抑癌基因FHIT在妇科疾病中的研究进展

[摘要] 脆性组氨酸三联体基因（FHIT）是近年新发现的抑癌基因， FHIT主要通过某种信号途径诱导凋亡、调控细胞周期、降解促使细胞增殖的二腺苷三磷酸（AP3A），从而抑制肿瘤细胞的增殖。FHIT在多种妇科疾病中呈不同程度的表达缺失或结构异常，将导致基因产物缺失或功能紊乱，与妇科疾病的发生、发展密切相关。该研究就其结构特点，基因分布，作用机理，基因失活及在妇科疾病表达及基因治疗等方面进行阐述，以寻找妇科疾病诊断及治疗的新靶点。

[关键词] FHIT；抑癌基因；妇科疾病

[中图分类号] R730.2 [文献标识码] A [文章编号] 1674-0742（2014）05（b）-0196-03

抑癌基因是一类抑制细胞过度生长、增殖从而遏制肿瘤形成的基因，抑癌基因失活或丢失可能出现肿瘤。Ohta等于1996年应用外显子捕获法及克隆定位技术发现FHHIT基因，表现出许多肿瘤抑制基因的特点，故被归为侯选抑癌基因[1]。在妇科疾病中的生物学作用已被普遍关注。

1 FHIT基因的定位结构特点

FHIT基因编码的蛋白质和具有三价组氨酸结构域的组氨酸三连体蛋白家族高度同源，位于3P14・2区域，该基因跨越家族性肾细胞癌相关性的染色体交叉易位断裂点t（ 3；8 ）、人类染色体脆性位点FRA3B、抑癌基因PTPRG的5′末端及HPV16整合位点，并含有编码组氨酸三联体的功能区，它是联系肿瘤与染色体脆性易位点的首个分子生物学证据。可调节细胞凋亡与周期[2]。FHIT基因在染色体上占据1Mb大小的位置，其cDNA长约1 095 bp，转录产物为1.1 kp的mRNA，由10个外显子（Exon）组成。外显子5内含有起始密码蛋氨酸，是第一编码外显子，且临近脆性位点FRA3B，外显子8编码含有高度保守特异性HIT的核心单元的密码，可结合锌，因此缺失这两个外显子可导致FHIT基因丧失蛋白功能。外显子6中含有1个框架内的蛋氨酸密码，当缺失外显子5时，外显子6中的蛋氨酸密码仍可将FHIT蛋白质的部分结构与功能翻译出来。起始外显子1～3位于PTPRG5′末端与t（3；8）断裂处的着丝粒侧为启事外显子1～3，t（3；8）移位可干扰表达FHIT基因。其中第1～4个外显子和第10个外显子只转录不翻译，外显子5～9构成一开放阅读框架（ORF），长约500 bp，5′端含一个非编码区，长约350 bp，编码由147个氨基酸残基构成的分子量为16 800的蛋白质。3’非翻译区含PolyA共有序列和一个PolyA尾。正常的FHIT基因仅在第4、6、8、9、10外显子有一定的多态性。FHIT基因的结构具有两个显著的特点：①所有的外显子结尾为AG；②脆性端粒侧 （TAA）15重复序列及Alu重复序列较多，可能为DNA复制起点；这是正常所见的基因剪接位点序列[3]。

2 FHIT分布

FHIT是一种抑癌基因，与细胞黏附、增殖、凋亡、生长等生物学行为密切相关。存在于多数正常组织和全部上皮性组织中。目前已证实FHIT在约60%人类肿瘤中可失活，包括宫颈癌、肾细胞癌、胰腺癌、胃癌、肺癌、头颈癌等，该基因常出现杂合性缺失或异常转录等表达异常，致其所表达的蛋白有不同程度降低或缺失。

3 FHIT的作用机理

3.1 调控细胞周期和诱导细胞凋亡

正常情况下，细胞数量的动态平衡源于细胞增殖与凋亡机制，如细胞异常增殖与凋亡，可会出现肿瘤[4]。FHIT基因表达主要是通过俘获细胞周期及诱导细胞凋亡而诱导肿瘤细胞凋亡。G1/S期是细胞周期中一个重要的增殖节点，如果细胞通过这一节点，就会很快进入对数生长期，FHIT基因可将细胞周期俘获于G0/G1期，使得停滞在S期的细胞数量明显增加，细胞凋亡数量增多，从而使肿瘤的生长被抑制。Saldivar JC等[5]将FHIT基因导入Fhit蛋白表达低或无表达的肺癌和宫颈癌细胞系，使其表达Fhit蛋白，发现肿瘤细胞聚集在G1期和S期，并且有大量细胞死亡。FHIT诱导的凋亡包括不同的Caspase的激活，Romero I等[6]提出FHIT的诱导凋亡通路有两条：一是线粒体内部通路，Caspase9的激活与Bcl-2家族成员调节影响线粒体水平；二是细胞质的外部通路，受Caspase8与膜受体信号调节，两个通路间相互联系。在细胞凋亡反应的晚期阶段可观察到介导细胞凋亡的两个通路。

3.2 FHIT蛋白水解酶活性

FHIT蛋白是二核苷多聚磷酸的水解酶，而其最适底物为AP3A，水解AP3A的催化活性最高，AP3A是三磷酸腺苷（ATP）相似物，作用与Ap3A水解酶相似。能以底物方式提供磷酸基团从而使蛋白激酶的活性提高。Ap3A是参与细胞分化和凋亡的细胞间、细胞内的信使，使细胞通过细胞周期G1期控制点进人S，改变细胞周期停滞在S期，使凋亡细胞增多，肿瘤的生长被抑制从而防止肿瘤的产生。FHIT蛋白水解酶丧失活性可升高Ap3A水平，可使细胞生长信号传导途径增强，细胞凋亡或抑制生长路径被阻断，产生肿瘤[7]。

3.3 促进微管组装

Diaz RJ等[8]研究发现FHIT蛋白有一个位点，专门结合微管蛋白，特异性较强，可聚集微管，使微管分散受到感染或对其动态活动进行抑制而对细胞的有丝分裂进行阻断，细胞增殖得到抑制，进而抑癌。另Mir Mohammadrezaei F等[9]发现Fhit蛋白可与tubulin结合，后者为形成微管的主要成分，干扰及限制微管活动，干扰细胞有丝分裂，细胞增殖过度得到抑制。

4 FHIT基因失活

FHIT基因的失活导致蛋白表达下调。该基因改变、转录异常和表达丢失与肿瘤的发生发展存在着密切的关系[10]。FHIT基因失活机制主要包括染色体杂合性缺失（LOH）。FHIT基因的另一重要失活形式是异常甲基化。其表现位于基因5’端启动子区域的CpG岛的胞嘧啶被甲基修饰，甲基化可导致转录失活，致使基因表达下降或缺失，改变染色体结构，导致肿瘤产生。

5 与妇科疾病

5.1 卵巢肿瘤

基因多阶段步骤、多因素突变导致卵巢肿瘤的发生、进展；激活癌基因、抑癌基因失活可使调节细胞分化及生长机制失控，引起细胞增殖异常、基因突变[11]而产生癌变。Kalogeraki等[12]认为在卵巢癌的不同分期中FHIT基因的突变及丢失情况不同，恶性程度越高，进展越快，FHIT基因丢失越迅速。在肿瘤抑制基因的失活中，超甲基化和杂合性丢失（LOH）是一个重要的机制。

5.2 子宫内膜异位症

子宫内膜异位症的种植、侵袭的生物学行为类似于恶性肿瘤，在位内膜在减弱凋亡及增强增殖的双重调节下，经期脱落内膜中细胞活性较强，直接播散或经淋巴、血液转移至机体其他部位，出现病灶异位，腹腔环境多种因子综合作用增强了其抗凋亡能力，继续浸润生长，促进肿瘤进展[13]。陈瑞莲等[14]研究证实的子宫内膜正常者12例中Fhit阳性表达率亦均为100%。研究证实，正常内膜中的Fhit表达显著高于异位内膜，且异位内膜无周期性改变， Fhit表达水平较低使异位内膜降低细胞凋亡，且细胞活跃增殖。在位内膜低表达Fhit降低细胞凋亡，证实了"在位内膜决定论"的观点[15]。

5.3 子宫内膜癌

FHIT在子宫内膜癌组织中存在表达降低或缺失现象，与其的发生、发展关系密切，研究表明，FHIT蛋白的阳性表达率随着正常子宫内膜增生、不典型性增生到子宫内膜腺癌病变过程呈逐渐下降， Zandi R等[16]研究FHIT在子宫内膜癌与FHIT的关系，用直接排序法及RT-PCR法研究子宫内膜癌组织39例，结果显示，转录过程中缺失FHIT基因表达6例（15%）、转录异常者7例（18%），在第5外显子上的等位基因D3s1300D3s4103的缺失率分别达24%（6/25）、23%（5/22）。还用免疫组化的方法对癌组织中表达FHIT蛋白水平应用免疫组化法检测，证实在正常分泌期及增生期，增生子宫内膜单纯型及复杂型中FHIT蛋白表达均为强阳性，而子宫内膜癌组织中FHIT蛋白表达缺失或降低，缺失或降低率为48%（13/27）。

5.4 宫颈癌及宫颈上皮内瘤

目前，学者从FHIT基因的异常甲基化与杂合子缺失（L0H）及HPV病毒感染等不同水平研究了FHIT与宫颈癌的关系，研究了正常宫颈上皮、宫颈癌前病变、微浸润癌和浸润癌FHIT蛋白表达，发现随着病变程度的加重FHIT的异常表达率呈逐渐增加的趋势，证明FHIT与宫颈癌的发生、发展密切相关。刘洪博等[17]研究认为子宫上皮内瘤变中FHIT缺失表达，说明FHIT为子宫颈鳞癌的启动子。崔华英等[18]研究认为，宫颈癌病人肿瘤中与血浆CpG岛甲基化状态相同，FHIT基因5′端CpG岛甲基化的阳性率与病理分级呈正相关。现有的资料表明，肿瘤中微卫星异常主要表现为微卫星杂合性缺失（LOH）和微卫星不稳定性（MI）。研究发现， HPV感染与FHIT基因缺失在子宫颈肿瘤恶变过程起着重要作用，FHIT基因的脆性区FRA3B可整合病毒基因组，引发断裂及重排肿瘤细胞染色体，而导致FHIT蛋白表达缺失或异常，导致细胞增殖失控，细胞凋亡异常，形成癌前病变，进一步发展为浸润癌。

6 展望

综上所述，目前的研究证实， FHIT基因与妇科疾病的发生、发展、转移和预后有着密切的关系。随着对该基因的生理功能及其与肿瘤生物学行为关系的深入研究，不久的将来有希望找到新的有关FHIT基因的早期病变检测方法和有效的治疗药物，使FHIT基因为今后的基因治疗提供了新方向。

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（收稿日期：2014-01-28）