛋白相似的结构域，推测二者通过影响G蛋白活性参与细胞内信息传递。Leggett等^〔8〕研究表明，30%的高分化胃癌及10%的胃腺瘤中有APC等位基因的缺失与突变。Rhyn等^〔9〕发现胃癌中APC基因缺失率为34%，MCC为33%。Nishimura等^〔10〕则报道42%的胃腺瘤和6%的不完全肠化中发生APC基因异常。由此推测，APC和MCC基因改变可能与高分化胃癌早期发现有关。DCC(deleted in colorectal carcinoma)基因编码产物为跨膜蛋白，参与细胞-细胞、细胞-基质之间的相互作用。Uchino等^〔11〕研究发现61%(14/23)的癌组织存在DCC基因缺失，而且5例早期胃癌中有4例存在该基因缺失，说明DCC基因参与了胃癌早期发生。

　　p16基因异常可能影响功能性p16和cyclin D₁之间的平衡，导致异常的细胞周期和生长。Chen等^〔12〕研究表明，p16基因在胃癌中可发生纯合缺失、5′端CpG岛异常甲基化、表达下降等三种形式的改变，与胃癌分化、浸润、淋巴结转移及预后有关。

　　5　细胞粘附因子

　　细胞粘附因子也可起到肿瘤抑制蛋白的作用。与高分化胃癌相比，低分化胃癌中E-、P-cadherin和α-catenin的表达明显减少，散发的胃癌中50%可发生E-cadherin基因突变，Shimoyama等^〔13〕研究了4种胃癌细胞系，结果发现它们都含有E-cadherin、α-或β-catenin的基因异常。

　　6　转移相关基因

　　转移的发生伴随着许多基因的改变，CD₄₄作为细胞间重要的粘附因子，在上皮细胞中也有表达，胃癌组织及其转移灶中常出现CD₄₄剪接变异体的过表达，但高低分化胃癌中CD₄₄变异体表达模式不同，提示两型胃癌可能存在不同的基因通路。近年来发现另一种肿瘤转移抑制基因nm23，编码核苷二磷酸激酶(NDPK)。大多数胃癌中有nm23的过表达，但nm23表达降低则提示胃癌的转移潜能较高。因此，nm23基因在胃癌进展尤其是转移方面起重要作用。转移性胃癌组织中常有高水平的uPA(尿激酶型纤溶酶激活因子)及其抑制物PAI-1，uPA能激活其酶原，产生降解细胞外基质的作用。Nekarda等^〔14〕发现uPA、PAI-1的高水平表达与胃癌血管浸润、淋巴结转移和预后不良等紧密相关。

　　7　基因不稳定性

　　基因不稳定性可能是胃癌发生过程中众多步骤的基础。微卫星座位的不稳定性包括简单重复序列的扩大与缩小，它可能源于肿瘤发生过程中DNA复制错误。Hayden等^〔15〕发现39%的胃癌有微卫星不稳定性，64%的低分化胃癌、17%的高分化胃癌中存在微卫星座位复制错误。端粒减少也可引起基因不稳定。正常细胞中，端粒随细胞分裂、衰老而逐渐缩短，但胃癌中端粒减少，可能导致染色体不稳定和端粒酶激活。多数胃癌组织均表达端粒酶活性，这对维持细胞不死性是必需的。另外，DNA错配修复基因的种系突变也可能导致了基因不稳定性，因为人们发现在有胃癌遗传倾向的家族中存在DNA错配修复基因的种系突变。

　　综上所述，胃癌涉及许多基因的不同改变，随着癌基因和抑癌基因研究向纵深发展，该方面的研究又向整体化回归，即①多种癌基因的协同作用参与胃癌的发生； ②抑癌基因的失活、癌基因的激活是胃癌发生中的重要事件； ③基因突变的积累最终导致了胃癌发生； ④基因组遗传稳定性受损是癌基因与抑癌基因异常改变的契机，是胃癌发生的第一步，其中，DNA错配修复系统起关键作用。另外，高、低分化胃癌可能存在不同的基因途径。这些结果如能在临床实践中得到运用，则会有利于胃癌早期诊断、早期评估预后，并有助于寻找新的治疗途径。■

　　【作者简介】刘君(1968年-)，男，河南省信阳县人，医学硕士，主治医师，主研胃肠道肿瘤的基础问题和临床综合治疗。

　　参考文献

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收稿日期：1999-06-27

修稿日期：1999-11-26