氮杂-2'-脱氧胞苷在肺癌中的研究进展

芦超远，杜振宗

( 1.桂林医学院研究生学院，广西 桂林 541002；2.广西壮族自治区南溪山医院胸外科，广西 桂林 541002)

0 引言

癌症发生的重要机制之一是抑癌基因启动子CpG 岛的高甲基化所引起的抑癌基因沉默[5-6]。DNA 甲基化是指在DNA 甲基转移酶的作用下，以S-腺苷甲硫氨酸为甲基供体，将甲基基团转移到胞嘧啶- 磷酸- 鸟嘌呤二核苷酸中胞嘧啶的第5 位碳原子上[7]，其在肺癌发生发展过程中发挥着重要作用；甲基化抑制药5-氮-2'-脱氧胞苷已在骨髓增生异常综合征、急慢性髓细胞白血病等血液系统恶性肿瘤化疗中得到部分应用，并取得一定疗效；近年来众多研究表明，5-氮-2'-脱氧胞苷对多种肺癌抑癌基因表达及细胞调亡产生影响。因此本文对5-氮-2'-脱氧胞苷在肺癌肺癌最新研究进展做一综述。

1 5-氮-2 '-脱氧胞苷介绍

5- 氮-2’- 脱氧胞苷是一种胞嘧啶核苷的类似物，由胞嘧啶环上第 5 位碳原子被氮原子取代而形成。研究表明，5-aza-CdR 在掺入DNA 后与甲基化转移酶DNMT 形成不可逆的共价键，使 DNMT 的活性受到抑制，从而DNA 甲基化无法维持[12]。此外除了去甲基化作用外，5-aza-CdR 还可以引起DNA 损伤[13]，已有研究表明 5-aza-CdR 可引起单链DNA损伤[14]，近期也有报道认为 5- aza-CdR 可引起双链 DNA 损伤[15]，在抗肿瘤中起重要作用。

2 5-氮-2 '-脱氧胞苷与肺癌抑癌基因

大量研究表明5-氮杂-2’-脱氧胞苷( 5-Aza-CdR) 作为目前体外最常用且作用最强的一种甲基化抑制剂，通过去甲基化作用可重新激活表达缺陷的RAR-βW1F1、RASSF2A等抑癌基因，从而使mRNA 及蛋白表达水平明显上调，发挥抑癌作用。

2.1 CDH13 基因

CDH13 是由每个脊椎动物基因组中的一个基因编码的，是钙黏着蛋白超家族的一个新成员，该基因位于染色体16q24[16]。对维持正常组织结构具有重要意义。在人类恶性肿瘤中发现了CDH13 基因的异常[17,18]。此外，CDH13的异常表达与其启动子甲基化在肺癌中的关系已经被证明[19-21],Liao 等[22]用 5-Aza-d C 处理体外培养的肺癌细胞 A549、LTEP-a2 及正常肺细胞系HFL1 后，用甲基化特异性 PCR( MSP) 法检测处理前后细胞中CDH13 基因的甲基化状态，半定量逆转录-聚合酶链反应( RT-PCR) 法检测用药前后细胞中CDH13 mRNA 表达的变化；结果显示CDH13 启动子甲基化在两株癌细胞系均被检测到，而正常肺细胞系HFL1未被检测到；5-Aza-dC 处理后的肺癌细胞明显出现去甲基化现象；RT-PCR 检测细胞中CDH13 mRNA 的表达结果为：且经5-Aza-dC 处理后癌细胞系CDH13 mRNA 表达增强，而正常肺细胞系HFL1 经5-Aza-dC 处理后CDH13 的表达无明显改变；因此得出CDH13 基因的甲基化状态可被去甲基化制剂5-Aza-dC 逆转，激活CDH13 基因表达，抑制CD13 的甲基化可成为肺癌治疗的一种方式。

2.2 TFPI-2 基因

TFPI-2 基因 组织因子通路抑制剂-2(TFPI-2) 也称胎盘蛋白-5，是一种含有kunits 型结构的丝氨酸蛋白酶抑制物超家族成员，参与维护细胞外基质(ECM) 结构的完整性，具有抑制肿瘤及其血管生成、诱导细胞凋亡等多种生物学功能; 研究表TFPI-2 在大多数侵袭性肿瘤中被下调，如胶质瘤[23]、非小细胞肺癌[24,25]、乳腺癌[26]、黑色素瘤[27]、结直肠癌[28]、胰腺癌[29]、肝细胞癌[30]。TFPI-2 基因被认为是一种潜在的抑癌基因。Dong 等人[31]用不同浓度 5-Aza-d C 处理体外培养的肺癌细胞，甲基化特异性聚合酶链反应(MSPCR)、实时聚合酶链反应( 实时PCR) 和western blotting 法测定TFPI-2 基因甲基化状态、mRNA 表达和蛋白表达。得出TFPI-2 基因启动子甲基化导致非小细胞肺癌细胞A549 中TFPI-2、m RNA 和蛋白表达的丢失，5-Aza-CdR处理可诱导非小细胞肺癌细胞的去甲基化。并恢复TFPI-2基因的表达。

2.3 RAR-B-β 基因

RAR-β 基因位于染色体3p24 上，通过表达产物视黄酸受体( retinoicacid receptor，RAR)，与视黄酸(RA) 结合来调节靶基因转录，进而影响细胞分化、增殖和凋亡。RAR-β 基因的表观遗传学改变导致其在多种肿瘤细胞中表达缺陷，引起癌症发生[32]; 为潜在肺癌抑癌基因[33]LI[34]等人采用实时甲基化特异性PCR(MSP) 方法检测；使用不同浓度及未使用5- 氮-2 '- 脱氧胞苷4 组人肺腺癌细胞株甲基化状态，研究发现，除未加药时RAR-β 均产生明显甲基化条带，其余三组同批次癌细胞株在加入不同浓度5-Aza-CdR 处理后均检测出不同程度RAR-β 去甲基化；理论上，应证了癌基因的高甲基化是一个可逆转的过程；可以通过应用去甲基化药物如5- 氮-2 '- 脱氧胞苷可重新激活因甲基化而失活的R A R-β 抑癌基因；同时该研究还发现：4 组不同状态下使用RT-PCR 及Western blot 法检测用药前后RAR-β基因mR-NA 及蛋白表达的变化，结果显示未加药时的RAR-βmRNA 及RAR-β 蛋 白 表 达 水 平 低 下(P＜0.01) ，随着5-Aza-CdR 处理浓度的加大，RAR-βmRNA 及RAR-β蛋白表达水平逐渐提高( P＜0.05)，且于5-Aza-CdR 量效成一定的相关性；进一步论证了应用去甲基化药物5- 氮-2 '-脱氧胞苷可使因甲基化而沉默的R A R-β 抑癌基因重新表达视黄酸受体蛋白，发挥抑癌效应。

2.4 P16

P16 基因又称细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子2,是细胞周期G1 期重要的负调节因子, 通过对细胞周期蛋白依赖性激酶 4 和6 介导的Rb 蛋白磷, 从而抑制细胞的增殖, 以起到促进细胞凋亡以及防止癌变, 是一种多肿瘤抑制基因[35], HUA 等人[36]用免疫组化SP 法检测76 例非小细胞肺癌组织及癌旁正常组织中p16 蛋白的表达情况，用MSP 法检测经5-Aza-CdR 处理A549 细胞p16 基因启动子区DNA 甲基化状态，最后用Westernblot 法检测P16在5-Aza-CdR 的作用A549 肺癌细胞中的表达。结果得出在A549 细胞中，随着5-Aza-CdR 浓度增加后p16 蛋白和非甲基化表达产物上调。FANG[37]通用用实验证明了SPC-A-1 细胞中沉默的p16 基因重新表达, 且呈浓度依赖性。

除 此 之 外，MGMT、MGMF、WIFI、RASSF2A 等 肺 癌抑癌基因均被证实在5-Aza-CdR 作用下出现明显的去甲基化。

3 总结与展望

传统肺癌治疗以手术、放疗、化疗为主，效果及其预后均较差，5 年生存率仅为 16.1%[3]；5-Aza-CdR 是一种新型表观遗传学抗肿瘤药物，除具有强大的去甲基化作用，还可通过组蛋白修饰及细胞毒性作用从而使肿瘤细胞周期阻滞、细胞凋亡从而达到抗肿瘤作用。此外5-Aza-CdR 影响肺癌抑癌基因甲基化研究表明，去甲基化程度与5-Aza-CdR 的浓度成一定相关性；临床研究也表明，低剂量的5-Aza-CdR 单药化疗并不能有效抑制肿瘤的进展，高浓度的5-Aza-CdR 虽可显著的抑制肿瘤进展，但出现明显的毒副作用如易产生骨髓抑制等；探寻最佳的剂量，也是下一步研究的目标；另外5-Aza-CdR 为非特异性的去甲基化药物，对原癌基因甲基化状态是否有影响？需要进一步实验研究。5-Aza-CdR 目前只在血液系统恶性肿瘤化疗得到临床应用，实体肿瘤如肺癌临床化疗中的应用极少，5-Aza-CdR 虽能有效的使众多肺癌抑癌基因发生去甲基化等发挥抗肿瘤作用，但肺癌的发生机制尚未完全明确。5-Aza-CdR 为肺癌的治疗提供了一种可能。