叶酸敏感型染色体脆性部位表达和癌症致病基因调控

叶酸敏感型染色体脆性部位 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 达和癌症致病基因调控 叶酸敏感型染色体脆性部位表达和癌症致 病基因调控 叶酸敏感型染色体脆性部位 表达和癌症致病基因调控 所谓染色体脆性部位 (Fragi1esite,FS)是指外周血 淋巴细胞染色体存在着非随机的且 容易发生断裂或裂隙的部位.它们 常常在一定培养条件下或接受某些 化学物质的刺激之后发生断裂,并 可以在光学显微镜下观察到.AJr] 称之为Fs表达.由于这些部位常常 与癌细胞染色体断裂点和/或癌基 因在染色体上的位置相一致或相 邻,因而高度怀疑它们的表达与癌 症发生相关. FS表达研究的历史回顾 FS表达首先报道于上个世纪6O 年代.真正确认它们存在者当属澳 洲学者Sutherland.他发现低叶酸 和低胸苷酸培养液培养外周淋巴细 胞表达Fra(x)q,即X染色体长 臂2区7带位置发生稳定的断裂,并 与患者智力低下相关.第八届人类 基因制图(HGM8)会议正式对FS进 行统一的定义,并将它们分为遗传 型(Heritable)或罕见(rare) 型FS,和普通型(Common)或常见 型FS.~fJ1988年此项工作的开拓者 Sutherland根据一些实验结果, 提出普通型FS与癌断点之间不存在 相关性,从而使FS研究遭受打击. 我国学者胡楠等在家族性肿瘤方面 进行过有意义的工作.她对14个癌 家族的健康成员(106人)和正常 80 ◎冯宝章 人群(71人)进行检测,发现前者 FS检出率75%,后者仅为7.1%.认 为FS携带者有肿瘤易感性.近10多 年来国内外FS研究主要集中在普通 型FS,Fra(3)p14.2及FHIT基因 与肿瘤关系上.大多数人认为, FHIT作为一个抑癌基因与乳腺癌等 多种癌症发病相关,但少数人认为 这种关系难于成立.我们通过对白 血病家系遗传型且叶酸敏感型FS研 究,证明它有警示作用. 叶酸敏感型FS表达与家族性 白血病发生 在开展家族性白血病的研究 中,我们除了应用血液学常规手段 即骨髓象和血象检查外,还应用多 种细胞遗传学和分子生物学技术 进行全面且系统的研 究,其中包括外周血 淋巴细胞叶酸敏感型 FS检查矛口以v—erbB 及V—erbB+A为探针 的Southern印迹杂交 技术,并进行长期的 随访观察.我们的结 果表明:(1)外周 血淋巴细胞叶酸敏感 型Fs检查结果有警示 白血病发生的作用, 但无诊断价值.白血 病及其前期往往发生 于这种FS表达率较高的家系成员. 真正有诊断价值的指标是骨髓造血 细胞的形态学异常和染色体异常. 它们能反映造血干细胞改变及其相 关的致病基因异常.如图1所示. 外周血淋巴细胞DNA损伤修复能力 的姐妹染色单体互换率(SCEs/细 胞)检验,特别是应用丝裂霉素C (MMC)诱发的SCE率最高者则发 生急性淋巴细胞白血病(ALL). 这与环境致癌物对人体细胞染色体 DNA损伤乃至发生肿瘤的结果相一 致. 本家系III-5骨髓细胞姐妹染 色单体分化(SCD)阴性检查结果 支持其ALL诊断.III-6Pb周血淋巴 细胞有最高水平的SCE率,4年后发 ,娥j,.镰} 图1,ALL家系系谱图,连续三代骨髓和血 液检查显示家族性血小板功能异常,DNA损伤 修复缺陷,非随机染色体丢失,以及叶酸敏感 型染色体脆性(FS)表达等.III一8除检出骨髓 小巨核细胞外,还检出内源?~gV-erbB.其Fs水 平虽然低于III一9,但在检查之后仅8个月发生 ALL.而III-9至今未发病. 生ALL.此家系母系连续三代不同 成员均有DNA损伤修复能力显着下 降.另外,此家系还有家族性骨髓 细胞非随机染色体丢失(NCL). 它也与白血病发生相关.例如, ?一8骨髓检出这种异常时还显示第 7号染色体单体性,这与临床上检 出此类异常的白前患者均有转白血 病的予后结果均符.III一8在骨髓染 色体检查后仅8个月便发生ALL. III-8有较高水平的FS表达,而III一9 则有最高水平的FS表达,却至今未 发生ALL.可见对白血病发病起关 键作用的是骨髓细胞的变化而非外 周血细胞的变化. 叶酸敏感型FS表达之警示作 用的可能机制 我们这里所阐述的外周血叶 酸敏感型FS表达与白血病发生的关 系是指间接的关系.因为外周血 淋巴细胞所发生的染色体断裂, 根据A.Coguelle等人有关染色体 断裂融合桥(Breakagefusion— bridge,BFB)理论,FS位置的受药 物作用的基因可能发生扩增,从而 产生药物抗性,如果这个基因是癌 基因,它的扩增对癌症的发生有贡 献.然而,癌症不可能发生于外周 血淋巴细胞,作为一个成熟血细胞 其寿命有限,不可能承载癌症多基 因多步骤的发病全过程.只有干细 胞包括骨髓造血干细胞才能担当此 重任.这是由于干细胞有无限增殖 潜力所决定的.如果外周血细胞Fs 表达累及此位置的基因扩增事件发 生于造血干细胞,这种FS表达才有 提示白血病发生的作用;如若不 然,这种FS表达则可能与白血病发 生无关. 图2,外周血淋巴细胞叶酸敏感型Fs表达,显示在7号和3号俩条不 同染色体.LFS和一个断点的位置.A显示Fra(7)pl1(长箭头),B显示断 点3p22,c显示癌断点,Fs和相关基因在3号染色体短臂(3p)上的位 置.(图2).SCLC是小细胞肺癌. 根据我们 的研究,外周血 细胞和骨髓造血 细胞二者对化学 诱变剂和致癌剂 的敏感性是不同 的.二者之间存 在一个阈值或临 界点.当体内外 环境中诱变剂和 {{《 一__,,7? 一一翱?r? 一;:一__ _一一_《 ,一鞠—* 一__2? , 一麴穗 3天曝光7天曝光 图3,以V—erbB+A为探针Southern印迹杂交结果 致癌剂的剂量较小时,外周血的敏 感性高于骨髓细胞;相反,当剂量 较大时,骨髓造血细胞的敏感性大 大于外周血.换言之,只有环境中 特别造血干细胞微环境中致癌剂或 诱变剂的剂量达到这个临界点时, 骨髓干细胞才能发生FS部位癌基因 的扩增.所以,我们不能把外周血 FS表达与骨髓造血干细胞是否发生 白血病等同起来,但又不能否认它 的警示作用.必竞白血病及其前期 常常发生于高表达FS的个体,正如 我们在家族性白血病研究中所见 白血病发病早期有一个叶酸 敏感型FS表达和3p断点群最重要 (图2) 这是l例(张XX)白血病前期 患者.由于Fra(7)P?和断点群 3P21-3p25位置分别有C—erbBfll C—erbA,两个基因.我们于是采 用V—erbB+A为探针作Southern~[] 迹杂交,结果证明患者张xx与已知 MDS—RAS和红血病早期有相同的基 因重排(即除了胚系带外,还有几 条新的杂交带),但无已~HMDS—RA 那样强的基因扩增信号(图3). 例l和2为一个早期红血病家 系的第一代成员(I一1骨髓正常, I一2骨髓红系过度增生,它们子 女loA中有3例CAA和1例AML(图 4).例3,张XX为白血病前期,例 4为典型MDS—RAS. 另外,我们采用相同技术和 V—erbB及V-erbB+A探针对22例MDS— RA作检测,结果显示它们全部显 示相同的C—erbB重排/扩增,和 81 氐 图4,早期红血病家系系谱图,I一1骨髓正常,它是某个异常叶酸 代谢基因的携带者,他和半数子女血清叶酸水平低下;I一2骨髓红系过 度,C-erbB重排.她和半数子女骨髓DHFR增高,A和B显~V-erbBPeR结 果,C是B的扫描图. C-erbA缺失/失活.对C-erbA产物 甲状腺素(T3)受体水平的测定结 果显示MDSC—erbA产物失活.这些 结果表明,MDS骨髓病态造血与其 C—erbB重排/扩增#pc—erbA缺失/失 活并二者协同相关至于C-erbA基因 产物失活的原因,除了缺失失活, 我们高度怀疑C-erbA2启动子甲 基化失活.因为乳腺癌早期亦是如 此.用甲基转移酶抑制剂一5氮杂胞 苷治疗MDS,结果显示它能改善MDS 患者骨髓象和血象. C—erbA和C—erbB对白血病前 期的骨髓细胞增殖调节和被调节 (一)禽类红白血病细胞增殖 的调节与被调节 已知V—erbB~V—erbA是导致禽 类红白血病的癌基因.二者作用不 同,前者V—erbB产物有转化作用. 鸡原始红细胞被转化之后大大增强 其增殖力,但它仍有分化成熟的潜 能.后者V—erbA产物具有阻断上述 原始红细胞分化成熟功能,二者的 82 协同作用导致禽类原始红细胞增多 症的发生. (二)在MDS和MPN中,C-erbB 和C-erbA的调节和被调节 人类骨髓增生异常综合征 (MDS)和骨髓增生性肿瘤(MPN) 血液病(图5). 二者有相同的C-erbB重排/扩 增,不同的C—erbA异常.在MDS, C—erbA表现为缺失/失活,而在MPN ,C—erbA表达产物显着减少(P< 0.01).在正常情况下,人类骨髓 造血干细胞在正常C—erbB和C—erbA 的调节下保持一个平衡.而MPN时 由于C—erbA表达下降,导致分化成 熟过度,临床表现为多血症;在 MDS时由于C-erbA失活,不仅失去 正常调节作用,反而阻断造血干细 胞的分化成熟,导致骨髓原始和早 幼粒细胞%的逐渐增加,同时呈现 骨髓造血质和量的多种病变,即所 谓病态造血.总之,发生重排/扩 增的C—erbB协同发生缺失/失活的 C-erbA与病毒癌基因V—erbB协同 V-erbA有相同的调节与被调节功 能.因此,白血病等癌症早期的实 质就是这两个基因包括一个致病基 因和一个调节基因异常且协同作 是两组与白血病有共同起源的恶性用. [b~de{ecldleVmer~B(D/A) bi)A{ 《;bAf}》玎i {j《矗) h》如 》 卜一;)煲2一A扩;3,{:失竣;碡,!胸苻黻合成麓; TK:胸箭激;6卜;舞巾坏死因子;7,SC受}i妹 染色单体分化.SCD(一)提示恶摊转化 图5,人类白血病发病模式图 从备受宠爱的詹姆斯?邦德到 美国中央情报局特工再到其他隐秘 的政府部门,所有类型的间谍都武 装着一系列隐秘程度超乎想象的设 备和工具,帮助他们窃听别人的谈 话,秘密拍摄录像,扫描人群中可 疑分子的面目,获取嫌疑人的DNA 或者在危急时刻毁掉自己的数据. 机器蟑螂 蟑螂,甲虫和其他爬虫都是不 受欢迎的家伙,借助于最新的电子 技术,它们也成为间谍们的得力帮 手.2006年,东京大学的研究人员 打造了一支"僵尸蟑螂"部队,可 进行远程遥控.利用蟑螂的身体机 能为所安装的CPU和无线电装置供 电,科学家在这条道路上又向前迈 进一步.此外,研究人员还研制出 远程控制的半电子甲虫,他们将电 脑芯片植入甲虫大脑,同时为它们 安装照相机以及其他设备. 面部扫描太阳镜 2014年巴西世界杯期问,负 责执勤的警察将佩戴装有面目扫描 软件的太阳镜.这种太阳镜安装了 小型照相机,每秒可拍摄400幅面 部照片,而后将照片传给数据库, 数据库内储存着1300万个面部的数 据.面部扫描太阳镜的工作距离最 远可达N5o米,将帮助执法人员寻 找参与打架斗殴和其他非法活动的 分子. 可自毁RAM 作为一名间谍,最不愿看到 的可能就是辛辛苦苦得到的数据被 他人盗走,新型磁阻RAM(随机存取 白血病等癌症的早期发现和预 防的当前策略 对白血病等恶性肿瘤发病的高 峰年龄段人群或任何肿瘤易感人群 进行外周血叶酸敏感型染色体胞性 部位(FS),尤其是Fra(7)pll检 测.通过骨髓穿刺进行血液学常规 骨髓检查包括骨髓细胞染色体检查 和C—erbB重排/扩增及C—erbA甲基 化检测. 对不能接受骨髓穿刺的个人可 采取骨髓造血干细胞动员服药之后 若干小时,即达到干细胞动员的峰 值时,从外周血中收集干细胞进行 上述检查.这也许是最简便易行的 办法. 对上述检测中确认癌前病变者 进行反基因C—erbB寡核苷酸治疗, 并可能要结合C—erbA的去甲基化治 疗,从而实现癌症早期基因治疗和 预防的目的.至于C—erbA缺失/失 活,我们目前还不知道如何治疗. 全反式维甲酸治疗早幼粒细 胞白血病(APL)的启示:应用全 反式维甲酸治疗早幼粒细胞白血 病(M3)的有效性和局限性说明,我 们对白血病等癌症病因和发病原理 的认识是正确的.全反式维甲酸固 然打开了M3白血病细胞被失活的 C-erbA(一个亚型)所阻断的分化 通道,却对致病基因C—erbB的扩增 未见作用.因此,其白血病干细胞 还会产生新的APL细胞或其它白血 病细胞.(作者系天津市韦尔柏基 因治疗公司执行董事兼 实验室 17025实验室iso17025实验室认可实验室检查项目微生物实验室标识重点实验室计划 主 任,研究员,教授) 83