BRCA1与乳腺癌

罗娟娟

(皖南医学院 安徽芜湖 241000)

BRCA1( breastcancelsusceptibility gene1，BRCA1)是世界上第一个被发现的家族性乳腺癌抑癌基因，定位于17q21，在乳腺癌高发家族中BRCA1的突变率为45%，在乳腺癌和卵巢癌均高发的家族中突变率为90%。研究BRCA1对乳腺癌早期诊断，临床分级，辅助化疗以及预后评估具有重要意义。

乳腺癌是最常见的恶性肿瘤之一，Kluk BJ等最新报道，2010年在美国诊断为浸润性乳腺癌的近207 090例，死亡率仅次于肺癌［1］。近20年来，乳腺肿瘤的发病率在我国呈明显上升趋势，其发病率已经高居女性肿瘤的第1位，严重威胁广大女性的健康和生命。90年代初人们通过遗传连锁分析发现了第1个家族性乳腺肿瘤易感BRCA1，并成功克隆获得BRCA1基因的全长序列，从此使BRCA1基因的研究迅速开展起来。目前的研究发现BRCA1不仅参与DNA损伤修复、细胞凋亡、基因转录及细胞周期调控等多种重要细胞活动，而且在维持基因组稳定性中起重要作用［2－5］。本文就近年来国内外关于BRCA1的系列研究作一综述。

1 BRCA1基因及编码蛋白的结构

Hall等［6］发现 BRCA1定位染色体17q21位点，在染色体上的跨度大约为100 kb，编码区为55.5 kb，含高达41.5的Alu重复序列 ，含24个外显子，其中22个为编码蛋白，2个为非编码的蛋白。其基因产物是1 863个氨基酸所构成的磷酸化蛋白质，相对分子量约200 000。其蛋白的N末含有一锌指结构域，该环指功能域由保守的半胱氨酸和组氨酸残基组成，介导蛋白与蛋白以及蛋白与DNA的相互作用。C段含有高度保守的两个BRCT串联结构功能域，该功能区由85～95个氨基酸组成中心部分，是保守的疏水氨基酸。BRCA1的第11外显子是最大的外显子，编码约60%的蛋白质，该蛋白中部带有两个核定位信号，NLS1(氨基酸5O1 KCKRKRRSO7)和 NIS2(607KKNRI RRK 614)，能与核转运信号受体的a亚单位结合，发挥引导BRCA1蛋白进入核内的作用，从而产生多种重要的生物学功能。

2 BRCA1的基因表达与转录调控

研究表明BRCA1mRNA的表达受到严格调节，BRCA1mRNA在人乳腺癌上皮和肿瘤细胞中的表达是随细胞周期变化而变化的，在G1期的中后期，DNA合成前，BRCA1mRNA，和蛋白的表达增加，到G1/S的交界处或者S期的早中期达到高峰。在S或G2期又有所下降，随着对BRCA1的蛋白表达在G1/S期转换点达到最高，磷酸化程度也达到最高水平。人为将BRCA1C末端(1528－1863aa)与GAL4DNΑ结合区融合，可激活GAL4依赖的启动子转录，但BRCA1只能非特异性结合DNA序列，它的转录活性依赖特异性结合DNA的转录因子作为向导［7］。BRCA1与这些转录因子或转录调节因子互相作用，如P53、c-myc、CtIP、CtBP等，调节下游基因的转录活，基因芯片研究还发现外源性表达BRCA1能够增强或者是抑制某些因子的转录，如 P21、P27 、ER 等［8，9］。此外，编码 BRCA1 C末端相关基因的突变不仅可以废除C末端与RNA聚合酶的相互作用，还可使C末端转录调节活性失活，证明BRCA1的转录调节在肿瘤的发生过程中起重要的作用［10］。

3 基因突变与DNA损伤

3.1 基因突变 研究发现BRCA1基因突变女性携带者，其在70岁累计患乳腺癌的危险度为85% ～90%，患卵巢癌危险度为63%。作为肿瘤抑止基因，BRCA1可发生多形式、多位点的基因突变，突变可分布于整个编码区域，并没有明显的热点形成，大多数为缺失、插入或无义突变，生成终止密码子，使蛋白质来不及完成翻译就被终止，出现截短蛋白［11］。这种形式的基因突变引起乳腺癌发病的危险度可达80% ～90%，但仍有34%的BRCA1不会有中断蛋白的翻译而仅仅改变肽链氨基酸。另外，还有错义突变、内含子、外显子剪切位点突变以及多态现象等，文献报道以外显子11(48.5%)、2(18.6%)、20(9.2%)、5(8.2%)为多见［12－13］。BRCA1基因在世界各地不同地区乳腺癌中的突变情况存在差异［14］，Bergman A 等［15］研究瑞典24例家族性乳腺癌－卵巢癌患者中BRCA1突变率为75%。张海添等［16］研究144例乳腺癌标本，发现20例BRCA1基因碱基改变，总突变率为13.19% ，其中错义突变率为11.1%。国内外对于BRCA1测突变报道外显率不同可能与遗传背景、入选标准、地域、种族等有关。

3.2 DNA损伤修复 DNA损伤后，DNA损伤传感器首先发出损伤信号。此后在BRCA1的作用下，多个修复蛋白组成复合体，目前发现较重要的途径与蛋白复合体有3个:ATR－TopBP1途径、BRCA1－RAD 50－MRE11－NSB1聚体、BRCA1－BRCA2－RAD51三聚体。TopBP1(TopoisomeraseⅡβ binding protein1)主要介导是ATR信号途径，8个BRCT(BRCA1羧基末端)功能域，参与DNA损伤修复。BRIP1/BACH1编码的蛋白质产物能与BRCT重复序列直接结合发生作用，参与BRCA1基因的DNA损伤和修复过程［17］。当BRIP1与BRCA1发生反应所需的氨基酸残基发生突变时，BRCA1的DNA双链断裂修复功能就会受到干扰。同样，DNA损伤修复过程中如果缺少BRCA1，则BRCA2和RAD51就不能形成聚集并进行修复。此外，在没有BRCA1基因表达的乳腺癌细胞中，射线诱导细胞DNA损伤BRCA1－RAD50－MR E11－NSB1也不能发生聚集。BRCA1能够与一系列DNA修复蛋白形成BRCA1基因相关基因组监控复合体，对异常DNA结构和受损 DNA的进行识别，此复合体由RAD50－MRE11－NBS1复合物以及 MLH1、BLM 、MSH2、ATM、等多种 DNA 修复因子组成［18］。

4 BRCA1相关性乳腺癌的病理学与免疫组化特点

有研究表明，BRCA1突变携带者中，三阴性乳腺癌及髓样癌的发现比例越来越高［19－21］。且常表现为肿瘤体积大、恶性程度高、肿瘤侵袭性强、ER阴性者居多，易发生局部复发和远处转移［22，23］。同时，也有相关研究发现乳腺导管癌的BRCA1突变率低于乳腺浸润性癌［24］。对于乳腺癌的转移的结果与BRCA1突变是否存在相关性，有一定的分歧，KAR研究发现BRCA1基因突变者的腋窝淋巴结转移率高，而Eisinger、Armes和Robinsin小组没有发现上述差异性。国内赵时梅等［25］的研究结果显示乳腺癌旁正常上皮，轻、高、不典型增生上皮及癌组织中BRCA1表达呈递减趋势，而且随病变发展其表达量呈进一步下降趋势，其亚细胞定位也从细胞核向胞浆改变，BRCA1蛋白的表达与组织学类型、肿瘤大小无关，但随着淋巴结转移的出现和病理学分级的增加，BRCA1蛋白的表达逐渐减少。

5 结语

BRCA1基因是乳腺癌形成和发展过程的重要生物学标记，为进一步研究乳腺癌的靶基因治疗和预后预测提供了很好的实验据。BRCA1从发现至今，一直是人们研究乳腺肿瘤的热点问题，人们对其认识已从单纯的抑癌基因扩展为参与多种功能调节、维持基因组稳定的重要因子。然而BRCA1能否作为乳腺癌独立的诊断预后指标及怎样对基因突变携带者进行有效的预防，有待于进一步证实和研究。

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