1、    骨肉瘤基因表達與化療療效的相關性研究進展【關鍵詞】  細胞周期  骨肉瘤是最常見的原發性惡性骨腫瘤，好發于1020歲的青少年，預后差。從上世紀70年代開始，化療藥物開始應用于骨肉瘤的治療，取得了顯著的臨床療效。近年隨著腫瘤分子生物學研究的進展，人們已認識到骨肉瘤的基因表達不但決定骨肉瘤的發生、發展和預后，而且也影響了骨肉瘤的化療療效。但有關骨肉瘤的基因表達與化療療效的相關性研究尚屬起步階段，對它們之間內在關聯性的認識尚不深入，現將有關這方面的研究概況作一綜述。1細胞周期調控基因的狀態與化療療效的預測細胞周期是細胞完成

2、增殖的過程，可通過不同的基因來控制。其中細胞周期中有2個基本調控點，即G1S限定點和G2M限定點。前者決定細胞能否進入細胞周期，后者決定細胞進入M期完成有絲分裂。研究表明一些基因及其產物如p53基因、細胞分裂周期基因和細胞周期素基因是細胞周期調控中的重要調控因子，尤其在對G1S限定點調控中起重要作用；當化療藥物直接或間接損傷DNA后，可啟動程序性死亡過程引起細胞的死亡，使化療有效；相反細胞也可通過修復機理，恢復正常狀態使化療無效；細胞這種對化療不同的反應取決于調節G1S限定點和G2M限定點基因功能狀態，因而腫瘤細胞周期調控基因的狀態與化療療效之間存在著必然的聯系，影響著化療的效果。11細胞周期

3、素依賴激酶(cyclin dependent kinases,CDK）細胞周期素依賴激酶(cyclin dependet kinases CDK）是細胞周期調控的中心環節，分為CDKl(CDC2）、CDK2CDK7，CDK分別受到細胞周期素(cyclin）的正調控和細胞周期素依賴抑制蛋白(CKI）的負調控。在穩定的條件下，細胞增殖周期是由不同的CDK在G1S和G2M 2個限制點(restriction point）進行自控性調節。CDK可被正調節信號即cyclin活化，活化后可以使底物Rb蛋白磷酸化，使其抑制細胞增殖作用喪失1。當G1S和G1S的關鍵限制點失控，就有可能使本應停止增殖或生理性凋

4、亡的細胞不停地進入細胞周期，從而導致惡性增生。Ragazzini等2的研究結果顯示CDK4蛋白在20例低分化的骨肉瘤中強表達，表達率為65。Benassi3等研究了39例骨肉瘤中pRbp16CDK4的表達情況，發現CDK4過表達的患者除預后差以外，也影響化療療效：CDK4過表達的病人其化療療效比低表達的病人差。12細胞周期素(cyclin）細胞周期素(cyclin）為重要的細胞周期蛋白的調控基因，其表達產物能激活CDK的活性，使其底物Rb蛋白磷酸化，造成細胞周期調節失控、腫瘤形成。目前發現的cyclin有cyclin AH。cyclin AB主要出現于G2M期，cyclin C、D、E主要出現

5、于G1S期，cyclinD在G1期中晚期發揮重要作用，cyclin E在G1S交界處達到高峰1。目前有關cyclin D1對化療療效的預測作用是研究的熱點。人類惡性腫瘤中，Cyclin D1常常出現過度表達，通過CDK4的作用導致腫瘤的發生發展，常作為預測療效的指標，CyclinD1過表達的患者化療療效差4、5、6。Benassi等用免疫組化技術和蛋白質印跡法證實Cyclin D1是預測骨肉瘤預后的有價值指標9。而Maitra等用免疫組化技術研究表明在38名兒童骨肉瘤患者中，未發現Cyclin D1過表達7。Molendini等通過對92個骨肉瘤標本免疫組化染色，未發現Cyclin D1過表達

6、，反而發現Cyclin D1低表達者，發生轉移的幾率高，預后差8。Ewen等發現將野生型Rb與Cyclin D1共同導入Rb基因缺失的骨肉瘤細胞株SAOS2中，沒有發現Rb的過磷酸化，而將Rb與Cyclin D2導入SAOS2中，可發現Rb過磷酸化，使Rb對細胞生長的抑制效應失活，提示骨肉瘤中Cyclin D的作用是不相同的8。Cyclin D在骨肉瘤中的表達及其與化療療效的關系，有待于進一步的研究。除了Cyclin D以外，Molendini等8研究發現Cyclin A和Cyclin E在骨肉瘤細胞中高表達，并發現Cyclin A陽性表達率越高化療后的復發率也越高，表明Cyclin A的表達

7、與骨肉瘤的化療療效呈負相關。13p53基因p53是迄今為止發現的與人類腫瘤相關性最高的基因。定位于17p13，野生型p53蛋白在維持細胞正常生長、抑制惡性繁殖中起重要作用。研究發現，p53突變參與細胞周期調控和DNA修復等多個過程的改變，是腫瘤發生的中心環節。在調控細胞周期方面，野生型p53主要是通過轉活基因編碼p21WAFl蛋白，p21WAFl可以抑制cyclin DCDK4或CDK6以及cyclin ECDK2的活性，從而減少Rb蛋白的磷酸化，阻止細胞通過G1S限定點，抑制細胞增殖。突變的p53由于結構的改變影響轉錄活化功能或p53蛋白磷酸化過程，引起p53抑制細胞循環的功能喪失，這樣就不

8、僅失去了野生型p53對腫瘤的抑制作用，而且又具有了癌基因的功能1。盡管骨肉瘤p53蛋白表達與化療療效的關系已有研究，但結論尚有差異。Papal等10用免疫組化的方法研究了21例化療前后的骨肉瘤標本，發現5例p53陽性表達的骨肉瘤患者在1 a內死亡，而陰性表達者(11例）均存活，平均隨訪35 a。并且所有化療前p53表達陽性的患者，對化療都沒有反應。提示p53高表達是預測骨肉瘤化療療效的指標。但是Pakos等11對16組(共499位患者）有關TP53與骨肉瘤預后及化療關系的研究行meta分析，結果發現TP53基因的狀態與骨肉瘤的化療療效之間無關聯。最近的研究也表明TP53基因的狀態不能預測骨肉瘤

9、的化療療效12。因此盡管骨肉瘤中存在p53基因的突變，但是p53基因的狀態是否可以反映骨肉瘤的化療療效尚有待進一步探討。14MDM2基因MDM2基因，位于染色體12q1314，其編碼產物為9425ku，是一種p53結合蛋白。擴增的MDM2基因能擺脫p53基因的生長調控作用，且與p53蛋白結合使p53功能失活。在人類許多腫瘤中，如軟組織肉瘤、骨肉瘤、惡性膠質細胞瘤及一些乳腺腫瘤中，都有MDM2基因的擴增和MDM2蛋白產物的過量表達。Ladanyi等13研究了28例骨肉瘤，16例原發性骨肉瘤未發現MDM2基因擴增，而12例轉移或復發性骨肉瘤中有4例MDM2擴增。Yokoyama等14研究表明雖然M

10、DM2基因擴增或過表達與骨肉瘤侵襲和轉移存在相關性，但是MDM2基因擴增與骨肉瘤化療療效之間無關聯。2骨肉瘤細胞增殖活性與化療療效的預測腫瘤與正常組織的區別在于其細胞的無限制性生長。腫瘤生長越快，其惡性程度越高，所以腫瘤細胞增殖活性的測定在一定程度上反映了腫瘤的生物學行為，化療如果有效則骨肉瘤細胞的增殖活性就會降低，通過測定骨肉瘤細胞的增殖活性，可以反映其化療療效。增殖細胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen，PCNA）是1978年Miyachi等在系統性紅斑狼瘡患者的血清中發現并提純的一種自身抗原。PCNA合成并存在于細胞核內，是一種細胞周期調節蛋白，

11、常作為測定細胞增殖水平的指標，其在細胞核內陽性表達的高低與細胞增殖活性密切相關。測定化療前后腫瘤細胞PCNA的表達，可以對化療效果作出評價，Nakashima等15用免疫組化的方法檢測26例骨肉瘤標本，結果示PCNA的陽性率為808，并指出PCNA能較好地反映骨肉瘤組織的增殖能力，通過檢測PCNA在化療前后骨肉瘤組織中的變化，能預測術前化療的療效。3多藥耐藥(MDR）與化療療效的預測多藥耐藥(multidrug resistance,MDR）是骨肉瘤化療失敗的主要原因，它是指腫瘤細胞產生的一種特殊的耐藥現象，其特點是細胞一旦對某種藥物產生耐藥，同時對其他結構和作用機理不同的藥物產生交叉耐藥現象

12、。MDR表型的基因包括：MDR、MRP、肺耐藥蛋白LRP、谷胱甘肽S轉移酶(GST）、拓撲異構酶H(Topoll）等。目前已有不少有關MDR基因的表達與化療療效相關性的研究報道，其中以細胞膜糖蛋白(Pgp）研究的更為廣泛。多數學者認為人骨肉瘤細胞中Pgp的過度表達與骨肉瘤的預后不良有關，但與化療療效的相關性研究較少。Jay等16用RTPCR的方法在對22例化療前后同一患者的標本研究中發現，化療后MDRI的表達比化療前明顯增高，證明了化療藥物的應用可以誘導腫瘤細胞產生多藥耐藥性的產生，造成化療失敗。研究MDR表型基因的表達狀態與骨肉瘤化療療效的相關性對于改善臨床治療療效是非常有意義的。4熱休克蛋

13、白熱休克蛋白(HSP）是一組具有重要生理功能、高度保守的蛋白質分子，普遍存在于生物細胞中，應激狀態下被誘導表達，故又稱為應激蛋白。腫瘤形成過程中，腫瘤細胞不斷增殖，合成代謝增強，需要大量的HSP來調節和穩定這一異常增殖過程。正常細胞中，HSP的表達受細胞周期調控，而腫瘤細胞中突變或異常蛋白質的存在刺激HSP的合成，使其呈現持續的高誘導表達。HSP的高表達增強了腫瘤抗凋亡能力，使細胞的生長抑制效應和死亡減弱17。Trieb等18發現，HSP60在良、惡性骨腫瘤的細胞質中均有表達，但HSP72在骨肉瘤細胞核中的表達量明顯多于其他非惡性腫瘤，HSP72陽性的骨肉瘤患者對新輔助化療更具敏感性。因此，H

14、SP72是預測骨肉瘤對新輔助化療應答與否的一個重要免疫組化指標。至于HSP90，現在的研究認為抗HSP90抗體的存在與骨肉瘤對新輔助化療的組織學應答良好有關，而抗體缺如則與腫瘤發生轉移有關19。所以抗HSP90抗體在預測骨肉瘤化療療效方面亦具有臨床研究價值。盡管上述研究表明骨肉瘤的腫瘤基因表達與化療療效之間有一定的相關性，但由于研究樣本量少，選擇的生物學指標分散，結果尚不完全一致，至今研究結果未證實一種有特異的基因表達用于預測骨肉瘤化療的療效。相信隨著對腫瘤分子生物學的深入研究，樣本量的不斷擴大，必將發現特異的基因表達與骨肉瘤化療療效相關性，指導骨肉瘤的臨床化療；同時發現影響骨肉瘤化療療效的主

15、要基因，采用相關技術，達到增強或抑制該基因的表達目的，提高骨肉瘤的化療療效，改善臨床治療結果。參考文獻：1Sandberg Avery A，Bridge Julia A.Updates on the cytogenetics and molecular genetics of bone and soft tissue tumors:osteosarcoma and related tumorsJ.Cancer Genet Cytogenet,2003,145:5055.2Ragazzini P,Gamberi G,Benassi MS,et al.Analysis of SAS gene an

16、d CDK4 and MDM2 proteins in lowgrade osteosarcomaJ.Cancer Detect Prev,1999,23:129136.3Benassi MS,Molendini L,Gamberi G,et al.Altered G1 phase regulation in osteosarcomaJ.Int J Cancer,1997,74(5）:518522.4Petty WJ,Dragnev KH,Dmitrovsky E.Cyclin D1 as a target for chemopreventionJ.Lung Cancer,2003,41:15

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