肺癌分子生物学研究
作者：黄利鸣
单位：湖北三峡学院医学院病理解剖学教研室(宜昌 443003)
关键词：
肺癌分子生物学研究
随着肿瘤分子生物学研究的不断深入，人们已认识到肿瘤的发生可能是癌基因的激活与抑癌基因的失活共同作用的结果。引起遗传物质DNA损害的各种环境的与遗传的致癌因子可能以协同或者序贯的方式，激活癌基因和(或)灭活抑癌基因，使细胞发生转化。大量有关肺癌分子生物学的研究表明，肺癌的发生、进展与多种癌基因、抑癌基因以及染色体的异常有关。有资料报道，与肺癌有关的原癌基因有：核内基因C-myc、N-myc.L-myc、C-jun、C-mybl；膜相关蛋白K-ras；受体酪氨酸激酶C-erb2、C-fms、C-kit、C-met；非受体酪氨酸激酶C-src；胞浆丝氨酸激酶C-raf-1；Apoptosis抑制因子bcl-2。与肺癌有关的抑癌基因有：nm23、p53、Rb、3p、APC、MCC等。染色体端粒异常和端粒酶活性表达与肺癌也密切相关。对肺癌有关癌基因的深入研究，不仅使我们对肺癌的病因、分子病理学机制有更深刻的认识，而且通过阐明癌基因与肺癌生物学行为、临床表现的关系，在临床上对肺癌的诊断、预后判断及基因治疗具有重要的意义。
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肺癌依其生物特性分为两类：一是非小细胞肺癌(NSCLC)，占肺癌的75%，包括鳞癌、腺癌、大细胞癌等。一是小细胞肺癌(SCLC)，占25%。在上述与肺癌相关的癌基因中，不同的癌基因与肺癌的相关程度是不同的。在NSCLC和SCLC不同类型的肺癌中，各癌基因的异常表达也有很大差异。本文仅介绍与肺癌相关性较大的一些分子生物学研究情况。
1 nm23基因与肺癌
nm23基因是Steeg等运用差别筛选cDNA文库方法，以7个转移潜力不同的小白鼠黑色素瘤K-1735细胞株中分离出来的一种cDNA基因。nm23基因首先是作为肿瘤转移基因被发现的。目前，人类已发现的nm23基因有两个亚型即nm23-H1和nm23-H2，两者均位于人体染色体17q21-3，分别编码18.5KD和17KD两种蛋白。该基因全部编码区由533个核苷酸组成，产生的蛋白质含152个氨基酸。人nm23基因蛋白氨基酸序列与核苷酸二磷酸激酶(NDPK)高度同源，nm23基因编码的产物即为NDPK。NDPK是多种物种高度保守的酶蛋白，普遍存在于各种组织细胞中，通过将GDP还原为GTP参与体内多种生物化学过程。此外，NDPK还可直接影响微丝微管的聚合、解聚、DNA合成等。若NDPK异常会引起纺锤体形成障碍出现非整倍体细胞，引起细胞活动增强，促进肿瘤转移。
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运用Northern印迹杂交分析法检测人肺癌中nm23蛋白的表达结果发现：nm23基因在低分化鳞癌中的表达明显低于中等分化的鳞癌；nm23-H1mRNA和nm23-H2mRNA在小细胞肺癌中的表达明显低于鳞癌，提示nm23mRNA的表达与肺癌细胞的分化程度相关。应用免疫组化法对146例非小细胞肺癌研究表明，nm23-H1的表达与肺癌组织学类型无关而与分化程度有关。Kawakubu等对147例肺腺癌的研究发现，nm23蛋白在肺癌中的表达与肺癌的病理分级及区域淋巴结转移呈负相关。Laiww等也证实nm23-H1蛋白水平与小细胞肺癌的转移呈负相关。nm23在无淋巴结转移肺癌中的阳性率显著高于淋巴结转移组，表明nm23基因在肺癌中的表达水平的高低，与肺癌的转移密切相关。Hsu等认为nm23抑制鳞癌转移与MTSI基因有关，若nm23:MTSI比例上升，则抑制肿瘤转移，反之则促使肿瘤转移。Steeg等发现64%的乳腺癌、42%的非小细胞肺癌、20%肾癌和结肠癌均出现nm23-H1等位基因缺失。目前，nm23基因产物制成的诊断试剂盒，在美国和德国正广泛地应用于临床肺癌转移检测中。
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2 P16基因与肺癌
P16基因定位于人染色体9P21。P16基因编码蛋白发挥细胞生长抑制功能，其功能与其作为一种CDK4抑制因子及与pRb之间的相互调节作用密切相关。在正常细胞周期中，CDK4与细胞周期蛋白D(CyclinD)形成复合体，这种复合体又能与pRb结合，促使pRb磷酸化失活，并让pRb/EIF复合体中的转录因子EIF释放出来，启动细胞进入S期所需基因的转录，从而使细胞从G1期进入S期。这种CDK4/Cyclin D复合体介导pRb的细胞周期依赖性磷酸化作用受到CDK4抑制因子P16的负性调节，而P16本身的水平又受到pRb转录因子复合体活性的调节。pRb失活时，其复合体中释放出的转录因子可促进P16基因转录水平的提高，增加的P16蛋白又能与CDK4蛋白结合导致CDK4/Cyclin D复合物的失活从而减少pRb的磷酸化作用。在目前大多数研究中，P16基因蛋白的失活被认为主要与P16基因本身的缺失、点突变及重组有关。其中P16基因的纯合性缺失是其正常功能丢失的主要方式。在原发性非小细胞肺癌(NSCLC)中，P16基因纯合性缺失率为9%(11/123)，点突变率为11%(19/177)。而在NSCLC细胞株中，纯合性缺失可达27%(66/241)，点突变率为10%(11/105)。Nakagawa等观察了P16基因突变的核苷酸序列的改变情况，发现肺癌中最常见的核苷酸改变是G：C转换为T：A，可达50%。这种变化与P53基因在肺癌中的突变十分类似，属于肺肿瘤特有的改变。因为烟草成分中的苯丙芘能导致G：C转换为T：A，故提示吸烟与肺癌中P16基因的点突变有密切关系。
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许多研究表明，P16基因及其产物的改变与非小细胞肺癌(NSCLC)的形成发展关系密切。Hayashi等检测64例NSCLC，发现19例有P16基因突变。Washimi等同时检测了来源于18例病人的20例NSCLC细胞株及其相应肿瘤标本，发现有6例纯合性缺失和2例点突变。其中，在同一患者身上代表不同转移时序的相应转移位点取材建立的细胞株都检测出了突变。另有研究发现，所检测到的P16基因突变病例均见于临床Ⅲ或Ⅳ期患者。
3 P53基因与肺癌
P53基因位于人染色体17P13，含有11个外显子和10个内含子。它编码的产物是分子量为5.3KD的磷酸核蛋白。目前认为野生型P53基因是细胞生长重要的负调节基因，在维持细胞正常生长、抑制恶性增殖进程中起重要作用。P53基因产物可直接与WAF1基因结合，从而活化WAF1基因的转录功能。而WAF1基因编码的蛋白P21是在G1/S期起活性作用的细胞周期蛋白依赖性激酶的抑制剂。因此，野生型P53是通过活化WAF1基因的转录而抑制细胞周期的进程。P53基因突变主要是点突变，另有少量插入或缺失突变。点突变约83%为能引起蛋白质改变的错义突变。一旦发生突变，突变型P53将过度表达，并能够同正常P53结合形成寡聚蛋白复合物使其失活，进而抑制后者功能。可以说，突变的P53不仅失去了正常野生型P53的生长抑制作用，而且本身又具有癌基因的功能。
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Yokota等应用RFLP方法检测肺癌标本发现，小细胞肺癌(SCLC)中，chr3p、chr13q、chr17p三个染色体区上的等位基因杂合性丢失近100%；NSCLC中chr3p染色体区等位基因杂合性丢失约79%。Hibi等检测48例肺癌标本，其中等位基因丢失SCLC达100%(9/9)；大细胞肺癌100%(4/4)；肺磷癌为70%(14/20)；肺腺癌为87%(13/15)。Same-Shima等应用PCR-单链构象多态性分析方法分析SCLC中P53基因改变发现：P53基因突变在SCLC中高达90%以上，说明P53基因是SCLC杂合子丢失的靶基因。同时发现有P53基因突变的肿瘤细胞在转移过程中生长较快，说明该病例预后较差。Miller测试了P53基因在肺癌中突变的频率，发现肺鳞癌为55%、大细胞肺癌为50%、肺腺癌为26%、小细胞肺癌为73%。随着P53基因与肺癌关系研究的不断深入，我们不仅可以探讨肺癌的发生发展机制，而且可通过P53点突变的检测等方法进行肺癌的临床早期诊断，甚至基因治疗。在体外培养的有P53缺陷的肿瘤细胞系中引入正常野生型P53基因，可使培养细胞的恶性表型得以逆转，这为进一步的临床实验提供了细胞学依据。
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4 K-ras基因与肺癌
K-ras基因位于人第12号染色体上，含有四个编码外显子和一个5’端非编码外显子，编码由188个氨基酸组成、分子量为21KD的ras蛋白、即P21蛋白。P21蛋白与GTP和GDP具有高度亲合性。当与GTP结合时(P21-GTP)呈“激活”状态，与GDP结合(P21-GDP)呈“失活”状态。当GTP浓度下降和(或)GDP浓度升高时，P21-GTP经腺苷水解酶协助由P21-GTP转化为P21-GDP，P21-GDP再经腺苷环化酶作用又转化为P21-GTP，从而完成细胞重要的信息输入。P21-GTP与ras GTP酶激活蛋白(GAP)作用，使细胞调控信息输出。当ras基因发生异常改变时，P21蛋白结构改变，失去其原有的信息传导作用，从而使细胞的调控和增殖紊乱，发展成肿瘤细胞。
K-ras基因发生异常改变主要有点突变、插入突变和表达增强。肺癌中K-ras基因点突变均发生在非小细胞肺癌(NSCLC)，其中肺腺癌占30～50%，鳞癌和大细胞癌较少发生。肺腺癌中K-ras基因的突变大多发生在第12密码子，且以第一位碱基G-T互换为主。有资料报道，肺腺癌中K-ras基因突变与否与癌细胞分化程度有关。Sugio发现肺腺癌K-ras基因未突变者以细胞高分化为主，而K-ras基因突变者以细胞中度分化多见。检测K-ras基因的突变状况，对判断肺癌预后也具有重要价值。Slebos检查69例经外科切除的早期肺腺癌，发现有19例K-ras基因的第12密码子发生突变。突变组缓解期较未突变组明显缩短。突变组总生存率平均2年，而未突变组为4年。Sugio等观察115例肺腺癌患者，发现即使在无淋巴结转移的情况下未突变组5年生存率为83%，而突变组仅为53%。更多的研究显示有K-ras基因突变的肺腺癌患者复发率高、预后差。另有资料报道，吸烟是促使K-ras基因突变的重要因素之一。Westras对57例既往吸烟、27例当前吸烟和27例非吸烟的肺腺癌患者进行回顾性分析发现，既往吸烟组虽戒烟多年，但K-ras基因第12密码子突变率仍高达32%，当前吸烟组突变率为30%，而非吸烟组的突变率仅为7%。结果提示K-ras基因第12密码子可能是吸烟致突变的靶基因片段，而且突变发生在肺腺癌的早期，一旦发生后，不可逆转。
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5 Rb、myc、erb基因等与肺癌
Rb基因定位于人染色体13q14，编码具有928个氨基酸的核磷蛋白(即Rb蛋白)。Rb蛋白磷酸化是Rb基因调节细胞分化的主要形式。在G1期，Rb蛋白同某些核结构紧密结合，肺癌细胞中，突变的Rb蛋白失去了同核酸体结合的功能。研究发现，在90%以上的SCLC和20%以下的NSCLC中缺少Rb蛋白的表达或其结构异常。Rb在肺癌中的突变形式包括基因缺失、无义突变或剪接异常。Rb介导的生长调节途径在NSCLC中可通过周期素D1过度表达而失活。
myc基因在SCLC中通过基因扩增而活化，它与不良预后相关。而在NSCLC中myc通过转录失调而致其蛋白过度表达。myc的过度表达在缺乏某些生长因子时会反常地导致细胞凋亡。
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由erb-B1编码的EGFR在NSCLC中较在SCLC中更常发生过度表达，并可能与肿瘤的分期及分化有关。由erb-B2(HER2/neu)编码的另一种受体P185在1/3以上的NSCLS中高度表达，尤其是在肺腺癌中，并与NSCLC中一种内源性多药耐药性相关。
MCC基因是家庭性结肠息肉的易感基因，定位于人染色体5q21，编码829个氨基酸的蛋白。现研究表明MCC不仅与结肠癌有关，而且与SCLC、NSCLC有关。抗癌基因APC也与SCLC、NSCLC有关。
6 端粒、端粒酶与肺癌
端粒是真核生物细胞染色体末端含有特定的核苷酸序列及结构的一段区域，具有保护和稳定染色体末端，避免染色体重组和末端降解，防止遗传信息丢失和有利于DNA的末端复制等功能。端粒酶是一种由RNA和蛋白质组成的特殊的逆转录酶，其RNA中含有与端粒互补的末端序列，能特异性识别端粒引物位点及复制端粒的序列。其蛋白质能与端粒引物和端粒酶RNA特异交联和结合。端粒酶与端粒的合成有关。正常人的体细胞端粒随分裂次数增多和年龄的增长而逐渐缩短。肿瘤细胞的端粒可表现融合、异常缩短等改变。Law等从肺鳞癌淋巴结转移灶中提取癌细胞进行分析发现染色体的结构改变主要发生在1q11、2p11.1、2q11.1三部分，表现为易位、缺失及等臂染色体等。进一步研究发现，这些异常染色体的端粒均发生结构改变。Shirotand等观察64例不同类型肺癌细胞端粒长度的变化，发现端粒明显缩短的81.25%，端粒延长的12.5%、端粒会聚的6.25%。大部分小细胞肺癌早期就有端粒的异常改变，非小细胞肺癌中除部分腺癌在早期发生端粒结构改变外，均发生在中、晚期，且多见于细胞分裂周期中的S期，可能是细胞经过多次分裂后才发生的结果。
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研究表明，各种体外培养的肿瘤细胞株和人类绝大部分恶性肿瘤都有端粒酶活性表达，而正常的体细胞则无表达。目前认为端粒酶的激活是细胞获得无限增殖能力的共同途径。有资料报道，肺癌中端粒酶活性表达率高，其中非小细胞肺癌为72.9%(35/45)和81.8%(63/77)，小细胞肺癌为100%。采用放射自显影技术观察到小细胞肺癌的端粒酶活性为强阳性，而非小细胞肺癌的端粒酶活性为弱到中度阳性，部分阴性。Hiyama认为，端粒酶活性与细胞是否具有永生性有关。端粒酶活性程度高的肺癌中永生化细胞数所占比例就多，端粒酶活性低的肺癌中永生化细胞数所占的比例就相对较少。端粒酶活性与端粒长度也有一定相关性。大部分端粒酶阳性的肺癌细胞端粒明显缩短。一般认为，端粒酶一旦被激活，细胞就获得了无限增殖的能力，端粒的长度可保持不变动或缩短。对端粒和端粒酶的研究以及临床对端粒酶活性的检测，不仅有利于我们揭示肺癌发生的分子机制，也有助于临床上对肺癌的诊断和预后的判断。此外，通过研究抑制端粒酶的药物可望达到治疗肺癌的目的。, http://www.100md.com
单位：湖北三峡学院医学院病理解剖学教研室(宜昌 443003)
关键词：
肺癌分子生物学研究
随着肿瘤分子生物学研究的不断深入，人们已认识到肿瘤的发生可能是癌基因的激活与抑癌基因的失活共同作用的结果。引起遗传物质DNA损害的各种环境的与遗传的致癌因子可能以协同或者序贯的方式，激活癌基因和(或)灭活抑癌基因，使细胞发生转化。大量有关肺癌分子生物学的研究表明，肺癌的发生、进展与多种癌基因、抑癌基因以及染色体的异常有关。有资料报道，与肺癌有关的原癌基因有：核内基因C-myc、N-myc.L-myc、C-jun、C-mybl；膜相关蛋白K-ras；受体酪氨酸激酶C-erb2、C-fms、C-kit、C-met；非受体酪氨酸激酶C-src；胞浆丝氨酸激酶C-raf-1；Apoptosis抑制因子bcl-2。与肺癌有关的抑癌基因有：nm23、p53、Rb、3p、APC、MCC等。染色体端粒异常和端粒酶活性表达与肺癌也密切相关。对肺癌有关癌基因的深入研究，不仅使我们对肺癌的病因、分子病理学机制有更深刻的认识，而且通过阐明癌基因与肺癌生物学行为、临床表现的关系，在临床上对肺癌的诊断、预后判断及基因治疗具有重要的意义。
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肺癌依其生物特性分为两类：一是非小细胞肺癌(NSCLC)，占肺癌的75%，包括鳞癌、腺癌、大细胞癌等。一是小细胞肺癌(SCLC)，占25%。在上述与肺癌相关的癌基因中，不同的癌基因与肺癌的相关程度是不同的。在NSCLC和SCLC不同类型的肺癌中，各癌基因的异常表达也有很大差异。本文仅介绍与肺癌相关性较大的一些分子生物学研究情况。
1 nm23基因与肺癌
nm23基因是Steeg等运用差别筛选cDNA文库方法，以7个转移潜力不同的小白鼠黑色素瘤K-1735细胞株中分离出来的一种cDNA基因。nm23基因首先是作为肿瘤转移基因被发现的。目前，人类已发现的nm23基因有两个亚型即nm23-H1和nm23-H2，两者均位于人体染色体17q21-3，分别编码18.5KD和17KD两种蛋白。该基因全部编码区由533个核苷酸组成，产生的蛋白质含152个氨基酸。人nm23基因蛋白氨基酸序列与核苷酸二磷酸激酶(NDPK)高度同源，nm23基因编码的产物即为NDPK。NDPK是多种物种高度保守的酶蛋白，普遍存在于各种组织细胞中，通过将GDP还原为GTP参与体内多种生物化学过程。此外，NDPK还可直接影响微丝微管的聚合、解聚、DNA合成等。若NDPK异常会引起纺锤体形成障碍出现非整倍体细胞，引起细胞活动增强，促进肿瘤转移。
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运用Northern印迹杂交分析法检测人肺癌中nm23蛋白的表达结果发现：nm23基因在低分化鳞癌中的表达明显低于中等分化的鳞癌；nm23-H1mRNA和nm23-H2mRNA在小细胞肺癌中的表达明显低于鳞癌，提示nm23mRNA的表达与肺癌细胞的分化程度相关。应用免疫组化法对146例非小细胞肺癌研究表明，nm23-H1的表达与肺癌组织学类型无关而与分化程度有关。Kawakubu等对147例肺腺癌的研究发现，nm23蛋白在肺癌中的表达与肺癌的病理分级及区域淋巴结转移呈负相关。Laiww等也证实nm23-H1蛋白水平与小细胞肺癌的转移呈负相关。nm23在无淋巴结转移肺癌中的阳性率显著高于淋巴结转移组，表明nm23基因在肺癌中的表达水平的高低，与肺癌的转移密切相关。Hsu等认为nm23抑制鳞癌转移与MTSI基因有关，若nm23:MTSI比例上升，则抑制肿瘤转移，反之则促使肿瘤转移。Steeg等发现64%的乳腺癌、42%的非小细胞肺癌、20%肾癌和结肠癌均出现nm23-H1等位基因缺失。目前，nm23基因产物制成的诊断试剂盒，在美国和德国正广泛地应用于临床肺癌转移检测中。
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2 P16基因与肺癌
P16基因定位于人染色体9P21。P16基因编码蛋白发挥细胞生长抑制功能，其功能与其作为一种CDK4抑制因子及与pRb之间的相互调节作用密切相关。在正常细胞周期中，CDK4与细胞周期蛋白D(CyclinD)形成复合体，这种复合体又能与pRb结合，促使pRb磷酸化失活，并让pRb/EIF复合体中的转录因子EIF释放出来，启动细胞进入S期所需基因的转录，从而使细胞从G1期进入S期。这种CDK4/Cyclin D复合体介导pRb的细胞周期依赖性磷酸化作用受到CDK4抑制因子P16的负性调节，而P16本身的水平又受到pRb转录因子复合体活性的调节。pRb失活时，其复合体中释放出的转录因子可促进P16基因转录水平的提高，增加的P16蛋白又能与CDK4蛋白结合导致CDK4/Cyclin D复合物的失活从而减少pRb的磷酸化作用。在目前大多数研究中，P16基因蛋白的失活被认为主要与P16基因本身的缺失、点突变及重组有关。其中P16基因的纯合性缺失是其正常功能丢失的主要方式。在原发性非小细胞肺癌(NSCLC)中，P16基因纯合性缺失率为9%(11/123)，点突变率为11%(19/177)。而在NSCLC细胞株中，纯合性缺失可达27%(66/241)，点突变率为10%(11/105)。Nakagawa等观察了P16基因突变的核苷酸序列的改变情况，发现肺癌中最常见的核苷酸改变是G：C转换为T：A，可达50%。这种变化与P53基因在肺癌中的突变十分类似，属于肺肿瘤特有的改变。因为烟草成分中的苯丙芘能导致G：C转换为T：A，故提示吸烟与肺癌中P16基因的点突变有密切关系。
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许多研究表明，P16基因及其产物的改变与非小细胞肺癌(NSCLC)的形成发展关系密切。Hayashi等检测64例NSCLC，发现19例有P16基因突变。Washimi等同时检测了来源于18例病人的20例NSCLC细胞株及其相应肿瘤标本，发现有6例纯合性缺失和2例点突变。其中，在同一患者身上代表不同转移时序的相应转移位点取材建立的细胞株都检测出了突变。另有研究发现，所检测到的P16基因突变病例均见于临床Ⅲ或Ⅳ期患者。
3 P53基因与肺癌
P53基因位于人染色体17P13，含有11个外显子和10个内含子。它编码的产物是分子量为5.3KD的磷酸核蛋白。目前认为野生型P53基因是细胞生长重要的负调节基因，在维持细胞正常生长、抑制恶性增殖进程中起重要作用。P53基因产物可直接与WAF1基因结合，从而活化WAF1基因的转录功能。而WAF1基因编码的蛋白P21是在G1/S期起活性作用的细胞周期蛋白依赖性激酶的抑制剂。因此，野生型P53是通过活化WAF1基因的转录而抑制细胞周期的进程。P53基因突变主要是点突变，另有少量插入或缺失突变。点突变约83%为能引起蛋白质改变的错义突变。一旦发生突变，突变型P53将过度表达，并能够同正常P53结合形成寡聚蛋白复合物使其失活，进而抑制后者功能。可以说，突变的P53不仅失去了正常野生型P53的生长抑制作用，而且本身又具有癌基因的功能。
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Yokota等应用RFLP方法检测肺癌标本发现，小细胞肺癌(SCLC)中，chr3p、chr13q、chr17p三个染色体区上的等位基因杂合性丢失近100%；NSCLC中chr3p染色体区等位基因杂合性丢失约79%。Hibi等检测48例肺癌标本，其中等位基因丢失SCLC达100%(9/9)；大细胞肺癌100%(4/4)；肺磷癌为70%(14/20)；肺腺癌为87%(13/15)。Same-Shima等应用PCR-单链构象多态性分析方法分析SCLC中P53基因改变发现：P53基因突变在SCLC中高达90%以上，说明P53基因是SCLC杂合子丢失的靶基因。同时发现有P53基因突变的肿瘤细胞在转移过程中生长较快，说明该病例预后较差。Miller测试了P53基因在肺癌中突变的频率，发现肺鳞癌为55%、大细胞肺癌为50%、肺腺癌为26%、小细胞肺癌为73%。随着P53基因与肺癌关系研究的不断深入，我们不仅可以探讨肺癌的发生发展机制，而且可通过P53点突变的检测等方法进行肺癌的临床早期诊断，甚至基因治疗。在体外培养的有P53缺陷的肿瘤细胞系中引入正常野生型P53基因，可使培养细胞的恶性表型得以逆转，这为进一步的临床实验提供了细胞学依据。
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4 K-ras基因与肺癌
K-ras基因位于人第12号染色体上，含有四个编码外显子和一个5’端非编码外显子，编码由188个氨基酸组成、分子量为21KD的ras蛋白、即P21蛋白。P21蛋白与GTP和GDP具有高度亲合性。当与GTP结合时(P21-GTP)呈“激活”状态，与GDP结合(P21-GDP)呈“失活”状态。当GTP浓度下降和(或)GDP浓度升高时，P21-GTP经腺苷水解酶协助由P21-GTP转化为P21-GDP，P21-GDP再经腺苷环化酶作用又转化为P21-GTP，从而完成细胞重要的信息输入。P21-GTP与ras GTP酶激活蛋白(GAP)作用，使细胞调控信息输出。当ras基因发生异常改变时，P21蛋白结构改变，失去其原有的信息传导作用，从而使细胞的调控和增殖紊乱，发展成肿瘤细胞。
K-ras基因发生异常改变主要有点突变、插入突变和表达增强。肺癌中K-ras基因点突变均发生在非小细胞肺癌(NSCLC)，其中肺腺癌占30～50%，鳞癌和大细胞癌较少发生。肺腺癌中K-ras基因的突变大多发生在第12密码子，且以第一位碱基G-T互换为主。有资料报道，肺腺癌中K-ras基因突变与否与癌细胞分化程度有关。Sugio发现肺腺癌K-ras基因未突变者以细胞高分化为主，而K-ras基因突变者以细胞中度分化多见。检测K-ras基因的突变状况，对判断肺癌预后也具有重要价值。Slebos检查69例经外科切除的早期肺腺癌，发现有19例K-ras基因的第12密码子发生突变。突变组缓解期较未突变组明显缩短。突变组总生存率平均2年，而未突变组为4年。Sugio等观察115例肺腺癌患者，发现即使在无淋巴结转移的情况下未突变组5年生存率为83%，而突变组仅为53%。更多的研究显示有K-ras基因突变的肺腺癌患者复发率高、预后差。另有资料报道，吸烟是促使K-ras基因突变的重要因素之一。Westras对57例既往吸烟、27例当前吸烟和27例非吸烟的肺腺癌患者进行回顾性分析发现，既往吸烟组虽戒烟多年，但K-ras基因第12密码子突变率仍高达32%，当前吸烟组突变率为30%，而非吸烟组的突变率仅为7%。结果提示K-ras基因第12密码子可能是吸烟致突变的靶基因片段，而且突变发生在肺腺癌的早期，一旦发生后，不可逆转。
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5 Rb、myc、erb基因等与肺癌
Rb基因定位于人染色体13q14，编码具有928个氨基酸的核磷蛋白(即Rb蛋白)。Rb蛋白磷酸化是Rb基因调节细胞分化的主要形式。在G1期，Rb蛋白同某些核结构紧密结合，肺癌细胞中，突变的Rb蛋白失去了同核酸体结合的功能。研究发现，在90%以上的SCLC和20%以下的NSCLC中缺少Rb蛋白的表达或其结构异常。Rb在肺癌中的突变形式包括基因缺失、无义突变或剪接异常。Rb介导的生长调节途径在NSCLC中可通过周期素D1过度表达而失活。
myc基因在SCLC中通过基因扩增而活化，它与不良预后相关。而在NSCLC中myc通过转录失调而致其蛋白过度表达。myc的过度表达在缺乏某些生长因子时会反常地导致细胞凋亡。
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由erb-B1编码的EGFR在NSCLC中较在SCLC中更常发生过度表达，并可能与肿瘤的分期及分化有关。由erb-B2(HER2/neu)编码的另一种受体P185在1/3以上的NSCLS中高度表达，尤其是在肺腺癌中，并与NSCLC中一种内源性多药耐药性相关。
MCC基因是家庭性结肠息肉的易感基因，定位于人染色体5q21，编码829个氨基酸的蛋白。现研究表明MCC不仅与结肠癌有关，而且与SCLC、NSCLC有关。抗癌基因APC也与SCLC、NSCLC有关。
6 端粒、端粒酶与肺癌
端粒是真核生物细胞染色体末端含有特定的核苷酸序列及结构的一段区域，具有保护和稳定染色体末端，避免染色体重组和末端降解，防止遗传信息丢失和有利于DNA的末端复制等功能。端粒酶是一种由RNA和蛋白质组成的特殊的逆转录酶，其RNA中含有与端粒互补的末端序列，能特异性识别端粒引物位点及复制端粒的序列。其蛋白质能与端粒引物和端粒酶RNA特异交联和结合。端粒酶与端粒的合成有关。正常人的体细胞端粒随分裂次数增多和年龄的增长而逐渐缩短。肿瘤细胞的端粒可表现融合、异常缩短等改变。Law等从肺鳞癌淋巴结转移灶中提取癌细胞进行分析发现染色体的结构改变主要发生在1q11、2p11.1、2q11.1三部分，表现为易位、缺失及等臂染色体等。进一步研究发现，这些异常染色体的端粒均发生结构改变。Shirotand等观察64例不同类型肺癌细胞端粒长度的变化，发现端粒明显缩短的81.25%，端粒延长的12.5%、端粒会聚的6.25%。大部分小细胞肺癌早期就有端粒的异常改变，非小细胞肺癌中除部分腺癌在早期发生端粒结构改变外，均发生在中、晚期，且多见于细胞分裂周期中的S期，可能是细胞经过多次分裂后才发生的结果。
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研究表明，各种体外培养的肿瘤细胞株和人类绝大部分恶性肿瘤都有端粒酶活性表达，而正常的体细胞则无表达。目前认为端粒酶的激活是细胞获得无限增殖能力的共同途径。有资料报道，肺癌中端粒酶活性表达率高，其中非小细胞肺癌为72.9%(35/45)和81.8%(63/77)，小细胞肺癌为100%。采用放射自显影技术观察到小细胞肺癌的端粒酶活性为强阳性，而非小细胞肺癌的端粒酶活性为弱到中度阳性，部分阴性。Hiyama认为，端粒酶活性与细胞是否具有永生性有关。端粒酶活性程度高的肺癌中永生化细胞数所占比例就多，端粒酶活性低的肺癌中永生化细胞数所占的比例就相对较少。端粒酶活性与端粒长度也有一定相关性。大部分端粒酶阳性的肺癌细胞端粒明显缩短。一般认为，端粒酶一旦被激活，细胞就获得了无限增殖的能力，端粒的长度可保持不变动或缩短。对端粒和端粒酶的研究以及临床对端粒酶活性的检测，不仅有利于我们揭示肺癌发生的分子机制，也有助于临床上对肺癌的诊断和预后的判断。此外，通过研究抑制端粒酶的药物可望达到治疗肺癌的目的。, http://www.100md.com