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编号:10980195
结直肠中ING1甲基化的性别不一致性研究
http://www.100md.com 《结直肠肛门外科杂志》 2006年第1期
     摘要 目的:检测结直肠癌中是否存在ING1启动子甲基化,ING1甲基化和性别的关系。方法:用甲基化特异性PCR方法检测 62例结直肠癌患者的肿瘤组织、相应的正常黏膜的ING1的甲基化状况。结果:ING1甲基化在62份肿瘤标本中有26例发生了甲基化(419%),而在相应的正常组织中只有4例(645%)。DukesC、D期患者癌组织的甲基化发生率556%明显高于DukesA、B期(231%)。在肿瘤组织中ING1甲基化表现出明显的性别和年龄差异(P<005)。结论:结直肠癌中ING1的甲基化不仅和肿瘤的分期有关,而且可由年龄与性别相关的因素调节,可能是结直肠癌发生过程中的早期事件。

    关键词 ING1;结直肠癌;性别;甲基化

    Sexual Discordant Patterns of ING1 Promoter Methylation in Colorectal Cancer

    Cao Yunfei,Chen Lisheng,Gao Feng.

    Department of Coloproctological Surgery, The First Affiliated Hospital, Guangxi Medical University, Nanning, Guangxi 530021, P.R.China

    Abstract Objective:To investigate the methylation of ING1 promoter in primary colorectal cancer and to assess the sexual discordant patterns of ING1 methylation in colorectal cancer. Methods:We analyzed ING1 methylation in tumor tissues, paired normal tissue from 62 colorectal cancer patients and their clinical characteristics. The methylation status of ING1 was determined by methylation-specific polymerase chain reaction.Results:ING1 methylation was detected in 26 (41.9%) of 62 tissue samples and in 4 (6.45%) of 62 matched normal tissues. The incidence of hypermethylaiotn of ING1(55.6%) in the cancerous tissues of the patients in DukesC and D was significantly higher than that in Dukes A and B(6.45%). ING1 methylation showed an age and gender bias in the tumor tissues(P<0.05).Conclusion:ING1 methylation not only may correlate significantly with the progression of colorectal cancer, but also occurs at the early stage of colorectal cancer and may be regulated by age- and gender-specific factor.

    Key words ING1; Colorectal Cancer; Sex; Methylation

    ING1是Garkavtsev I 等\[1\]采用改良的cDNA 消减杂交方法和体内选择技术克隆出抑制基因,它定位于人染色体13q3334。ING1和细胞的生长、增殖、凋亡、锚着依赖性生长、基因稳定性的维持等生理过程有关\[2\]。我们的研究发现,在散发性结直肠癌中,ING1基因的异常改变少见,癌组织中ING1的mRNA表达强度比相应的正常组织明显降低\[3\]。

    基因CpG岛的异常甲基化是导致基因的表达强度降低的一个重要机制\[4,5\] 。尽管ING1启动子富含CpG岛,目前国内外尚无关于ING1基因启动子甲基化的报道,本研究将观察在结直肠癌中ING1是否存在甲基化现象;探索ING1启动子的甲基化在结直肠癌中的临床意义,以及ING1启动子甲基化在性别中的差异。

     1 材料和方法

    11 标本来源:62例标本(肿瘤组织、离癌灶10 cm以上相应的正常黏膜组织)均取自于2003年6月至2004年3月在广西医科大学附属第一医院施行手术治疗的结直肠癌病例,所有病例均经病理确诊。其中男37例,女25例,年龄25~79岁。病理类型:腺癌(89%),黏液癌(7%),其他类型(4%)。收集的肿瘤组织、正常黏膜组织离体后迅速投入液氮冷冻,然后转移至-80℃超低温冰箱中冻存备用。

    12 DNA的抽提:用DNeasy Tissue kit (Qiagen, CA)试剂盒 抽提肿瘤组织和正常黏膜组织的DNA,提取的DNA-20℃冻存。

    13 DNA的亚硫酸氢盐修饰:用CpGenomeTM DNA Modification kit (Chemicon,USA)试剂盒进行DNA的亚硫酸氢盐修饰。

    14 甲基化特异性PCR:ING1启动子甲基化的状况用甲基化特异性PCR方法(MSP)证实(图1)。MSP引物包括甲基化特异性引物(ING1M)和非甲基化引物(ING1U),具体序列为:

    ING1M引物:(1) 5’TAGGCGGGAAGTGTATAAAGGTAC;

    (2) 5’AAACTTTCTAAAAAACCTAAACGCC。

    ING1U引物:(1) 5’TAGGTGGGAAGTGTATAAAGGTATGA; (2) 5’AAACTTTCTAAAAAACCTAAACACC。PCR的反应体系均为50 μl,其中包括10×PCR缓冲液,25 mmol dNTPs,625 μM引物,硫酸化修饰的DNA(肿瘤组织、正常黏膜组织、血浆),25 mMMgcl2,蒸馏水,每50 μl加Taq酶15 U。PCR循环参数:预变性95℃ 10 min,扩增条件95℃ 30 s,64℃ 30 s,72℃ 30 s,39个循环,末次延伸72℃ 10 min。取5 μl的PCR产物经3%的琼脂糖电泳,EB染色,紫外灯下观察并照相。图1 ING1启动子的甲基化特异性PCR

    T:肿瘤; M: 甲基化; U: 未甲基化

    15 肿瘤组织ING1甲基化的性别差异性

    对比研究甲基化状况在不同性别中的差异性。

    16 统计学分析

    SPSS 100 (Windows) 对数据进行统计学处理。计数资料用χ2检验,计量资料用t检验,显著性水准α=0 05。

    2 结 果

    (1)结直肠肿瘤组织的甲基化状况

    62份肿瘤标本中有26例(419%)发生了ING1启动子的甲基化,明显高于相应正常黏膜组织4例(645%)(P<005)。

    (2)临床病理特征

    ING1启动子甲基化和患者的临床病理特征之间的关系见表1,发生ING1甲基化患者的年龄为(64±10)岁,高于没有发生甲基化患者的年龄(57±11)岁(P=00128)。肿瘤组织中,随着年龄增加,ING1甲基化的发生率升高(图2)。而正常黏膜组织标本的ING1甲基化的发生率和年龄无明显相关性(P>005)。Dukes C、D期患者的肿瘤组织的ING1甲基化发生率556% 明显高于DukesA、B期231%(P=0011)。

    (3)肿瘤组织ING1甲基化的性别差异性

    37例男性患者的肿瘤组织有11例发生ING1甲基化,而25例女性患者中15例发生ING1甲基化,两者有显著性差异(P=0018)。 表1 ING1启动子甲基化与患者临床病理特征的关系

     3 讨 论

    本研究发现,结直肠肿瘤组织中存在ING1启动子甲基化现象,而且明显高于相应正常组织。肿瘤组织中ING1的甲基化和年龄、性别、Dukes分期有相关性。

    什么造成了ING1甲基化在性别方面的差异?雌激素对结肠上皮的作用可能是重要的原因。为了评价雌激素对ING1甲基化的影响,把女性患者分为绝经前和绝经后两组,绝经后的女性患者的ING1的甲基化发生率高于绝经前(51% vs 30%;图3)(P<005),这提示雌激素可能是结直肠癌的ING1的甲基化的性别差异的重要因素。

    雌激素如何影响结直肠癌中ING1的甲基化的机制仍不清楚。雌激素的分子作用由两类雌激素受体(ERs: ERα and ERβ)所介导\[6\]。这两类受体的结构、配体亲和力、组织分布不同,因此提示他们有不同的生物学作用\[6\]。ERα and ERβ在正常结肠上皮和间质中都有表达\[7,8\],ERβ在数量上占有优势。ERβ在正常的结肠上皮蛋白质或mRNA水平的表达没有性别差异,但在结肠恶性肿瘤中有性别差异\[9~11\]。ERβ1和ERβ2的mRNA的表达水平在女性患者的肿瘤组织中明显降低,但在男性患者的肿瘤组织中却没有差异\[10\],这提示ERβ在结直肠肿瘤发生中有可能性别特异性作用。

    近来的文献报道ERs和DNA的甲基化之间可能存在的机制如下:①以配体依赖性和雌激素效应元件(ERE)依赖性模式把DNA甲基化转移酶引向启动子靶;②通过ERE依赖性信号,比如SP1。近来,Leu等报道了ERα信号(乳腺中的一种主要的甾体类激素受体)的缺失在乳腺癌中会增加下游靶基因的甲基化沉寂\[12\]。在完整的ERα信号的存在时,雌激素和ERα复合物结合雌激素效应元件,通过引入协同激活因子/调节因子,激活下游ERα的靶基因的转录,以促进局部的染色体构建\[13\]。相反,ERα信号的缺失会导致ERE区域DNA甲基化转移酶的异常和ERα靶基因的异常甲基化。因为ERα和ERβ结构上的差异, 特别是ERs 的NH2末端 A/B区 和 COOH末端F区提示可能有各自不同的功能\[14\] 。研究发现,ERα通过特定的ERE依赖性信号影响DNA的甲基化 \[15,16\] 。 Sp1和ER蛋白质相互作用,ERβ能够通过转录因子如SP1来调节基因表达\[17~19\] 。因此,ERE依赖性信号的缺失可能是ING1甲基化的原因之一。

    该研究中,ING1甲基化的发生率随着年龄的增加而增高。已知和肿瘤发生相关的甲基化有两种类型(A型:年龄相关的甲基化;C型:癌相关的甲基化)\[20\]。该研究中ING1基因的甲基化在62例正常黏膜组织中仅4例发生了ING1的甲基化,和年龄没有关系,这表明ING1甲基化是非A型甲基化。尽管有文献报道ERα在正常的结肠组织和结肠肿瘤ERα的表达处于低水平,但是ERα能够抑制结肠癌细胞的生长\[21\],说明ERα在结肠癌中仍有一定作用。此外,多个ERα的下游靶基因的ING1的甲基化由ERα信号的缺失所造成\[12\]。ERα基因在正常的结肠上皮的甲基化和年龄相关。因此,和年龄相关的ERα的甲基化可能和本研究中的随年龄增高的ING1的甲基化有关,也可能是在很多报道中的ERα的低表达的可能原因之一。当然,ING1的甲基化和ERα、ERβ的表达的关系有待于进一步研究。

    总之,ING1的甲基化状况在血浆中和肿瘤组织中的不一致性提示把血浆DNA甲基化作为检测肿瘤组织DNA甲基化状况的生物学指标还需要进一步进行研究。结直肠癌中ING1的甲基化不仅和肿瘤的分期有关,而且由年龄相关和性别相关的因素调节,可能是结直肠癌发生过程中的早期事件。

     参 考 文 献

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    广西科学基金(桂科回0342018);教育部留学回国人员基金(教外司留2004176)

    广西医科大学第一附属医院结直肠肛门外科 南宁 530021, http://www.100md.com(曹云飞 陈利生 高枫)