1nm23基因的实质及作用机制
nm23为人类正常基因,定位于17号染色体长臂,1988年由美国国立癌症研究所Steeg等采用差别克隆杂交技术从鼠K-1735黑色素瘤细胞系cDNA文库中分离出来的。Leone和Stahi等发现了两个独立存在的人nm23 cDNA克隆,nm23-H1和nm23-H2,两者具有88%的同源性。nm23 RNA在低转移潜力的细胞系中的表达强度是在高转移潜力的细胞系中的10倍。转染鼠nm23 cDNA到K-1735黑色素瘤的细胞克隆的表型研究中发现nm23明显抑制了黑色素瘤细胞的癌变过程,包括抑制细胞活性,抑制原位肿瘤的发生,抑制肿瘤转移。这一实验表明,nm23不但有抑制肿瘤转移的作用,也可能部分抑制肿瘤形成过程。nm23基因在进化上非常保守,与国蝇的awd基因高度同源。人类nm23-H1、nm23-H2基因分别编码二磷酸核苷激酶(NDPK)的A、B二条链,分子量约为17000kD。
nm23的作用机制包括:①nm23基因通过其蛋白产物NDP激酶在体内参与高能磷酸键的转移,调节细胞内NDP能量池的大小和细胞分裂。②nm23的同源基因awd参与CTP激活蛋白(GTP)的作用,awd的突变或表达下降可导致异常分化、形态异常、广泛畸形及癌变,甚至在前蛹期死亡。③nm23是一种分泌蛋白,具有细胞因子样功能,介导细胞吞噬功能及运动活性,并调节细胞正常发育、分化。④nm23基因蛋白产物含有2~3个亮氨酸拉链样结构,这种拉链样结构引起蛋白质二聚体形成,通过碱性氨基酸的作用,二聚体与DNA结合,进而影响转录过程。
2nm23基因与消化道肿瘤转移、预后的关系
2.1胃癌Ura等[1]运用免疫组化方法对110例胃癌患者的转移、预后与nm23的相关性进行了研究。结果发现,淋巴结或肝转移的胃癌患者nm23表达水平与无转移的患者相比明显降低,这种情况在分化良好与分化不良的患者之间差异更为显著,但nm23与浸润深度、生长方式或大体类型无相关性;在nm23表达水平增高组,5年累计生存率为72%,降低组仅为45%;通过多变量分析发现,nm23、浸润深度和其他临床病理学指标对患者预后有重要影响。作者等认为,nm23表达程度与胃癌患者转移潜能密切相关,是一个独立的预后指标。Kedera等[2]运用Northern blot技术,对31例胃癌患者的nm23-H1mRNA水平测定,结果表明T3、T4期胃癌(TNM分期)的nm23-H1 mRNA水平较T1、T2期胃癌显著降低(P<0.01);有淋巴结转移组的mRNA水平低于无淋巴结转移组(P<0.05);分化好的胃癌mRNA水平高于分化差的胃癌;nm23-H1 mRNA水平低的患者总生存时间缩短,但nm23-H1 mRNA水平与肝转移和腹膜转移无明显相关性。由此可见,nm23低调节可能在胃癌转移和浸润方面有一定的促进作用,并引起较差的预后。然而,非所有的研究报告均发现了nm23表达与胃癌转移的相关性。Yeung等[3]运用免疫组化技术对胃癌组织原发灶与转移灶、原发灶与正常胃粘膜的nm23表达水平进行研究发现,nm23表达在胃癌原发灶与正常胃粘膜之间有统计学意义(P=0.024),而在原发灶与转移灶之间(P=0.25)或转移灶与分化程度之间(P=0.51)并无统计学意义。作者认为,nm23在胃癌的发生发展中起一定的作用,但与转移并无明显相关性。Wang等[4]应用Wester blot技术对胃癌新鲜切除标本进行研究,发现nm23表达水平高组与nm23表达正常组相比,nm23表达水平高组的远处血行转移发生率高(P=0.0023),而2年无病生存率较低(P=0.033),否认nm23在胃癌转移中起抑制作用。
2.2大肠癌Martinez等[5]应用免疫组化和RT-PCR技术对35例大肠癌患者分别从蛋白质和mRNA水平研究nm23-H1和nm23-H2表达。结果表明,肿瘤与相应邻近正常粘膜相比,nm23-H1和nm23-H2过度表达,但在进展期大肠癌患者这种过度表达丧失;Ⅰ~Ⅱ期患者nm23-H1和nm23-H2表达活性明显高于Ⅲ~Ⅳ期患者。nm23-H1 mRNA也显示了同样的结果。nm23-H1和nm23-H2的过度表达与早期大肠癌相关,而nm23-H1过度表达的丧失更多见于进展期大肠癌。因此,作者认为,nm23-H1和nm23-H2过度表达与大肠癌形成和发展有关,而nm23-H1的表达下降则是大肠癌的晚期事件。Paluszkiewic等[6]应用免疫组化对80例结直肠癌的nm23表达进行研究,发现80例结直肠癌患者中58例(72.50%)表达降低,Dukes分期A、B期较C、D期的nm23表达阳性率高,分别为72.50%和15.63%;分化良好者nm23表达阳性率为85.71%,而分化中等及不良者为12.93%。认为nm23在评价结直肠癌转移潜能方面具有一定的价值。Tannapfel等[7]用同样方法对结直肠癌nm23-H1蛋白质进行检测,结果nm23-H1蛋白免疫活性弱、中、强分别占41%、24%和35%,晚期患者nm23-H1蛋白阳性表达显著降低(P<0.001),nm23-H1免疫活性弱或低的肿瘤较活性强者更易发生淋巴结转移(P<0.001),表明nm23-H1基因表达产物可作为评价和预测结直肠癌分期和淋巴结转移的指标。Berney等[8]为探讨大肠癌患者nm23的表达与肝转移的关系,对30例大肠癌肝转移患者原发灶和肝转移灶的nm23的表达进行研究,同时测定20例没有转移的大肠癌、20例腺瘤、20例正常结肠粘膜。结果发现,具有转移组结直肠癌患者的原发灶和肝转移灶的nm23的表达与其他组,特别是没有转移组相比明显过度表达(P<0.001),nm23免疫活性过度表达与大肠癌患者死亡的高危险有关(P=0.002)。Berney等认为,nm23过度表达与大肠癌患者肝转移和降低的生存率显著相关。但Cheah[9]和Heys[10]等研究并没有发现nm23的表达与结直肠癌转移和预后的关系,认为nm23不能作为判断结直肠癌复发、转移和预后的指标。
2.3肝细胞癌Iizuka等[11]应用定量RT-PCR方法研究了30例肝癌患者的nm23-H1和nm23-H2 mRNA水平的变化,结果发现,nm23-H1 mRNA表达水平与肝内转移和TNM分期呈显著负相关,且nm23-H1 mRNA的低表达与nm23-H1蛋白降低的量相一致;nm23-H2 mRNA与肝内转移无明显相关。Iizuka等认为,nm23-H1在肝细胞癌肝内转移中比nm23-H2起着更为重要的作用,可作为预测肝内转移的指标。Boix等[12]用Northern技术研究nm23-H1 mRNA表达与单发小肝癌术后肝内复发间关系时发现,10例手术切除后无复发患者(平均随访30个月)中8例nm23-H1 mRNA水平比正常组织高3~4.5倍,7例复发患者(平均随访2个月)中仅1例高于正常组织(P=0.013),提示nm23-H1 mRNA过表达与单发小肝癌术后低复发率相关,nm23可能参与抑制该肿瘤转移扩散。对肝癌组织的免疫组化分析发现,MABnm23-H1-229和MABnm23-H2-206在邻近非癌组织及无肝内转移的肿瘤组织中nm23蛋白反应阳性率分别为60%、68%,而伴有肝内转移的MABnm23-H1-229为阴性。由此得出一个侵袭相关关系,nm23-H1的免疫活性与肝癌肝内转移相关。NDPK的表达高低与远处器官转移有明显相关性。临床随访nm23-H1、nm23-H2蛋白阴性的肝癌患者,生存期均较短,预后差。因此,nm23-H1、nm23-H2合并表达可能是肝癌重要的预后指标。
2.4胆囊癌Fujii等[13]应用免疫组化方法对107例胆囊癌患者nm23蛋白表达进行研究,结果表明:①有、无淋巴结转移的患者nm23表达无明显差异;②nm23蛋白的表达与肿瘤分级或浸润深度无明显相关性;③与位于肿瘤中央的癌细胞相比,癌巢边缘侵犯基质的肿瘤细胞中,58% nm23表达降低,仅有7% nm23免疫活性提高。说明nm23表达可能在抑制胆囊癌局部侵犯起一定作用,但与肿瘤转移能力的丧失无关。
2.5胰腺癌Ohshio等[14]运用免疫组化分析了73例胰腺导管癌、15例壶腹癌nm23的表达,发现胰腺导管癌的原发灶与区域淋巴结转移灶之间nm23表达无明显差异;nm23表达与55例施行肿瘤切除患者的预后无明显相关性。15例壶腹癌患者nm23表达与区域淋巴结转移无关。作者认为nm23作为肿瘤转移抑制基因在胰腺癌转移过程中并未起重要作用。
3结语
nm23作为一种潜在的肿瘤转移抑制基因,在人类不同肿瘤、不同水平的研究存在差异,其作用有一定程度的组织特异性。nm23的非均一性表达,是否野生型或异构体,还是该基因发生了改变(突变或丢失),作用机制仍在探讨之中。但无疑对消化道肿瘤nm23基因进行DNA、mRNA及蛋白质水平的研究,不仅有助于肿瘤的诊断及预后判断,而且对肿瘤的转移和侵袭机制及肿瘤基因治疗的研究均有重要意义。
参 考 文 献
1Ura H,Denno R,Hirata K.The significance of nm23 protein expression in human gastric carcinomas.Surg Today,1996,26(12):957.
2Kodera Y,Isobe KI,Yamauchi,et al.Expression of nm23-HIRNA levels in human gastric cancer tissue.Cancer,1994,73(2):259.
3Yeung P,Lee CS,Marr P,Sarris M,et al.Nm23 gene expression in ga
