端粒酶及其在肺癌診斷中的應(yīng)用進(jìn)展

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1、端粒酶及其在肺癌診斷中的應(yīng)用進(jìn)展　　端粒-端粒酶假說(shuō)是新近提出的腫瘤形成的新理論。端粒是真核細(xì)胞染色體末端的具有保持染色體的穩(wěn)定功能的DNA-蛋白復(fù)合體，端粒酶是一種RNA依賴性的DNA聚合酶，端粒酶的激活使端粒長(zhǎng)度得以穩(wěn)定，細(xì)胞獲得無(wú)限增殖能力，成為永性細(xì)胞，而獲得永生性是細(xì)胞惡變的關(guān)鍵步驟。近年的研究表明測(cè)定肺癌各種標(biāo)本的端粒酶活性不僅有助于肺癌的診斷，還可用于肺癌的惡性程度、病理分期及預(yù)后的判斷。端粒酶有望成為有價(jià)值的肺癌診斷的標(biāo)記物?！　《肆＃╰elomere）是真核細(xì)胞線形染色體末端的DNA序列，其生物學(xué)功能是保持染色體的穩(wěn)定。端粒DNA是由端粒酶（

2、telomerase）以逆轉(zhuǎn)錄方式合成的。端粒長(zhǎng)度縮短及端粒酶活化是細(xì)胞獲得永生和癌癥發(fā)生的重要因素。因此，利用端粒酶作為腫瘤的特異性標(biāo)記物用以診斷和評(píng)估預(yù)后，并通過(guò)抑制端粒酶活性來(lái)治療腫瘤已成為腫瘤研究的新熱點(diǎn)。本文就端粒酶的結(jié)構(gòu)和功能及其有肺癌診斷方面應(yīng)用的研究近況作一綜述?！　《肆Ｃ傅慕Y(jié)構(gòu)與功能簡(jiǎn)介　　端粒是真核細(xì)胞染色體末端的一種富含鳥嘌呤的DNA-蛋白復(fù)合體，是維持染色體結(jié)構(gòu)完整所必需的。端粒的DNA和多種蛋白質(zhì)成分組成。人體端粒DNA由6個(gè)核苷酸重復(fù)序列TTAGGG組成。端?？杀Ｗo(hù)染色體末端不被降解，防止染色體相互融合、重組，減數(shù)分裂時(shí)維持染色體正

3、確的配對(duì)移動(dòng)，并能防止DNA復(fù)制時(shí)末端序列的丟失，提高一些物種有絲分裂時(shí)染色體分離的精確性。因此，一旦端粒功能喪失，將導(dǎo)致染色體末端融解，出現(xiàn)雙著絲粒，有絲分裂不穩(wěn)定和細(xì)胞死亡[1]。　　端粒酶是一種特殊的逆轉(zhuǎn)錄酶，由結(jié)構(gòu)RNA和蛋白組成，可調(diào)控端粒的復(fù)制，能以端粒的3’端為引物，自身的RNA組分為模板，從頭合成端粒以修被細(xì)胞分裂時(shí)染色體末端（端粒）的縮短。在人體端粒酶布端粒酶RNA成分（hTR）、催化亞單位（hTERT/hEST2）和端粒相關(guān)蛋白1（TEP1）三個(gè)亞單位組成[2，3]。HTR是端粒DNA合成的模板，hTERT/hEST2是決定端粒酶活性的限速

4、決定子，TEP1的功能尚未完全闡明，可能不僅是一個(gè)結(jié)構(gòu)蛋白，還可能是介導(dǎo)端粒酶與其它分子相互作用的調(diào)節(jié)亞單位?！　《肆Ｃ概c腫瘤發(fā)生　　盡管導(dǎo)致腫瘤的詳細(xì)過(guò)程尚未完全清楚，但已經(jīng)明確腫瘤發(fā)生需要有基因異常改變的積累。新近提出了腫瘤形成的新理論，即端粒-端粒酶假說(shuō)[4]，通過(guò)端粒及端粒酶，將細(xì)胞衰老與腫瘤緊密聯(lián)系起來(lái)。該假說(shuō)的提出主要基于以下發(fā)現(xiàn)：①正常體細(xì)胞隨年齡的增加端粒逐漸縮短；②胚系細(xì)胞及胚胎組織端粒酶活性陽(yáng)性，同時(shí)具有較長(zhǎng)的端粒；③大部分腫瘤細(xì)胞端粒較短，端粒酶活性升高；④老年人易患腫瘤。端粒-端粒酶的激活使端粒長(zhǎng)度得以穩(wěn)定，細(xì)胞獲得無(wú)限增殖能力，成為永

5、生細(xì)胞（immortalcells），而獲得永生性是細(xì)胞惡變的關(guān)鍵步驟。端粒酶的激活究竟是通過(guò)何種機(jī)制使細(xì)胞獲得永生的呢？當(dāng)抑癌基因p53和Rb發(fā)生突變或癌基因如Ha-ras激活，或細(xì)胞受到腫瘤病毒/病毒蛋白（如HPV、E6/E7、E1A/E1B、SV40T抗原和EB病毒）作用時(shí)，細(xì)胞可越過(guò)第一致死期（M1）繼續(xù)分分裂，端粒長(zhǎng)度繼續(xù)縮短，最終進(jìn)入第二致死期（M2）。目前對(duì)于如何越過(guò)M2期的機(jī)制知之甚少，但此階段與端粒酶活性的表達(dá)密切相關(guān)。體外實(shí)驗(yàn)證明SV40T抗原、EB病毒、E6/E7以及突變的p53轉(zhuǎn)染后的初級(jí)細(xì)胞可以延長(zhǎng)壽命，培養(yǎng)一段時(shí)期后，大部份獲得永生

6、，繼續(xù)生長(zhǎng)。已發(fā)現(xiàn)E6能直接誘發(fā)死亡前細(xì)胞的低水平的端粒酶活性；突變型p53轉(zhuǎn)染人乳腺上皮細(xì)胞，可以激活其端粒酶而獲得永生；B淋巴細(xì)胞用EB病毒轉(zhuǎn)染后可以穩(wěn)定縮短的端粒和表達(dá)端粒酶活性[5，6]。從端粒-端粒酶假說(shuō)可以看出，端粒酶對(duì)腫瘤研究有兩方面的意義：一是端粒酶可能是惡性腫瘤的標(biāo)記物，可用于診斷；二是它與腫瘤的生成的增殖有關(guān)，端粒酶可能成為腫瘤治療的靶點(diǎn)?！　∽罱行┭芯繉?duì)腫瘤形成的端粒-端粒酶理論提出了挑戰(zhàn)。有學(xué)者通過(guò)基因操作破壞培養(yǎng)的癌細(xì)胞系端粒酶功能，發(fā)現(xiàn)一些癌細(xì)胞卻具有正常甚至較長(zhǎng)的端粒[7]?；蚯贸╧nockout）去掉端粒酶活性的種系鼠，仍

7、能正常生活和生育，并能發(fā)生癌變[8]。提示真核細(xì)胞可能通過(guò)端粒酶旁路途徑維持端粒的DNA復(fù)制。由此看來(lái)，細(xì)胞的永生化以及癌變的形成以端粒酶途徑為主（85%~95%惡性腫瘤端粒酶活性陽(yáng)性），也存在非端粒酶途徑。　　端粒酶活性的檢測(cè)　　以往檢測(cè)端粒酶活性的方法繁瑣，組織需求量大，所得信號(hào)弱。1994年Kim等[9]報(bào)道了以PCR為基礎(chǔ)的端粒重復(fù)擴(kuò)增法（telmericerpeatamplificationprotocol,TRAP），以端粒酶合成引物作為模板用于擴(kuò)增，大大改進(jìn)了以往的測(cè)定方法。由于該法簡(jiǎn)單、敏感性高，有力地推動(dòng)了端粒酶表達(dá)的研究。盡管測(cè)定端粒酶活性

8、的擴(kuò)增方法直接且應(yīng)用相對(duì)容易，但是人們