以端粒酶为靶点治疗乳腺癌的研究进展
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摘要：端粒酶是一种可以维持端粒长度的RNA酶，抑制端粒酶可能会使端粒缩短并使肿瘤无限增殖停止。本文对以端粒酶为靶点治疗乳腺癌的研究进展作一综述。
关键词：端粒酶；乳腺癌；端粒酶RNA；端粒酶催化亚单位
中图分类号：R737, 9文献标识码：A文章编号：1672-979X(2007)10-0040-03
Progress on Telomerase as Target for Treatment of Breast Cancer
ZHANG Yong-chao , LI Bao-cai , MENG Qing-xiong
（Faculty of life Sciences and Technology ,Kunming University of Science and Technology , Kunming 650024,China）
Abstract：Telomerase is a kind of RNase that can maintain the length of telomere．The inhibition of telomerase may lead to telomere shortening and cessation of unrestrained tumor proliferation．The progress on telomerase as target for the treatment of breast cancer is summarized in this article．
Key words：telomerase; breast cancer; telomerase RNA; telomerase catalytic subunit
自20世纪70年代末开始，乳腺癌发病率在全球范围内一直位居女性肿瘤的首位，并且每年以2%的速度递增。近10年其肿瘤标志物的研究取得的了进展，端粒酶活性与乳腺癌的关系是目前研究的热点。现就端粒酶及其在乳腺癌中诊疗的研究进展综述如下。
1端粒及端粒酶[1]
端粒（telomere）是真核细胞染色体末端的特殊DNA蛋白质结构，端粒DNA内含大量的5＇TTAGGG3＇重复序列， 在体外形成发夹样折叠的二级结构，为染色体末端提供了一个保护性“帽子”，对防止染色体末端融合（end to end fusion）、丢失（loss）、重排（rearrangement）和DNA降解（degradation），维持染色体结构起了十分重要的作用。当亲代DNA合成结束后，RNA引物就被降解，DNA聚合酶有填补缺口的作用，但是，与模板DNA3＇端结合的引物降解后不能被填补，因此，在DNA复制过程中，染色体末端有一段遗传信息得不到复制，所以，在普通体细胞中，端粒末端会随周期性复制而逐渐缩短，限制了细胞的增殖能力，当至某一特定界限时，细胞将停止分裂而凋亡。因而端粒可被认为是与细胞衰老有关的内部生物钟。端粒DNA丢失可被假设是细胞，甚至可能是有机体衰老的基础。
端粒酶（telomerase）是由RNA和相关蛋白质组成的核糖白体复合物，属于专一依赖RNA的逆转录酶，含有引物特异识别位点，可识别单链富含G的寡核苷酸引物，并以自身RNA为模板合成端粒DNA，维持端粒的长度和稳定，保持染色体的完整。研究表明，人端粒酶由RNA成分（human telomerase RNA，hTR），催化亚单位逆转录蛋白（human telomerase reverse transcriptase，hTERT）和端粒酶相关蛋白（TP1/TLP1）组成。
2端粒酶在乳腺癌中的表达
对人类肿瘤及肿瘤细胞系研究表明，约90%的肿瘤细胞有端粒酶活性，而正常体细胞大多未检出端粒酶活性，仅胚胎细胞、男性生殖细胞、造血干细胞和活化淋巴细胞等有表达。肿瘤组织中端粒酶活性的检出率如此之高，使其成为可能是目前最为广谱的肿瘤标记物。刘法文等[2]用TRAP-assay法检测了人乳腺癌及其癌旁正常组织中端粒酶的活性，26例乳腺癌组织端粒酶活性均阳性表达（其中4例呈弱阳性），24例癌旁组织中5例呈弱阳性，19例呈阴性，而正常组织及lysis buffer对照均呈阴性反应。表明端粒酶激活与乳腺癌细胞密切相关，测定端粒酶活性的表达在乳腺癌早期诊断及治疗中可能有重要意义。
3针对乳腺癌端粒酶的治疗进展
3.1针对端粒酶RNA（hTR）的治疗
hTR 端粒酶是以其自身RNA为模板来合成端粒DNA序列的，因此，可通过消除其模板作用来抑制端粒酶活性。
3.1.1 hTR的反义基因治疗目前有多种反义方法用于抑制hTR亚单位，如反义寡核苷酸、肽核酸和核酶等。肽核酸是人工合成的反义寡核苷酸，包含非离子性的骨架，在体内稳定性较高，不易被核酸酶和蛋白酶降解。赵丽等[3]为探讨针对人类hTR基因的反义寡核苷酸（AS-ODN）对乳腺癌细胞系MCF-7的影响，将AS-ODN作用于细胞。结果表明，AS-ODN能抑制MCF-7细胞生长，降低端粒酶活性并诱导细胞凋亡。
3.1.2 脱氧核酶对hTR的切割作用作为RNA特异切割酶的“l0～23”型脱氧核酶是目前最引人注目的，有比较深入的研究和初步的应用 。赵家明等[4]针对hTR基因的核苷酸序列，合成“l0～23”型脱氧核酶及其类似物，提取总RNA在体外切割 hTR。转染到乳腺癌细胞后，发现未经修饰的脱氧核酶（DZT）和在DZT的3＇末段添加倒位连接T碱基的脱氧核酶（DZTi）在体外能够有效地切割hTR。对比显示，DZTi比DZT对hTR表现出更强的切割作用，DZTi能显著地降低乳腺癌细胞端粒酶活性。表明人工合成的脱氧核酶也能高效特异地切割hTR，并降低乳腺癌细胞的端粒酶活性。
3.2针对端粒酶催化亚单位（hTERT）的治疗
唐峰等[5]用原位杂交法检测hTERT mRNA在乳腺癌细胞的表达，研究表明，hTERT mRNA在癌变组织中的表达明显多于癌旁正常乳腺组织。表明端粒酶 hTERT mRNA表达可能在乳腺导管癌的组织发生中起关键作用。hTERT在肿瘤组织的高表达，使它可能成为更加理想的肿瘤端粒酶抑制靶点。
3.2.1 hTERT的反义基因治疗和针对hTR的反义基因治疗方法类似，针对hTERT的反义基因治疗也取得了进展。高金波等[6]用与hTERTmRNA互补的反义寡核甘酸作用于乳腺癌细胞，细胞端粒酶活性明显受到抑制，细胞的增殖能力降低，并可诱导细胞凋亡。
3.2.2 针对hTERT表达的调控机制hTERT表达调控是一个复杂过程，与很多转录调节因子相关，针对这些调控机制也是抑制端粒酶活性的可行思路。
乳腺癌是激素依赖性肿瘤，雌激素受体（ER）、孕激素受体（PR）在乳腺癌的形成发展过程中起关键作用。有关端粒酶与性激素的调节机制还不十分清楚，但有证据表明，激素与端粒酶活性有关[7]；乳腺癌易感基因BRCA1（breast cancer susceptibility gene）是近年发现的肿瘤抑制基因，与乳腺癌发生关系密切。陈莉等[8] 研究证实，外源性BRCA1基因表达可抑制人乳腺癌MCF-7细胞中hTERT基因的表达，并抑制MCF-7细胞的增殖能力；研究还显示原癌基因c-Myc通过与Max蛋白结合形成Myc/Max异二聚体，它能与核心启动子的E-box结合，激活 hTERT基因的转录。Wang[9]等研究证实c-Myc基因确有上调端粒酶活性的功能；p53是另一个参与乳腺癌hTERT表达的调节因子。卫建平等[7]研究发现，良性病变p53的表达低于恶性肿瘤，表明它与hTERT蛋白表达可能相关；RNA干扰（RNA interference，RNAi）技术近年发展迅速，薛晓荣等[10]以hTERT为靶点，设计合成hTERT特异性的小干扰 RNA（siRNA），转染乳腺癌MCF-7细胞系，通过体外细胞培养及动物实验证明 hTERT-siRNA可以特异性地抑制MCF-7细胞的体内、体外生长能力。
3.3针对端粒酶的免疫性治疗
hTERT于肿瘤细胞表达而在正常细胞不表达，因此，被认为是有效的免疫治疗靶点。目前已鉴定出hTERT上的2个HLA-A2位点，并在体外诱导了特异性CTL的产生[11]。更重要的是研究结果证实，产生的特异性细胞毒性T淋巴细胞（CTL）能溶解 HLA-A2阳性的乳腺癌细胞系MCF-7，但不能溶解HLA-A2阴性的乳腺癌细胞系SK-BR-3。而这2种细胞系通过TRAPeze分析法证实都是hTERT阳性。
3.4其它
CD44v作为粘附分子是分布极为广泛的细胞表面跨膜糖蛋白，主要参与细胞与基质间特异性粘连过程，介导淋巴细胞归巢，参与细胞迁移运动。其变异体CD44v基因是一种转移相关基因，在许多人体实体瘤中表达，与肿瘤侵袭和转移密切相关。研究证实[12] ，端粒酶和CD44v基因蛋白在正常乳腺组织中表达均呈阴性，在乳腺癌组织中则有不同程度的阳性表达，并且随病程进展端粒酶和CD44v基因蛋白表达量逐渐增加。因此，检测乳腺癌患者端粒酶和CD44v，可以判断乳腺癌的侵袭和转移能力,对估计预后有一定的意义，可为术后高危患者制定合理的治疗方案及防止肿瘤复发和转移提供可靠依据。
Bcl-2与bax是调控细胞凋亡的重要基因，在多种肿瘤的发生发展中起重要作用。郭华雄等[13]用原位杂交和免疫组织技术检测乳腺良、恶性病变组织中的端粒酶活性和bcl-2及bax蛋白的表达。结果证实，随着bcl-2/bax比值的增加，端粒酶活性增加，两者呈明显的正相关（P
肿瘤坏死因子-α（TNF-α）也可用于治疗肿瘤，但它有严重且广泛的毒副作用。用基因有望解决这一问题，现已有转染TNF-α基因治疗肿瘤的实验与临床研究。国内研究显示[14] ，耐药性人乳腺癌细胞导入TNF-α基因后，细胞生长也受到抑制，端粒酶活性降低。提示抑制端粒酶活性可能是外源性TNF-α 基因抑制耐药细胞的分子机制之一。
放疗是目前治疗肿瘤的重要辅助治疗手段，90%以上的癌症患者在治疗的不同阶段需要放疗或（和）化疗，因此，射线对端粒酶活性影响的研究具有重要的临床价值。研究证实[15]，放射线能降低小鼠乳腺癌细胞的端粒酶活性，并且有剂量依赖效应，即射线剂量越高，肿瘤的端粒酶活性越低。
4结语
端粒酶可在大多数乳腺癌中表达，可作为诊断乳腺癌的辅助指标，并可能作为抗乳腺癌的理想靶点，但尚有很多问题需要解决：（1）端粒酶与乳腺癌的浸润、淋巴结转移、预后等的关系有待更多病例的研究；（2）除恶性肿瘤细胞有端粒酶活性表达外，正常人类生殖细胞、造血干细胞、外周血白细胞、表皮细胞等具有再生能力的细胞也有不同水平的端粒酶活性表达，端粒酶抑制剂对这些细胞也有影响，其毒性评价也是一个重要问题。
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