论文部分内容阅读
背景与目的:
食管癌(esophageal carcinoma)是我国常见高发的恶性肿瘤,在我国居恶性肿瘤的第4位。食管癌的生存率很低,75%病人在诊断后一年内死亡,5年生存率仅为5-10%。许多种类基因可能与食管癌癌变相关联,包括参与酒精代谢、叶酸代谢、致癌物代谢、DNA修复和细胞周期调控的基因以及致癌基因。但其确切的发病机制仍未阐明。因此揭示食管癌发生的分子机制,为从基因水平上防治该病具有重要的理论意义和实用价值。
从本质上说肿瘤是基因病,其发生、发展过程是多种基因表达失常的结果。因此,真正意义上的肿瘤治疗应以修复这些发生变化的基因为基点。内源性代谢过程改变或环境致癌物质均可诱发DNA损伤。正常情况下,体内DNA修复系统保证生命系统的正常运行,它可以修复各种原因引发的DNA损伤并能即时校读DNA复制过程中的碱基错配。反之,如果DNA损伤修复基因一旦发生了突变和/或表达异常,可导致其功能异常改变,使损伤的DNA得不到及时修复造成突变基因累积而增加基因组不稳定性,细胞发生恶性转化。因此,DNA修复酶的正常功能对消除DNA损伤至关重要。已经证明,DNA修复能力的降低与患癌的风险增加有关。DNA修复基因中的基因多态性可使DNA修复能力发生改变,这可能与包括食管癌在内的患癌的风险性有关。
DNA聚合酶β(DNA polymerase beta,polβ)在脊椎动物细胞内是一个基本表达的碱基切除修复的关键酶,属于看家基因,有14个外显子及13个内含子,转录1.4kb mRNA。其基因5’区约-100bp左右的核心启动子序列是调节基因表达的重要序列,该区域有重要的调控元件可维持启动子的绝大部分活性。近年来许多学者已在胃癌、结肠癌、乳腺癌、膀胱癌、前列腺癌等多种人类肿瘤组织中发现polβ的基因突变和/或表达异常。有研究结果提示polβ基因的突变和高表达可能与食管癌的发生发展有关。但是关于polβ基因启动子对表达的调控机制以及在癌症发生发展中的作用仍不明确,在国内外文献中尚未见到关于食管癌中DNA polβ基因启动子突变、及突变对其启动子活性与基因表达影响的研究报道。启动子能启动基因转录,也是基因表达水平的重要调控环节。设想如果基因启动子核心区域出现碱基变异,则可使启动子的活性发生改变,进而导致其基因表达产物的活性与含量的改变。因此,对启动子的深入研究将有助于深入了解其基因的功能。
本研究采用分子生物学方法,对25例食管癌患者食管癌组织及相对应的癌旁和正常粘膜组织中的DNA polβ基因启动子的突变状况进行检测和分析;利用萤光素酶报告基因系统对检出的突变型polβ基因启动子进行转录活性分析;构建含野生型polβ基因启动子的polβ基因表达单元和具有上调转录活性的含突变型polβ基因启动子的polβ基因表达单元,利用慢病毒载体系统将其整合入polβ基因敲除的EC9706细胞,测定polβ的mRNA和蛋白表达水平,探讨分析突变型polβ启动子对靶基因polβ表达的影响。
第一部分:人食管癌组织DNA polβ基因启动子的克隆及突变检测分析。
第二部分:含野生型/突变型polβ启动子的萤光素酶报告基因载体的构建及不同突变位点对启动子活性的影响。
第三部分:含野生型/突变型polβ启动子的polβ慢病毒表达载体构建及polβ启动子突变对其靶基因表达的影响。
结论:
1.揭示了食管癌组织、癌旁组织和正常粘膜组织中DNA polβ基因启动子存在突变;发现35处突变位点,16种突变类型的组合方式,21种突变形式,其中-37位C→A和-65位G→T是出现频率最高的突变热点。食管癌组织中DNA polβ基因启动子突变位点主要集中在其启动子核心区域。polβ启动子在食管癌癌,癌旁和正常粘膜组织中的突变率差异无统计学意义,提示polβ基因启动子变异不仅发生在癌变之后,而且极有可能发生在食管癌癌变之前。
2.来源于食管癌组织的含突变型DNA polβ基因启动子的萤光素酶平均转录活性显著高于来源于癌旁和正常粘膜组织的突变型启动子的转录活性。正常粘膜组织中的M6“-37位C→A、30位T→C”,M9“-79位T→C、-65位G→T”,M12“-19位缺失C”突变型的polβ基因启动子转录活性与野生型比较无差异。表明食管癌组织中的polβ基因启动子的突变位点和形式的组合方式可上调DNA polβ基因启动子的转录活性。
3.证实在食管癌细胞中,M2突变型“-65位G→T、89位T→C”和M11突变型“-37位C→A”的polβ启动子突变位点,可导致polβ基因表达上调,使polβ过表达,这可能是介导食管肿瘤发生的一个重要途径。