CpG岛甲基化与胃癌的关系

梁运梅，翟天姝，陈桂秋

（1.长春君安医院 病理科，吉林 长春130000；2.吉林大学白求恩医学院；3.吉林大学中日联谊医院 病理科）

表观遗传学的研究表明，肿瘤的形成往往伴随着抑癌基因启动子区域CpG岛的异常甲基化修饰。胃癌也是如此。CpG岛是指CpG二核苷酸聚集区域，呈不连续分布，长度＞200kb［1］。在整个基因组中，CpG岛通常位于基因的启动子区域，其次CpG岛还位于第一外显子区域，故又称5′－CpG 岛［2］。CpG岛甲基化在肿瘤发生、发展过程中也扮演着重要角色［3］。其中，CpG岛甲基化导致的肿瘤相关基因沉默是许多肿瘤发生的重要机制［4－6］。

1 CpG岛与DNA甲基化

CpG岛甲基化是一种基因外修饰，它不改变DNA的一级结构并且在细胞正常发育、基因表达模式以及基因组的稳定性中起着至关重要的作用。DNA甲基化是指在DNA甲基转移酶DNMTS的介导下，二核苷酸中胞嘧啶（C）的第5位C原子上的H被S－腺苷甲硫氨酸提供的甲基取代，使之变成5－甲基胞嘧啶的化学修饰过程。CpG岛最显著的特征在于其保持严格的非甲基化，约有60%的基因含有非甲基化的CpG岛。这些CpG岛通常位于启动子，极少部分靠近基因的3′N端，是基因具有活性的标记。启动子是DNA分子可以与RNA聚合酶特异结合的部位，转录开始的部位，是基因表达调控的关键元件之一。肿瘤组织的发生与其相关基因启动子区域的异常甲基化有关，即原癌基因低甲基化，则可使其激活；而抑癌基因的高甲基化，即5′端启动子调控区CpG岛高甲基化，从而抑制mRNA的转录作用，使其失活，而在肿瘤中有些CpG岛相关基因比其他基因更易高甲基化［7－8］。

2 CpG岛甲基化与胃癌的发生

在世界范围内胃癌的发病率高居第二，在我国更是最常见的消化道恶性肿瘤之一，具有恶性度高、预后差的特点。胃癌的发生发展是一个多因素、多阶段、多基因异常的累积过程，目前已检测出胃癌中多个抑癌基因的CpG岛发生异常甲基化，如p16、hMLH1、THBS1等；这些基因的功能涉及细胞的信号转导、凋亡、DNA的修复、细胞周期的调节、细胞对细胞或细胞对基质黏附因子和血管生成等多个方面，与胃癌的发生发展密切相关［9］。同时CpG岛高甲基化胃癌更易出现远处淋巴结转移，血行转移和更高级的TNM分级［10］。接下来，介绍有关几个重点的与胃癌发生有关的基因。

2.1 p16基因 P16基因是个候选肿瘤抑制基因，其基因改变、转录异常和表达丢失与肿瘤的发生发展存在着密切的关系［11－12］。有研究表明：p16基因在正常胃黏膜组织均未出现甲基化阳性片断，但在74例胃癌组织中有42例发生甲基化，检出率为56.8%。该研究同时指出癌组织中p16基因甲基化表达与胃癌的TNM分期有相关性，这提示p16基因甲基化与胃癌侵袭与转移的能力相关，并且有可能成为临床判断胃癌患者预后的指标［13］。

2.2 hMLH1基因 目前已有研究发现胃癌错配修复基因（hMLH1）启动子区高甲基化水平，随着组织病理的增进（从慢性胃炎到肠化生，从腺瘤到腺癌）而增加［14］。

关于hMLH1基因启动子CpG岛甲基化和微卫星不稳定（MSI）与胃癌关系，有研究表明，MSI胃癌有着特殊临床病理学特征：老年女性，胃窦部位，肠型，较少浆膜侵犯，淋巴侵犯罕见，hMLH1基因启动子CpG岛甲基化，有较好的预后。因此可以得出结论，hMLH1基因启动子CpG岛甲基化和微卫星不稳定（MSI）在胃癌中有显著相关性，在胃癌早期发生、发展过程中起重要作用，对胃癌的鉴别诊断、预后评价、特殊临床干预具有重要的意义，可能成为胃癌早期诊断、评价预后、指导化疗的分子标志物［15］。

2.3 THBS1基因与HLTF基因 近年来的研究发现，THBS1基因的翻译产物为血管发生的抑制因子，介导细胞与细胞或细胞对基质的信号传导，对于细胞聚集、血管生成及肿瘤发生有重要作用［16］。有研究报道THBS1基因的CpG甲基化阳性率在胃腺癌（48.4%）、肠化生（34.7%）及胃腺瘤（28.3%）组织中均显著高于不发生癌变的慢性胃炎组织。HLTF基因在高度转移和胃腺癌组织中的量明显高于慢性胃炎组织［17］。两种基因同时可用于胃癌的鉴别诊断。

2.4 TRF2基因 端粒结合蛋白TRF2可调控端粒蛋白的量与长度。Dong W［18］等通过免疫组化的方法，证明TRF2在胃癌组织中比起其在正常组织中的含量多。同时，证实高甲基化可能会导致TRF2的含量在胃癌组织中增加，因此证明高甲基化CpG岛对于胃癌的诊疗具有一定意义。

3 CpG岛甲基化与临床治疗

恶性肿瘤DNA甲基化异常具有鲜明特征：肿瘤特异性、基因和组织特异性以及可逆性。因此，DNA甲基化检测作为一种新的分子生物学手段将会广泛应用于临床诊断治疗、风险评估、病情监测、疗效评价及预后判断。DNA甲基化的可逆性为临床抗肿瘤治疗提供了一种新途径。

5－氮－2－脱氧胞苷（DAC）是有效的甲基转移酶抑制剂，大剂量使用时因其细胞毒性而具有抗肿瘤作用，小剂量DAC导致细胞分化可能与去甲基化和调控分化的特异性基因再表达有关［19］。许多实验都采用5－氮－2－脱氧胞苷对已明确启动子甲基化的标本进行试验，发现其可以使原发生甲基化的基因去甲基化，并检测到该基因的蛋白表达。

4 目前研究问题与展望

迄今为止，对基因的甲基化研究已开展了二十多年，虽然近年来虽然取得了较大进展，但实际上目前对DNA甲基化调节基因表达的复杂性及细节仍然了解有限，很多研究结论也存在互相矛盾之处，尚未达成一致意见：①各种检测方法所报道的抑癌基因甲基化的阳性率不尽相同；②某些抑癌基因的甲基化究竟是与肿瘤相关的还是与衰老相关的争论不一；③抑癌基因的甲基化究竟通过什么通路导致肿瘤发生等等［20］。

因此进一步探讨DNA甲基化与DNA修复、基因组稳定性和染色质结构等的关系，了解DNA甲基化如何建立和维持的机制及对去甲基化药物的研究等，有助于阐明肿瘤形成的原因，建立新的肿瘤治疗方案。相信对甲基化机制的不断研究将会为认识肿瘤发病机制以及未来临床肿瘤分型、预后判断及早期诊断提供广阔前景。

［1］徐国茂，CpG岛甲基化和人类肿瘤［J］.综述报告，2008，17（9）.

［2］周永宁，徐采朴，房殿春.CpG岛甲基化与胃肠道肿瘤［J］.世界华人消化杂志，2003，11（1）：65.

［3］Palii S S，Robertson K D.Epigenetic control of tumor suppression［J］.Crit Rev Eukaryot gene Expr，2007，17（4）：295.

［4］顾立萍.CpG岛甲基化表型与胃癌［J］.中国肿瘤临床与康复，2008，15（2）：178.

［5］Choi IS，Wu TT.Epigenefic alterations in gastric carcinogenesis［J］.Cell Res，2005，15（4）：247.

［6］Joo JK，Kim SH，Kim HG，et al.CPG methylation of trsnscription factor 4in gastric carcinoma［J］.Ann Surge Oncol，2010，17（12）：3344.

［7］Jeltsch A，Beyond Watson，Crick.DNA methylation andmolecular enzymology of DNA methyltransferases［J］.ChemBiochem，2002，3（4）：274.

［8］Cheng X，Roberts RJ.AdoMetdependent methylation，DNA methyltransferases and base flipping［J］.Nucl Acids Res，2001，2（18）：3784.

［9］Sun Y，Deng D，You WC，et al.Methylation of p16CpG islands associated with malignant transformation of gastric dysplasia in a population－based study［J］.Clin Cancer Res，2004，10（15）：5087.

［10］Chen HY，Zhu BH，Zhang CH，et al.High CpG island methylator phenotype is associated with lymph node metastasis and prognosis in gastric cancer［J］.Cancer Sci，2012，103（1）：73.

［11］Zawacka－Pankau J.Enlightened protein Fhittumor suppressor protein structure and function and its role in the toxicity of protoporphyrin IX－mediated photodynamic reaction［J］.Toxicol Appl Pharmacol，2009，241（2）：246.

［12］Prueitt RL，Goodman JE，Valberg PA.Radionuclides in cigarettes may lead to carcinogenesis via p16（INK4a）inactivation［J］.J Environ Radioact，2009，100（2）：157.

［13］贾安平，梁秀兰，胡宏波 .胃癌中p16基因甲基化及其与胃癌临床病理特征的关系［J］.华夏医学，2011，24（3）：254.

［14］Zaky AH，Watari J，Tananbe H，et al.Clinicopathologic Implications of Genetic Instability in Intestinal－Type Gastric Cancer and Intestinal Metaplasia as a Precancerous Lesion Proof of Field Cancerization in the Stomach ［J］.Am J Clin Pathol，2008，（129）：613.

［15］闻旭阳，戴广海.hMLH1基因启动子CpG岛甲基化，微卫星不稳定与胃癌［J］.中国医药导报，2011，8（7）：9.

［16］Kang GH，Shim YH，Jung HY，et al.CpG island methylation in premalignant stages of gastric carcinoma［J］.Cancer Res，2001，61：2847.

［17］Guo W，Dong Z，Chen Z，et al.Aberrant methylation of the CpG island of HLTF gene ingastric cardia adenocarcinoma and dysplasis［J］.Cin Biochem，2011，44（10－11）：784.

［18］Dong W，Wang L，Chen X，et al.Upregulation and CpG island hypomethylation of the TRF2gene in human gastric cancer［J］.Dig Dis Sci，2010，55（4）：997.

［19］Liu LH，Xiao WH，Liu WW.Effect of 5－Aza－2＇－deoxycytidine on the p16tumor suppressor gene in hepatocellular carcinoma cell line HepG2［J］.World J Gastroentero，2001，7（1）：131.

［20］张 琦，胡世莲，沈 干，等 .抑癌基因甲基化与胃癌的研究新进展［J］.Chinese Journal of Clinical Healthcare，2006，9（2）.