端粒酶与乳腺癌的关系研究进展

【关键词】  端粒酶

　　［关键词］ 端粒酶；乳腺癌；研究进展

    近年来，端粒（telomere）与端粒酶(telomerase)的研究正逐步成为医学界关注的热点。大量的研究证明，人体除了有快速增殖能力的淋巴造血系统细胞、皮肤基底层细胞、增生期子宫内膜细胞等细胞外，其余绝大多数体细胞都不表达端粒酶活性，良性肿瘤细胞也不表达端粒酶活性，而90%以上的人类恶性肿瘤细胞表达端粒酶活性［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，使细胞获得永生化的能力。因此，通过对端粒与端粒酶的深入研究，可揭开揭示肿瘤的发生、机制，并获得一些重要的靶点。现将近几年来端粒及端粒酶在乳腺癌发生中的作用及其临床意义作一综述。

　　1  端粒及端粒酶

　　1.1  端粒 

　　早在20世纪30年代，两名遗传学家Muller和McClintock分别在不同的试验室用不同的生物发现染色体末端结构对保持染色体的稳定十分重要。Muller将这一结构命名为端粒（telomere），而McClintock则提出没有这个末端结构，染色体将相互粘着而发生结构和功能异常。直到20世纪70年代人们才在四膜虫中证实了端粒的存在［2］。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′TTAGGG3′序列片段重复构成，重复次数高达2 000次左右。端粒相关蛋白最初是Chong于1995年发现的，命名为端粒重复序列结合因子1（TRF1），近几年，相继发现了TRF2、TANK1、TANK2、TIN2、Pinx1、POT1等十余种端粒结合蛋白。它们对维持端粒的功能具有重要的作用。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。

　　1.2  端粒酶 

　　端粒酶是一种核糖核蛋白酶，1984年Greider等［3］从四膜虫的细胞提取物中首次发现。人端粒酶于1989年由Morin［4］从人宫颈癌细胞Hela细胞中发现，直到1994年Counter等［5］发现端粒酶活性仅存在于腹水转移卵巢癌中，而在正常卵巢上皮组织中则缺乏，人们才开始真正认识到端粒酶与恶性肿瘤的关系。目前研究证明人端粒酶包括三个主要部分，由端粒酶RNA（hTR）、端粒酶反转录酶（hTERT）和端粒酶相关蛋白1（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。端粒酶的蛋白亚单位hTRT(human telomerase reverse transcriptase)基因已经被克隆成功。已有试验表明，hTRT是细胞端粒酶活性的限制组分，与端粒酶活性高低密切相关。Mitchell研究发现，hTR的末端具有相似核仁RNA中的H/ALA框，这段特殊序列对于维持端粒酶的活性具有重要的意义［6］。hTERPI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。当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，如果改变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1(HIF1)可与hTERT基因的启动子结合，缺氧或HIF1过表达可以激活hTERT翻译，进而导致端粒酶活性增加。Li等［7］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。研究表明［8］，端粒酶的活化在细胞癌变中起重要作用。由于端粒酶的活化，使端粒的长度维持一种动态平衡，细胞得以无限制地增殖下去，导致肿瘤的发生。

　　2  端粒酶与乳腺癌发生、发展的关系

　　2.1  端粒酶与乳腺癌发生的关系 

　　端粒酶与乳腺癌的发生密切相关。在乳腺癌端粒酶活性明显增强，表达率为80%～92%［9～11］。国内外众多学者用不同的方法研究证实，乳腺癌的端粒酶活性阳性率较高，乳腺增生及良性肿瘤的端粒酶活性阳性率较低或阴性，而乳腺导管不典型增生的端粒酶活性阳性率则介于二者之间［12～14］。这些结果表明，端粒酶活性的表达与乳腺导管非典型增生细胞的恶性转化有关，端粒酶的重新激活可能在乳腺癌的组织发生中起作用。

　　2.2  端粒酶与乳腺癌的浸润、转移和临床分期的关系 

　　端粒酶与乳腺癌的浸润、转移和临床分期的关系如何，经过众多学者的研究，还未有统一的观点。部分学者认为，瘤体积大、有淋巴结转移、临床分期晚者端粒酶高表达。Hiyama等［15］认为，端粒酶表达与乳腺癌肿瘤大小、淋巴结转移、临床分期及肿瘤进程有关，有可能作为判定乳腺癌预后的指标。Nawaz等［16］认为端粒酶表达与乳腺癌有无淋巴结转移有关。高金波等［17］在研究中还发现，肿瘤直径≥2 cm者端粒酶活性水平明显高于<2 cm者，且有淋巴结转移者显著高于无淋巴结转移者。提示端粒酶活性可能成为肿瘤浸润的一个预测标记物。然而，还有较多相反的观点。Sugino等［18］发现，乳腺癌端粒酶表达与肿瘤大小、淋巴结转移、临床分期等无相关性；李伟等［13］虽然发现乳腺癌端粒酶阳性率远远高于乳腺良性病变的，同时发现端粒酶活性与一些已知的乳腺癌预后因子如患者年龄、肿瘤大小、病理分型、组织学级别及激素受体水平均无相关性。Wolf等［19］研究显示端粒酶活性与乳腺肿瘤大小、分期、淋巴结转移及患者预后无关。

　　2.3  端粒酶与乳腺癌雌激素受体（ER）、孕激素受体(PR)以及bcl2和bax蛋白的关系 

　　目前雌激素受体（ER）、孕激素受体(PR)对乳腺癌预后判断的价值已得到公认，ER和PR阳性的乳腺癌患者预后较好。马春燕等［20］研究结果显示，ER、PR阳性的乳腺癌患者端粒酶活性水平较低，ER、PR阴性的乳腺癌患者端粒酶活性水平较高。如果大样本的研究进一步证实这一结论，则将明确端粒酶活性水平在判断乳腺癌预后中的价值。抗凋亡基因bcl2是最先发现于B细胞滤泡型淋巴瘤的一个原癌基因，其蛋白产物可通过抑制程序化细胞死亡（细胞凋亡），打乱正常情况下细胞增殖与死亡的平衡而参与肿瘤的发生。近年的研究表明，bcl2基因产物表达不仅局限于造血组织，在一些非造血组织以及多种人类实体瘤如乳腺癌、肺癌等中，均可以检测到bcl2蛋白表达或过量表达。因此，bcl2是广义的抗凋亡基因，可通过抑制细胞凋亡而参与多种肿瘤的发生。郭华雄等［14］研究乳腺癌端粒酶活性与bcl2和bax蛋白表达的相关性时发现，端粒酶在乳腺癌中的表达率明显高于癌前病变和乳腺良性肿瘤；端粒酶活性与bcl2表达负相关，与bax表达显著负相关，与bcl2/bax比值明显正相关，因此认为bcl2/bax表达失衡(比值增大)可能是端粒酶激活的重要途径之一。

　　3  端粒酶与乳腺癌的

　　既然已经证实端粒酶与乳腺癌密切相关，那么端粒酶抑制剂就有望成为乳腺癌治疗的新靶点。马春燕等［20］研究了化疗对端粒酶活性的影响，结果显示术前化疗组端粒酶活性水平较未化疗组低，证实了Nelson的推测：细胞生长抑制剂对端粒酶活性可产生抑制作用［21］。对于端粒酶活性的降低可能的解释是：化疗可能诱导肿瘤细胞的克隆选择，从而破坏具有高端粒酶活性的增殖细胞，其他具有较低端粒酶活性的细胞则保留下来，此外肿瘤细胞可能被诱导进入静止期，使端粒酶活性降低。赵丽等［22］研究降钙素对人乳腺癌细胞系T47D的作用时发现降钙素能抑制T47D细胞的生长，降低端粒酶活性，诱导细胞凋亡。Robert 给乳腺癌患者反复接种hTERT肽，诱导T淋巴细胞产生抗体，不仅可以杀伤hTERT阳性的肿瘤细胞，效果良好，毒性作用又较小［23］。

　　4  结语

　　端粒酶可以在大多数乳腺癌中表达，可以作为乳腺癌诊断的辅助指标，并可能作为一个理想的抗乳腺癌的靶点。但端粒酶与乳腺癌的浸润、淋巴结转移、预后等关系，还有待对更多病例进行研究。

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