肿瘤转移抑制基因nm23突变的研究现状
第二军医大学病理教研室 上海市 200433
项目负责人 陈晓东,200433,上海市,第二军医大学病理教研室 收搞日期 1995-09-15
Subject headings genes, suppressor, tumor neoplasms metastasis gene deletion mutation, point
主题词 点突变；基因缺失；基因，抑制，肿瘤；肿瘤转移
陈晓东,戴益民.肿瘤转移抑制基因nm23突变的研究现状.新消化病学杂志,1996；4(12)：698
, http://www.100md.com
1988年美国国立癌症研究所的Steeg等[1]利用差示筛选cDNA文库的方法，从7个转移潜能不同的K-1735鼠黑色素瘤细胞株中，分离得到了nm23基因.体外实验发现，它在低转移株中表达强度比高转移株中表达量高出10倍，并提出nm23基因很可能是一个肿瘤转移抑制基因.从nm23基因公开发表后，大量的研究工作集中于离体细胞系nm23基因的转染[2]、nm23基因的蛋白产物分析比较[3]，nm23基因在染色体上定位[4]，人nm23基因(nm23-H1和nm23-H2)的确定[5]，以及人类恶性肿瘤(如乳腺癌、结肠癌、肝癌等)nm23/NDPK的研究等[6-8].综观这些研究，发现nm23-H在转移能力不同的肿瘤中的表达并非一致.在有的肿瘤中，nm23-H1 mRNA水平与肿瘤转移呈负相关，而在另一些肿瘤似乎无相关性[6，7]，虽然nm23作为肿瘤转移抑制基因的最佳候选已经为大多数研究人员肯定，但确也存在不同的研究报道.
, 百拇医药
1 nm23-H1等位基因缺失
用核酸限制性内切酶Bgl Ⅱ对人染色体DNA酶切进行RFLP分析(restriction fragment length polymorphism).一方面可以鉴定nm23-H1等位基因带(2.3和7.6kb)，一方面还可分析等位基因缺失的发生.Leone等[9]就是采用这种方法，对109例配对样本DNA进行了研究.样本包括肾癌、肺癌、结肠癌、乳腺癌以及相对应的正常配对组织.结果发现，64%乳腺癌、42%肺癌、20%肾癌发生等位基因缺失，在结肠癌淋巴结转移灶还存在纯合性缺失.提示等位基因的缺失是一个有序的过程，开始为一个等位基因缺失，逐渐发展为纯合性缺失，而这种改变与肿瘤转移过程具有相关性.对于肿瘤转移相关基因发生等位基因缺失现象，Leone等认为，一方面肿瘤转移相关基因不仅在转移过程中具有作用，在肿瘤形成的某些方面也可能具有一定的影响；另一方面，nm23-H1基因的调控变化可能是在转移发生体系中较早出现的改变.Cohn等[10]研究表明，nm23-H1等位基因缺失与结肠癌远处转移呈负相关性，在25个月的随访中，73%出现nm23-H1等位基因缺失的患者发生了远处转移，20%未发生等位基因缺失(P<0.03).为了使结果更具说服力，Cohn还设计了YNZ 22.1探针以表明nm23-H1附近的基因改变与转移无关.
, 百拇医药
Wang等[11]利用RT-PCR扩增方法结合DNA序列分析，对结肠癌nm23-H1基因突变进行深入研究，结果显示，从肿瘤中抽提RNA经RT-PCR扩增的产物中，出现了一个约470bp的条带，与正常对照的533bp不同.DNA序列分析也表明有64bp缺失.缺失的位点是在编码第86位氨基酸残基上，这个改变还造成了阅读框架的改变，使得从87位开始所有的氨基酸残基均发生了变化.改变了的nm23蛋白产物也因提早出现了终止密码而只含有122个氨基酸残基.nm23-H1基因的改变(等位基因缺失)在转移性结、直肠癌中发生率为50%(4/8)，而在非转移性结直肠癌中未检测出nm23-H1基因缺失的改变.表明nm23-H1等位基因缺失与结直肠癌转移具有相关性.
然而，新近的研究报道却给上述的结果提出挑战.Brewster等[12]和Okada[13]在各自的研究中发现，尽管nm23-H1杂合性缺失会引起nm23-H1 mRNA水平的降低，但是，在结直肠癌和前列腺癌中，nm23-H1等位基因缺失的发生率极低.
, 百拇医药
2 nm23-H1扩增及nm23-H2点突变
在对侵袭性儿童神经母细胞瘤的研究中，Leone等[14]发现晚期(Ⅲ，Ⅳ期)患者染色体上的nm23-H1基因存在扩增，nm23-H1基因的扩增；伴随着nm23 RNA表达增加和患者较差的预后，扩增可能系非整倍体所致.SSCP(single strand conformation polymorphism)结合直接测序显示，nm23-H2突变时，则其48位CTG密码子(野生型)转变成GTG(突变型)，从而使编码的氨基酸由野生型的亮氨酸变成了突变型的缬氨酸.nm23基因的蛋白产物在41-55位氨基酸残基间形成的所谓“亮氨酸拉链结构”(leucine zipper)，这一结构已在转录因子、核内癌基因上被鉴定，促进蛋白：蛋白二聚体形成.二聚体通过碱性氨基酸的延伸与DNA结合.故而该结构曾被认为可能具有控制细胞增殖的转录因子作用，而48位点突变的结果似乎对这种功能构成了影响.另外，多肽链二级结构的改变也可能会影响到其它的活性.故而Leone等提出，nm23基因本身的改变，而不是表达水平的减低，可能与肿瘤侵袭相关.
, 百拇医药
对人体肿瘤进行nm23基因突变的研究，虽然在突变发生与肿瘤转移的认识上具有共识，但仍存在许多问题.nm23基因在肿瘤转移的多基因体系中的作用机理仍不清楚，nm23-H1等位基因的缺失发生率到底如何?nm23-H2点突变是否为nm23基因调控作用的关键性改变?今后的研究工作将集中于阐明nm23-H1和nm23-H2基因表达的调控机理，从而深入了解nm23在人肿瘤转移中的作用.
3 参考文献
1 Steeg PS, Bevilacqua G, Kopper L, et al. Evidece for a novel gene associated with low tumor metastatic potential.
J Natl Cancer Inst, 1988;80(3):200-204
2 Leone A, Flatow U, Richter KC, et al. Reduced tumor incidence, metastatic potential, and cytokine responsiveness
, 百拇医药
of nm23-transfected melanoma cells. Cell, 1991;65(1):25-35
3 Gilles AM, Presecan E, Vonice A, et al. nucleoside diphosphate kinase from human erythrocytes: structural chatacterization of the
two polypeptide chains responsible for heterogeneity of the hexameric enzyme. J Biol Chem, 1991;266(14):8784-8789
4 Varescol L, Caligo MA, Simi P, et al. The nm23 gene maps to human chromosome band 17q22 and shows a restriction
, 百拇医药
fragment length polymorphism with Bg1 Ⅱ Genbes Chromo Cancer, 1992;4(1):84-88
5 Stahl JA, Leone A, Rosengard AM, et al. Identification of a econd human nm23 gene, nm23_H2. Cancer Res, 1991;52(2):445-449
6 Bevilacqua G, Sobel ME, Liotla LA, et al. Association of low nm23 RNA levels in human primary infiltrating ductal breast carcinomas
with lymph node involvement and other histopathological indicators of high metstatic potential. Cancer Res, 1989;49(18):5185-5190
, 百拇医药
7 Haut M, Steeg PS, Willson JKV, et al. Induction of nm23 gene expression in human colonic neoplasms and equal expression in
colon tumors of high and low metastatic ptoential. J Natl Cancer Inst, 1991;83(8):712-716
8 Nakayama T, Othsuru A, Nakao K, et al. Expression in human hepatocellular carcinoma of nucleoside diphosphate kinase, a
homologue of the nm23 gene product. J Natl Cancer Inst, 1992;84(17):1349-1354
, http://www.100md.com
9 Leone A, McBride OW, Weston A, et al. Somatic allelic deletion of nm23 in human cacner. Cancer Res, 1991;51(9):2490-2493
10 Cohn KH, Wang F, Desoto_Lapaix F, et al. Association of nm23-H1 allelic deletions with distant metastases in colorectal
carcinoma. Lancet, 1991;338(8769):722-724
11 Wang L, Pate U, Ghosh L, et al. Mutation in the nm23 gene is associated with metastasis in colorectal cancer.
, http://www.100md.com
Cancer Res, 1993;53(4):717-720
12 Brewster SF, Browne S, Brown KW, et al. Somatic allelic loss at the DCC, APC, nm23_H1 and p53 tumor suppressor gene loss
in human prostatic carcinoma. J Urol, 1994;151(4):1073-1077
13 Okada K, Urano T, Goi T, et al. Lsolation of human nm23 genomes and analysis of loss of heterozygosity in primary
colorectal carcinomas using a specific genomic probe. Cancer Res, 1994;54(15):3879-3982
14 Leone A, Seeger RC, Hong CM, et al. Evidence for nm23 RNA overexpression, DNA amplification and mutation in aggressive
children neuroblastomas. Oncogene, 1993;8(4):855-865, http://www.100md.com(陈晓东 戴益民)
项目负责人 陈晓东,200433,上海市,第二军医大学病理教研室 收搞日期 1995-09-15
Subject headings genes, suppressor, tumor neoplasms metastasis gene deletion mutation, point
主题词 点突变；基因缺失；基因，抑制，肿瘤；肿瘤转移
陈晓东,戴益民.肿瘤转移抑制基因nm23突变的研究现状.新消化病学杂志,1996；4(12)：698
, http://www.100md.com
1988年美国国立癌症研究所的Steeg等[1]利用差示筛选cDNA文库的方法，从7个转移潜能不同的K-1735鼠黑色素瘤细胞株中，分离得到了nm23基因.体外实验发现，它在低转移株中表达强度比高转移株中表达量高出10倍，并提出nm23基因很可能是一个肿瘤转移抑制基因.从nm23基因公开发表后，大量的研究工作集中于离体细胞系nm23基因的转染[2]、nm23基因的蛋白产物分析比较[3]，nm23基因在染色体上定位[4]，人nm23基因(nm23-H1和nm23-H2)的确定[5]，以及人类恶性肿瘤(如乳腺癌、结肠癌、肝癌等)nm23/NDPK的研究等[6-8].综观这些研究，发现nm23-H在转移能力不同的肿瘤中的表达并非一致.在有的肿瘤中，nm23-H1 mRNA水平与肿瘤转移呈负相关，而在另一些肿瘤似乎无相关性[6，7]，虽然nm23作为肿瘤转移抑制基因的最佳候选已经为大多数研究人员肯定，但确也存在不同的研究报道.
, 百拇医药
1 nm23-H1等位基因缺失
用核酸限制性内切酶Bgl Ⅱ对人染色体DNA酶切进行RFLP分析(restriction fragment length polymorphism).一方面可以鉴定nm23-H1等位基因带(2.3和7.6kb)，一方面还可分析等位基因缺失的发生.Leone等[9]就是采用这种方法，对109例配对样本DNA进行了研究.样本包括肾癌、肺癌、结肠癌、乳腺癌以及相对应的正常配对组织.结果发现，64%乳腺癌、42%肺癌、20%肾癌发生等位基因缺失，在结肠癌淋巴结转移灶还存在纯合性缺失.提示等位基因的缺失是一个有序的过程，开始为一个等位基因缺失，逐渐发展为纯合性缺失，而这种改变与肿瘤转移过程具有相关性.对于肿瘤转移相关基因发生等位基因缺失现象，Leone等认为，一方面肿瘤转移相关基因不仅在转移过程中具有作用，在肿瘤形成的某些方面也可能具有一定的影响；另一方面，nm23-H1基因的调控变化可能是在转移发生体系中较早出现的改变.Cohn等[10]研究表明，nm23-H1等位基因缺失与结肠癌远处转移呈负相关性，在25个月的随访中，73%出现nm23-H1等位基因缺失的患者发生了远处转移，20%未发生等位基因缺失(P<0.03).为了使结果更具说服力，Cohn还设计了YNZ 22.1探针以表明nm23-H1附近的基因改变与转移无关.
, 百拇医药
Wang等[11]利用RT-PCR扩增方法结合DNA序列分析，对结肠癌nm23-H1基因突变进行深入研究，结果显示，从肿瘤中抽提RNA经RT-PCR扩增的产物中，出现了一个约470bp的条带，与正常对照的533bp不同.DNA序列分析也表明有64bp缺失.缺失的位点是在编码第86位氨基酸残基上，这个改变还造成了阅读框架的改变，使得从87位开始所有的氨基酸残基均发生了变化.改变了的nm23蛋白产物也因提早出现了终止密码而只含有122个氨基酸残基.nm23-H1基因的改变(等位基因缺失)在转移性结、直肠癌中发生率为50%(4/8)，而在非转移性结直肠癌中未检测出nm23-H1基因缺失的改变.表明nm23-H1等位基因缺失与结直肠癌转移具有相关性.
然而，新近的研究报道却给上述的结果提出挑战.Brewster等[12]和Okada[13]在各自的研究中发现，尽管nm23-H1杂合性缺失会引起nm23-H1 mRNA水平的降低，但是，在结直肠癌和前列腺癌中，nm23-H1等位基因缺失的发生率极低.
, 百拇医药
2 nm23-H1扩增及nm23-H2点突变
在对侵袭性儿童神经母细胞瘤的研究中，Leone等[14]发现晚期(Ⅲ，Ⅳ期)患者染色体上的nm23-H1基因存在扩增，nm23-H1基因的扩增；伴随着nm23 RNA表达增加和患者较差的预后，扩增可能系非整倍体所致.SSCP(single strand conformation polymorphism)结合直接测序显示，nm23-H2突变时，则其48位CTG密码子(野生型)转变成GTG(突变型)，从而使编码的氨基酸由野生型的亮氨酸变成了突变型的缬氨酸.nm23基因的蛋白产物在41-55位氨基酸残基间形成的所谓“亮氨酸拉链结构”(leucine zipper)，这一结构已在转录因子、核内癌基因上被鉴定，促进蛋白：蛋白二聚体形成.二聚体通过碱性氨基酸的延伸与DNA结合.故而该结构曾被认为可能具有控制细胞增殖的转录因子作用，而48位点突变的结果似乎对这种功能构成了影响.另外，多肽链二级结构的改变也可能会影响到其它的活性.故而Leone等提出，nm23基因本身的改变，而不是表达水平的减低，可能与肿瘤侵袭相关.
, 百拇医药
对人体肿瘤进行nm23基因突变的研究，虽然在突变发生与肿瘤转移的认识上具有共识，但仍存在许多问题.nm23基因在肿瘤转移的多基因体系中的作用机理仍不清楚，nm23-H1等位基因的缺失发生率到底如何?nm23-H2点突变是否为nm23基因调控作用的关键性改变?今后的研究工作将集中于阐明nm23-H1和nm23-H2基因表达的调控机理，从而深入了解nm23在人肿瘤转移中的作用.
3 参考文献
1 Steeg PS, Bevilacqua G, Kopper L, et al. Evidece for a novel gene associated with low tumor metastatic potential.
J Natl Cancer Inst, 1988;80(3):200-204
2 Leone A, Flatow U, Richter KC, et al. Reduced tumor incidence, metastatic potential, and cytokine responsiveness
, 百拇医药
of nm23-transfected melanoma cells. Cell, 1991;65(1):25-35
3 Gilles AM, Presecan E, Vonice A, et al. nucleoside diphosphate kinase from human erythrocytes: structural chatacterization of the
two polypeptide chains responsible for heterogeneity of the hexameric enzyme. J Biol Chem, 1991;266(14):8784-8789
4 Varescol L, Caligo MA, Simi P, et al. The nm23 gene maps to human chromosome band 17q22 and shows a restriction
, 百拇医药
fragment length polymorphism with Bg1 Ⅱ Genbes Chromo Cancer, 1992;4(1):84-88
5 Stahl JA, Leone A, Rosengard AM, et al. Identification of a econd human nm23 gene, nm23_H2. Cancer Res, 1991;52(2):445-449
6 Bevilacqua G, Sobel ME, Liotla LA, et al. Association of low nm23 RNA levels in human primary infiltrating ductal breast carcinomas
with lymph node involvement and other histopathological indicators of high metstatic potential. Cancer Res, 1989;49(18):5185-5190
, 百拇医药
7 Haut M, Steeg PS, Willson JKV, et al. Induction of nm23 gene expression in human colonic neoplasms and equal expression in
colon tumors of high and low metastatic ptoential. J Natl Cancer Inst, 1991;83(8):712-716
8 Nakayama T, Othsuru A, Nakao K, et al. Expression in human hepatocellular carcinoma of nucleoside diphosphate kinase, a
homologue of the nm23 gene product. J Natl Cancer Inst, 1992;84(17):1349-1354
, http://www.100md.com
9 Leone A, McBride OW, Weston A, et al. Somatic allelic deletion of nm23 in human cacner. Cancer Res, 1991;51(9):2490-2493
10 Cohn KH, Wang F, Desoto_Lapaix F, et al. Association of nm23-H1 allelic deletions with distant metastases in colorectal
carcinoma. Lancet, 1991;338(8769):722-724
11 Wang L, Pate U, Ghosh L, et al. Mutation in the nm23 gene is associated with metastasis in colorectal cancer.
, http://www.100md.com
Cancer Res, 1993;53(4):717-720
12 Brewster SF, Browne S, Brown KW, et al. Somatic allelic loss at the DCC, APC, nm23_H1 and p53 tumor suppressor gene loss
in human prostatic carcinoma. J Urol, 1994;151(4):1073-1077
13 Okada K, Urano T, Goi T, et al. Lsolation of human nm23 genomes and analysis of loss of heterozygosity in primary
colorectal carcinomas using a specific genomic probe. Cancer Res, 1994;54(15):3879-3982
14 Leone A, Seeger RC, Hong CM, et al. Evidence for nm23 RNA overexpression, DNA amplification and mutation in aggressive
children neuroblastomas. Oncogene, 1993;8(4):855-865, http://www.100md.com(陈晓东 戴益民)