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作者：

张耀伟

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摘要：

研究目的和意义: 头颈部肿瘤(Head and Neck Cancer, HNC)是人类最常见的肿瘤类型之一,位居恶性肿瘤发病的第六位,包括耳鼻喉科肿瘤,口腔颌面部肿瘤以及颈部肿瘤三大部分.耳鼻喉科肿瘤主要有鼻咽癌,鼻窦肿瘤,鼻腔和喉癌等.口腔颌面部肿瘤主要有颊粘膜癌,唇癌,舌癌,口底癌和齿龈癌等.颈部肿瘤主要包括:甲状腺癌和原发灶不明的颈部转移癌.头颈部肿瘤常存在抑癌基因的失活,探索癌基因及抑癌基因在头颈部肿瘤发生机制中的作用,已经成为当今肿瘤基础研究中的热点之一. 鼻咽癌(Nasopharyngeal Carcinoma, NPC)是我国高发的恶性肿瘤之一,位居头颈部肿瘤发病率之首.我国鼻咽癌分布有明显的地区差异性,主要分布于我国南方地区(广东,广西,湖南和江西).在世界范围内,东南亚国家(马来西亚,新加坡,印度尼西亚和泰国)也是高发区.研究还发现:祖籍是我国鼻咽癌高发地域的居民侨居国外,其后裔仍有较高的鼻咽癌发病率.显然,鼻咽癌存在易感人群.口腔肿瘤除与饮酒,吸烟,病毒感染和饮食习惯有关以外,其发病也存在个体差异.随着2000年6月人类基因组草图的绘制完成,基因组解剖学计划以及癌肿基因组解剖学计划随之启动,旨在解决包括肿瘤在内的人类疾病的分子遗传学问题,从基因水平揭示个体对疾病易感性差异的原因.经过多年的研究发现,鼻咽癌主要是第1,3,11,12和17号染色体发生变化,另外已经发现多个染色体杂合性缺失区(1p,9p,9q,11q,13q,14q和16q)与鼻咽癌的发生有关.口腔肿瘤与多种癌基因(ras,PRAD-1,sis,fes,sea和c-erbB等)及抑癌基因(p53,doc-1,CDKN2/MTS1和Rb等)有关.颈部肿瘤与DNA双链断裂修复基因有关.目前的研究结果提示在头颈部肿瘤发生,发展过程中存在着多个肿瘤抑癌基因及癌基因的变异.除了考虑分子遗传方面的因素外,鼻咽癌患者的血清中还存在抗EB病毒(epstein-barr virus, EBv)抗体,而且抗体的数量与鼻咽癌的病情进展呈正相关关系;另外在鼻咽癌组织标本中发现存在大量EB病毒,而EB病毒有明显的致肿瘤作用.除了与遗传变异有关外,鼻咽癌与以下的环境致癌因素有关:喜食咸鱼(咸鱼中含有较多的亚硝胺化合物,亚硝胺已被证明是严重的致癌物),接触芳香族多环烃,居住地环境高微量元素镍等等. 单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms, SNPs)是指基因组DNA序列中由于单个核苷酸(A,G,C,T)转换,颠换,插入和缺失等而引起的多态性,即个体基因组内特定核苷酸位置上的单个碱基发生突变(包括单个碱基的转换,颠换,插入或缺失等).由于基因突变在基因组中很普遍,严格来说,只有当等位基因的频率大于或等于1%时才能称得上是单核苷酸多态性.据统计,人类基因组中每1000个核苷酸就有一个单核苷酸多态性,人类30亿碱基中共有300万以上的单核苷酸多态性.单核苷酸多态性遍布于整个人类基因组中,按照SNPs在基因中的位置不同,SNPs可分为三类:基因编码区SNPs (Coding-region SNPs, cSNPs),基因周边SNPs (Perigenic SNPs, pSNPs)以及基因间SNPs (Intergenic SNPs, iSNPs).大多数SNPs位于基因组的非编码区,其中位于基因启动子中的SNP,可能导致基因转录活性的升高或降低,进而造成编码蛋白的表达量升高或降低,影响其生物学功能,导致个体对特定环境或病因的敏感性;有些位于蛋白质编码区的SNPs可能影响翻译后的功能基因的氨基酸序列,从而影响蛋白质的功能,导致对特定环境或病因的敏感性,但是部分位于基因组编码区的SNPs导致编码序列的改变并不影响翻译后表达的氨基酸序列,这种SNPs对个体的表型无明显影响.另一种基因多态性的分类包括两类,即DNA位点多态性(site polymorphism)和长度多态性(length polymorphism).位点多态性:是由于等位基因之间在特定的位点上DNA序列存在差异,也就是基因组中散在的碱基的不同,包括点突变(转换和颠换),单个碱基的置换,缺失和插入;长度多态性:其中一类为可变数目的重复序列(variable number of tandem repeats, VNTRS),它是由相同的重复顺序重复次数不同所致,它决定了小卫星(minisatellite)DNA长度的多态性.小卫星是由15-65bp的基本单位而成,重复次数在人群中是高度变异的.另一类长度多态性是由于基因的某一片段的缺失或插入所致,如微卫星(microsatellite)DNA,它们是由重复序列构成,基本序列只有1-8bp,如(TA)n及(CGG)n等,通常重复10-60次.长度多态性是按照孟德尔方式遗传的,它们在基因定位,DNA指纹分析,遗传病的分析和诊断中被广泛地应用.基因多态的生物学作用包括:1,遗传密码的改变:错义突变(missense mutation),无义突变(nonsense mutation),同义突变(same sense mutation),移码突变(frame-shifting mutation);2,对mRNA剪接的影响:如果点突变发生在内含子的剪切位点,可以产生两种影响:一是原有的剪接位点消失,二是产生新的剪切位点.无论是那一种形式,都可以导致mRNA的错误剪接,产生异常的mRNA,最终产生异常的表达产物,数个碱基的缺失,片段缺失等均有可能造成剪接位点的缺失.3,蛋白质肽链中的片段缺失:无义突变和DNA片段的缺失都可以导致肽链中的片段缺失,致使基因编码的蛋白质失去原有的功能.移码突变不仅翻译后的肽链中氨基酸序列发生改变,而且也导致肽链中的大片段缺失.4,启动子的突变及非转录区的突变:可以使基因的转录水平或活性增强或降低. 目前关于疾病易感性与基因多态性的研究,主要集中在对应激蛋白多态性,癌基因,抑癌基因多态性,代谢酶基因多态性和修复基因多态性的研究.1.应激蛋白基因多态性:从原核生物的细菌到真核生物的人类,当接触高温或其他应激因素时,可以合成一组被称为热休克蛋白(heat shock proteins, HSPs)的蛋白质.HSPs的多态性与疾病或机体遭受应激的易感性或耐受性有关.2.癌基因,抑癌基因多态性:ras基因家族与人类肿瘤相关的特征性基因有三种,即H-ras, K-ras, N-ras.在人类部分肿瘤中,只要3个ras基因中有一个基因发生点突变,就会引起突变位点上的基因发生改变,这些位点的突变使ras基因激活,导致P21蛋白的过度生成,持续不断地将信号传入细胞,造成细胞的转化或恶变.3.代谢酶基因多态性:目前研究较多的是细胞色素P450,参与人体代谢的主要为CYP1至CYP3家族以及CYP4家族部分成员的基因产物.外源化学物通过呼吸道,消化道,皮肤等途径进入机体,在大多数情况下,先经由细胞色素P450酶催化的I相反应活化后,由前致癌物转化为致癌物,与生物大分子发生加合,造成基因损伤,启动化学致癌过程.4.修复基因多态性:在外来有害因素作用下会导致机体细胞内DNA出现碱基错配,插入,缺失等结构改变,而人体内的基因修复酶可通过不同机制帮助机体修复这些错误,保护人体健康,相反如果修复基因出现突变以致修复酶的功能缺陷可与某些疾病的发生有关.因此,检测不同基因位点单核苷酸多态性,并且研究其与多种肿瘤疾病发病机制以及疾病易感性关系,已成为当前生命科学研究的热点之一. 肿瘤抑癌基因p53位于人类第17号染色体短臂上(17p.13.1),基因全长约20KB,编码一种分子质量为53kDa的蛋白质,即(基因调节蛋白p53蛋白).野生型p53蛋白可以作为细胞周期调节蛋白,抑制细胞的过度增殖,具有抗肿瘤细胞增殖的功能,监视损伤和诱导细胞凋亡.一旦p53基因发生突变,p53蛋白失活,细胞分裂失去节制,发生癌变.人类MDM2(murine double minute2,鼠双微体2)基因定位于染色体12q13-14,正常情况下,在人体许多器官都有MDM2mRNA的表达,以骨胳肌最高.MDM2在哺乳动物中广泛的表达,说明它在细胞的基本生理过程中有一定作用,对MDM2癌基因产物分析表明其在控制细胞生长上有一定作用.它通过多种途径对p53起负性调控作用,因此MDM2被认为是近年来发现的原癌基因.MDM2有2个启动子,P1在编码基因的上游,P2在第一个内含子中,由p53通过其附近的两个p53结合位点进行控制.MDM2编码蛋白由491个氨基酸组成,分4个功能区:1区,N端约10个氨基酸残基,是与p53结合的部位,也可能直接结合到细胞基因启动子上激活基因.该区还有核定位序列(NLS)和核输出信号(NES);2区,为高度酸性区域,可与核糖体蛋白L5,L11及5SRNA结合:3区,含有一个锌指结构,能结合到基因并激活基因,使细胞由G1期进人S期;4区,有一个环指结构,可介导蛋白质-蛋白质的相互作用,也能与DNA或RNA起作用,参与细胞调控,促进细胞增殖.研究表明:MDM2蛋白可直接与p53结合抑制其活性,并导致p53通过泛素系统降解.在多种肿瘤中存在由于MDM2的异常扩增或蛋白表达水平的增强而导致p53功能失活的现象.在人群中,MDM2基因启动子区域中存在一个单核苷酸多态性位点(SNP309),即位点T/G突变,它作为一种功能性多态,能加强转录因子家族中SPl与MDM2DNA的结合能力,从而使MDM2的转录增强,导致MDM2蛋白表达增加,进而抑制了p53在调节细胞增殖和防止肿瘤发生过程中的作用.已经证实MDM2SNP309G等位基因与多种人类恶性肿瘤相关,如肺癌,乳腺癌,结肠癌等. 人类MDM4(murine double minute4,鼠双微体4)基因定位于染色体1q32.MDM4与MD

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关键词：

鼻咽癌 MDM2 MDM4 meta 基因多态性

学位级别：

博士

学位年度：

2013

DOI：

10.7666/d.Y2405850

被引量：

1