人恶性肿瘤中染色体9p21-p22区带的杂合性丢失
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国外医学遗传学分册 2000年第23卷第3期
人恶性肿瘤中染色体9p21-p22区带的杂合性丢失
李友军(综述) 陈主初(审校)
摘 要 人类恶性肿瘤中常发生染色体杂合性丢失，从而丢失抑癌基因的某一个等位基因。人类9号染色体特别是该染色体的9p21-p22区带，在多种肿瘤中都存在着染色体的杂合性丢失。在定位克隆抑癌基因的过程中，对肿瘤中高频率染色体杂合性丢失的分析是对抑癌基因进行定位并最终发现和克隆该类基因的先决条件之一。
关键词：肿瘤 9p21-p22 杂合性丢失 抑癌基因
人类9号染色体与许多肿瘤的发生发展有着密切的关系。到目前为止，已在该染色体上发现了一系列的抑癌基因或抑癌基因的候选者TSC1[1]，定位于9p21-p13区带内抑癌基因候选者PTH2[2]，定位于9p21的著名多肿瘤抑制基因MTS1和MTS2[3，4]，还有定位于9p21的抑癌基因候选者MTAP[5]。最近，又在9p22.3区段内发现新的抑癌基因候选者PTCH[6]。由此可见，9号染色体与人类恶性肿瘤有着密切的关系；尤其值得注意的是：越来越多的证据表明，该染色体9p21-p22区带在许多人类恶性肿瘤中都存在着染色体的杂合性丢失(LOH)，且该区带内发生LOH时，并不伴随着MTS1和MTS2基因的突变，这强烈提示9p21-p22区带内存在着尚未发现的新的抑癌基因。
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在肿瘤发生发展过程中，肿瘤通过LOH现象经常发生抑癌基因的某一个等位基因丢失。在定位克隆抑癌基因的一个等位基因丢失。在定位克隆抑癌基因中，染色体杂合性丢失分析是对抑癌克隆基因中，染色体杂合性丢失分析是对抑癌基因定位并最终发现和克隆该类基因的先决条件之一。本文拟就染色体9p21-p22区带内的杂合性丢失在多种肿瘤中的研究情况逐一总结如下，为9p21-p22区带内抑癌基因候选者的定位克隆提供理论上的依据。
1 垂体瘤(pituitary adenomas)
垂体瘤约占颅内肿瘤的10%。Farrell等[7]对57例垂体瘤在9p21-p22区带内的染色体杂合性丢失进行了研究，选用了该区域内的11个微卫星位点：D9S54、D9S199、D9S157、D9S1749、D9S2136、D9S1748、D9S171、D9S1165、D9S200、D9S53进行了LOH分析，结果发现在浸润和非浸润肿瘤中都有31.5%肿瘤发生LOH。这表明此区域的丢失为癌变的早期事件。其中D9S1749和D9S199两位点之间的区域和D9S1748和D9S165之间的区域，染色体杂合性丢失频率分别为22.5%和21%。Farrell等同时对这些有LOH发生的肿瘤标本进行了MTS1和MTS2的研究，运用多重PCR和3’端UTR法没检测到MTS1和MTS2杂合性丢失，Southern杂交也没检测到纯合性缺失。这提示在此区段内可能存在新的抑癌基因，对该类肿瘤的发生发展起着非常重要的作用。Yoshimoto等[8]在垂体瘤中也得到了类似的结果。
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2 原发性皮肤黑色素瘤(primary cutaneous melanoma)
在黑色素瘤，9p21-p22区带内经常发生高频率的染色体杂合性丢失。Fujimoto等[9]研究了该类肿瘤在9p21-p22区段内的LOH情况，发现11/46(24%)的肿瘤有LOH发生，同时对这11例有LOH的肿瘤标本也进行MTS1基因突变研究，结果发现在MTS1基因3个高度保守的编码区内都没有突变发生。Fujimoto等还对MTS1的甲基化和纯合性缺失进行分析，结果没检测到MTS1的甲基化和纯合性缺失。这提示，在黑色素瘤中，在染色体9p21-p22区带内存在新的不依赖于MTS1的抑癌基因。另外，在黑色素瘤中，Wagner等[10]也报道了染色体9p21-p22区存在着不依赖于MTS1和MTS2的新的抑癌基因的实验证据。
England等[11]则通过MMCT(microcell-mediated chromosome transfer)技术，将含有正常人成纤维细胞9号染色体的小鼠A9细胞分别与三株人黑色素瘤细胞系融合，在这些杂合细胞中，恶性肿瘤的表型已经被抑制。通过对融合细胞的核型和染色体杂合性丢失分析，及一系列的对照实验，从功能上证明了在9p21-p22区域内存在着不同于MTS1和MTS2的新的抑癌基因。
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3 膀胱癌(bladder cancer)
在膀胱癌的发生发展过程中，人类9号染色体的p21-p23、p11-p13、q12-q13、q21-q22区段上的多个位点可能参与了该类肿瘤的演变过程[12]。Carins等[13]通过对112例原发性膀胱癌9p21-p22区带内12个多态性位点的染色体杂合性丢失的研究，发现：D9S171、D9S162、IFNα三个位点有高频率的杂合性丢失。Carins还把候选的抑癌基因定位在D9S162与D9S171之间的10cM区域内，为下一步对该基因的精细定位打下基础。Stadler等[14]在膀胱癌中也得到了类似的研究结果。
4 肺癌(lung cancer)
4.1 小细胞肺癌(small cell lung cancer)
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肺癌是工业化国家死亡率最高的肿瘤之一。而小细胞肺癌约占肺癌的20%。Kim等[15]通过46例原发性小细胞肺癌在9p区域内选用14个多态性位点进行LOH分析，结果发现89%(41/46)的肿瘤有LOH发生，其中在9p21-p22区域内，IFNα与D9S171两位点之间区域和D9S156与D9S157两位点之间区域，染色体杂合性丢失频率分别高达86%(36/42)和59%(24/41)。Kim等还对40株小细胞肺癌细胞系在MTS1和MTS2位点(位于D9S171与IFNα之间)进行LOH分析。结果发现只有5%(2/40)的细胞系有LOH发生。应用多重PCR发现97%(30/31)的细胞系能检测到正常MTS1和MTS2，这表明MTS1和MTS2基因只在相当少数的小细胞肺癌的发生发展中起作用，提示在9p21-p22区段内可能存在着另外的抑癌基因，对该类肿瘤的发生发展起着非常重要的作用。Kim等还确定了人原发性小细胞肺癌患者染色体杂合性丢失的最小共同区域，对9p21-p22区段内可能存在的抑癌基因进行了精确定位，为下一步从该区域内分离克隆出新的抑癌基因候选者奠定了基础。小细胞肺癌中9p21-p22区域内存在着染色体杂合性丢失的现象也得到了Merlo等[16]研究者的证实。
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4.2 非小细胞肺癌(non-small-cell lung cancer)
在非小细胞肺癌中，Kishimoto等[17]研究了该类肿瘤9p21-p22区带内的LOH情况，选用了此区域内的四个多态性位点：IFNα、D9S171、D9S126和D9S169对87例非小细胞肺癌(30例鳞癌、51例腺癌、6例大细胞癌)进行LOH研究，结果发现31%(26/82)的肿瘤有LOH发生，1例肿瘤有纯合性缺失。其中鳞癌和低分化癌发生LOH的频率分别为59%(17/29)和52%(12/23)。这提示此区域有与该类肿瘤发生发展密切相关的抑癌基因，此基因是否为MTS1或MTS2还有待进一步研究。
5 头颈部肿瘤(head and neck cancer)
头颈部肿瘤是较为常见恶性肿瘤之一，对人们的生命健康危害极大。1994年，Riet等通过29例浸润癌和17例非浸润癌对9号染色体的15个多态性位点进行LOH研究，发现LOH都发生在短臂上且浸润癌与非浸润癌染色体杂合性丢失的频率一样，分别为72%(21/29)和71%(12/17)，这表明9p的缺失是头颈部肿瘤发生发展的早期事件。Riet还确定了该肿瘤患者染色体杂合性丢失的最小共同范围(D9S162和D9S156之间)，为进一步研究奠定了基础。
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为了验证MTS1是否为9p21-p22区域内该类肿瘤的抑制基因，Waber等[19]对人原发性头颈部肿瘤MTS1基因突变与9p21-p22区带内染色体杂合性丢失之间的关系进行了研究。Waber在该区域内挑选8个多态性位点D9S157、D9S162、D9S1747、D9S1748、D9S171、D9S126、D9S161， 同时对人原发性头颈部肿瘤进行了染色体杂合性丢失和MTS1基因突变之间的研究。结果发现在9p21-p22区带内染色体杂合性丢失高达81%(16/21)，没检测到纯合性缺失。同时对这16例有LOH发生的肿瘤标本进行MTS1基因突变研究，结果发现MTS1的三个密码子无突变发生，也没检测到甲基化。这提示在该区域内可能存在着新的抑癌基因。Gonzalez等[20]对人原发性头颈部肿瘤MTS1基因突变与9p21-p22区带内染色体杂合性丢失之间的关系进行了研究，所得结果也证实了关于该类肿瘤在9p21-p22区带内存在着新的抑癌基因的假说。
另外，在人神经胶质瘤[21]、成淋巴细胞性白血病[22]、散发性乳腺癌[23]和肾细胞癌[24]中，也存在着9p21-p22区带内的杂合性丢失，本文就不再一一赘述。
, 百拇医药
综上所述，人类染色体9p21-p22区带内的杂合性丢失与多种恶性肿瘤的发生发展有着密切的关系，在以上肿瘤中该染色体区带内的杂合性丢失独立于MTS1和MTS2基因所发生的异常变化，由此强烈提示在人类染色体9p21-p22区带内存在着有别于MTS1和MTS2的新的重要抑癌基因。
作者简介：李友军，男，1973年生，博士
资金来源：本研究受国家自然科学基金(No.39911152)资助
作者单位：湖南医科大学肿瘤研究所，湖南长沙 410078
参考文献
[1] Van Slegtenhorst M et al.Sciences,1997,277(5327):805-808.
, 百拇医药
[2] Kim SK et al.Oncogene,1998,16(1):89-93.
[3] Noboi T et al.Nature,1994,368:753-756.
[4] Kamb A et al.Sciences,1994,264:436-440.
[5] Olopade OI et al.PNAS,1995,92:6489-6493.
[6] Eklund LK et al.Mol Carcinog,1998,21(2):87-92.
[7] Farrell WE et al. Cancer Res ,1997,57(13):2073-2079.
[8] Yoshimoto K et al.Eur J Endocrinol,1997,136(1):74-80.
, 百拇医药
[9] Fujimoto A et al.Oncogene,1999,18(15):2527-2532.
[10] Wagner SN et al.Br J Dermatol,1998,138(1):13-21.
[11] England NL et al.Carcinogenesis,1996,17(8):1567-1573.
[12] Czerniak B et al.Oncogene.1999,18(5):1185-1189.
[13] Cairns P et al.Cancer Res ,1994,54(6):1422-1424.
[14] Stadler WM et al.Cancer Res,1994,54(8)2060-2063.
, 百拇医药
[15] Kim SK et al.Cancer Res,1997,57(3):400-403.
[16] Merlo A et al.Cancer Res,1994,54(9):2322:-2326.
[17] Kishimoto Y et al.J Cancer Res Clin Oncol,1995,121(5):291-196.
[18] Van der Riet P et al.Cancer Res,1994,54(5):1156-1158.
[19] Waber P et al.Oncogene,1997,15(14):1699-1704.
[20] Gonzalez MV et al.Clin Cancer Res,1995,1(9):1043-1049.
[21] Coleman A et al. Cancer Res ,1945,54(2):344-348.
[22] Aguiar RC et al.Leukemia,1997,11(2):233-238.
[23] An HX et al.Genes Chromosomes Cancer,1996,17(1):14-20.
[24] Kinoshita H et al.Jpn J Cancer Res,1995,86(9):795-799., http://www.100md.com
李友军(综述) 陈主初(审校)
摘 要 人类恶性肿瘤中常发生染色体杂合性丢失，从而丢失抑癌基因的某一个等位基因。人类9号染色体特别是该染色体的9p21-p22区带，在多种肿瘤中都存在着染色体的杂合性丢失。在定位克隆抑癌基因的过程中，对肿瘤中高频率染色体杂合性丢失的分析是对抑癌基因进行定位并最终发现和克隆该类基因的先决条件之一。
关键词：肿瘤 9p21-p22 杂合性丢失 抑癌基因
人类9号染色体与许多肿瘤的发生发展有着密切的关系。到目前为止，已在该染色体上发现了一系列的抑癌基因或抑癌基因的候选者TSC1[1]，定位于9p21-p13区带内抑癌基因候选者PTH2[2]，定位于9p21的著名多肿瘤抑制基因MTS1和MTS2[3，4]，还有定位于9p21的抑癌基因候选者MTAP[5]。最近，又在9p22.3区段内发现新的抑癌基因候选者PTCH[6]。由此可见，9号染色体与人类恶性肿瘤有着密切的关系；尤其值得注意的是：越来越多的证据表明，该染色体9p21-p22区带在许多人类恶性肿瘤中都存在着染色体的杂合性丢失(LOH)，且该区带内发生LOH时，并不伴随着MTS1和MTS2基因的突变，这强烈提示9p21-p22区带内存在着尚未发现的新的抑癌基因。
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在肿瘤发生发展过程中，肿瘤通过LOH现象经常发生抑癌基因的某一个等位基因丢失。在定位克隆抑癌基因的一个等位基因丢失。在定位克隆抑癌基因中，染色体杂合性丢失分析是对抑癌克隆基因中，染色体杂合性丢失分析是对抑癌基因定位并最终发现和克隆该类基因的先决条件之一。本文拟就染色体9p21-p22区带内的杂合性丢失在多种肿瘤中的研究情况逐一总结如下，为9p21-p22区带内抑癌基因候选者的定位克隆提供理论上的依据。
1 垂体瘤(pituitary adenomas)
垂体瘤约占颅内肿瘤的10%。Farrell等[7]对57例垂体瘤在9p21-p22区带内的染色体杂合性丢失进行了研究，选用了该区域内的11个微卫星位点：D9S54、D9S199、D9S157、D9S1749、D9S2136、D9S1748、D9S171、D9S1165、D9S200、D9S53进行了LOH分析，结果发现在浸润和非浸润肿瘤中都有31.5%肿瘤发生LOH。这表明此区域的丢失为癌变的早期事件。其中D9S1749和D9S199两位点之间的区域和D9S1748和D9S165之间的区域，染色体杂合性丢失频率分别为22.5%和21%。Farrell等同时对这些有LOH发生的肿瘤标本进行了MTS1和MTS2的研究，运用多重PCR和3’端UTR法没检测到MTS1和MTS2杂合性丢失，Southern杂交也没检测到纯合性缺失。这提示在此区段内可能存在新的抑癌基因，对该类肿瘤的发生发展起着非常重要的作用。Yoshimoto等[8]在垂体瘤中也得到了类似的结果。
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2 原发性皮肤黑色素瘤(primary cutaneous melanoma)
在黑色素瘤，9p21-p22区带内经常发生高频率的染色体杂合性丢失。Fujimoto等[9]研究了该类肿瘤在9p21-p22区段内的LOH情况，发现11/46(24%)的肿瘤有LOH发生，同时对这11例有LOH的肿瘤标本也进行MTS1基因突变研究，结果发现在MTS1基因3个高度保守的编码区内都没有突变发生。Fujimoto等还对MTS1的甲基化和纯合性缺失进行分析，结果没检测到MTS1的甲基化和纯合性缺失。这提示，在黑色素瘤中，在染色体9p21-p22区带内存在新的不依赖于MTS1的抑癌基因。另外，在黑色素瘤中，Wagner等[10]也报道了染色体9p21-p22区存在着不依赖于MTS1和MTS2的新的抑癌基因的实验证据。
England等[11]则通过MMCT(microcell-mediated chromosome transfer)技术，将含有正常人成纤维细胞9号染色体的小鼠A9细胞分别与三株人黑色素瘤细胞系融合，在这些杂合细胞中，恶性肿瘤的表型已经被抑制。通过对融合细胞的核型和染色体杂合性丢失分析，及一系列的对照实验，从功能上证明了在9p21-p22区域内存在着不同于MTS1和MTS2的新的抑癌基因。
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3 膀胱癌(bladder cancer)
在膀胱癌的发生发展过程中，人类9号染色体的p21-p23、p11-p13、q12-q13、q21-q22区段上的多个位点可能参与了该类肿瘤的演变过程[12]。Carins等[13]通过对112例原发性膀胱癌9p21-p22区带内12个多态性位点的染色体杂合性丢失的研究，发现：D9S171、D9S162、IFNα三个位点有高频率的杂合性丢失。Carins还把候选的抑癌基因定位在D9S162与D9S171之间的10cM区域内，为下一步对该基因的精细定位打下基础。Stadler等[14]在膀胱癌中也得到了类似的研究结果。
4 肺癌(lung cancer)
4.1 小细胞肺癌(small cell lung cancer)
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肺癌是工业化国家死亡率最高的肿瘤之一。而小细胞肺癌约占肺癌的20%。Kim等[15]通过46例原发性小细胞肺癌在9p区域内选用14个多态性位点进行LOH分析，结果发现89%(41/46)的肿瘤有LOH发生，其中在9p21-p22区域内，IFNα与D9S171两位点之间区域和D9S156与D9S157两位点之间区域，染色体杂合性丢失频率分别高达86%(36/42)和59%(24/41)。Kim等还对40株小细胞肺癌细胞系在MTS1和MTS2位点(位于D9S171与IFNα之间)进行LOH分析。结果发现只有5%(2/40)的细胞系有LOH发生。应用多重PCR发现97%(30/31)的细胞系能检测到正常MTS1和MTS2，这表明MTS1和MTS2基因只在相当少数的小细胞肺癌的发生发展中起作用，提示在9p21-p22区段内可能存在着另外的抑癌基因，对该类肿瘤的发生发展起着非常重要的作用。Kim等还确定了人原发性小细胞肺癌患者染色体杂合性丢失的最小共同区域，对9p21-p22区段内可能存在的抑癌基因进行了精确定位，为下一步从该区域内分离克隆出新的抑癌基因候选者奠定了基础。小细胞肺癌中9p21-p22区域内存在着染色体杂合性丢失的现象也得到了Merlo等[16]研究者的证实。
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4.2 非小细胞肺癌(non-small-cell lung cancer)
在非小细胞肺癌中，Kishimoto等[17]研究了该类肿瘤9p21-p22区带内的LOH情况，选用了此区域内的四个多态性位点：IFNα、D9S171、D9S126和D9S169对87例非小细胞肺癌(30例鳞癌、51例腺癌、6例大细胞癌)进行LOH研究，结果发现31%(26/82)的肿瘤有LOH发生，1例肿瘤有纯合性缺失。其中鳞癌和低分化癌发生LOH的频率分别为59%(17/29)和52%(12/23)。这提示此区域有与该类肿瘤发生发展密切相关的抑癌基因，此基因是否为MTS1或MTS2还有待进一步研究。
5 头颈部肿瘤(head and neck cancer)
头颈部肿瘤是较为常见恶性肿瘤之一，对人们的生命健康危害极大。1994年，Riet等通过29例浸润癌和17例非浸润癌对9号染色体的15个多态性位点进行LOH研究，发现LOH都发生在短臂上且浸润癌与非浸润癌染色体杂合性丢失的频率一样，分别为72%(21/29)和71%(12/17)，这表明9p的缺失是头颈部肿瘤发生发展的早期事件。Riet还确定了该肿瘤患者染色体杂合性丢失的最小共同范围(D9S162和D9S156之间)，为进一步研究奠定了基础。
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为了验证MTS1是否为9p21-p22区域内该类肿瘤的抑制基因，Waber等[19]对人原发性头颈部肿瘤MTS1基因突变与9p21-p22区带内染色体杂合性丢失之间的关系进行了研究。Waber在该区域内挑选8个多态性位点D9S157、D9S162、D9S1747、D9S1748、D9S171、D9S126、D9S161， 同时对人原发性头颈部肿瘤进行了染色体杂合性丢失和MTS1基因突变之间的研究。结果发现在9p21-p22区带内染色体杂合性丢失高达81%(16/21)，没检测到纯合性缺失。同时对这16例有LOH发生的肿瘤标本进行MTS1基因突变研究，结果发现MTS1的三个密码子无突变发生，也没检测到甲基化。这提示在该区域内可能存在着新的抑癌基因。Gonzalez等[20]对人原发性头颈部肿瘤MTS1基因突变与9p21-p22区带内染色体杂合性丢失之间的关系进行了研究，所得结果也证实了关于该类肿瘤在9p21-p22区带内存在着新的抑癌基因的假说。
另外，在人神经胶质瘤[21]、成淋巴细胞性白血病[22]、散发性乳腺癌[23]和肾细胞癌[24]中，也存在着9p21-p22区带内的杂合性丢失，本文就不再一一赘述。
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综上所述，人类染色体9p21-p22区带内的杂合性丢失与多种恶性肿瘤的发生发展有着密切的关系，在以上肿瘤中该染色体区带内的杂合性丢失独立于MTS1和MTS2基因所发生的异常变化，由此强烈提示在人类染色体9p21-p22区带内存在着有别于MTS1和MTS2的新的重要抑癌基因。
作者简介：李友军，男，1973年生，博士
资金来源：本研究受国家自然科学基金(No.39911152)资助
作者单位：湖南医科大学肿瘤研究所，湖南长沙 410078
参考文献
[1] Van Slegtenhorst M et al.Sciences,1997,277(5327):805-808.
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[2] Kim SK et al.Oncogene,1998,16(1):89-93.
[3] Noboi T et al.Nature,1994,368:753-756.
[4] Kamb A et al.Sciences,1994,264:436-440.
[5] Olopade OI et al.PNAS,1995,92:6489-6493.
[6] Eklund LK et al.Mol Carcinog,1998,21(2):87-92.
[7] Farrell WE et al. Cancer Res ,1997,57(13):2073-2079.
[8] Yoshimoto K et al.Eur J Endocrinol,1997,136(1):74-80.
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[9] Fujimoto A et al.Oncogene,1999,18(15):2527-2532.
[10] Wagner SN et al.Br J Dermatol,1998,138(1):13-21.
[11] England NL et al.Carcinogenesis,1996,17(8):1567-1573.
[12] Czerniak B et al.Oncogene.1999,18(5):1185-1189.
[13] Cairns P et al.Cancer Res ,1994,54(6):1422-1424.
[14] Stadler WM et al.Cancer Res,1994,54(8)2060-2063.
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[16] Merlo A et al.Cancer Res,1994,54(9):2322:-2326.
[17] Kishimoto Y et al.J Cancer Res Clin Oncol,1995,121(5):291-196.
[18] Van der Riet P et al.Cancer Res,1994,54(5):1156-1158.
[19] Waber P et al.Oncogene,1997,15(14):1699-1704.
[20] Gonzalez MV et al.Clin Cancer Res,1995,1(9):1043-1049.
[21] Coleman A et al. Cancer Res ,1945,54(2):344-348.
[22] Aguiar RC et al.Leukemia,1997,11(2):233-238.
[23] An HX et al.Genes Chromosomes Cancer,1996,17(1):14-20.
[24] Kinoshita H et al.Jpn J Cancer Res,1995,86(9):795-799., http://www.100md.com