DNA甲基化与乳腺癌

浅谈DNA甲基化与乳腺癌,表观遗传学,表观遗传学( epigenetics)是指无序列改变的DNA 或染色体因修饰作用引起的基因表达改变, 它发生在DNA 复制后的转录或mRNA 的翻译过程, 并且能在细胞增殖过程中稳定传递。表观遗传主要涉及DNA 甲基化、染色质重塑、基因组印记和非编码RNA 的基因表达调控等。,DNA甲基化,DNA 甲基化是表观遗传学研究最深入的一种机制。DNA 甲基化是指由DNA 甲基转移酶( DNMT) 催化，将活性甲基从S-腺苷甲硫氨酸转移至胞嘧啶的C 5 位上，形成5-甲基胞嘧啶的化学修饰过程，是一种表观遗传修饰。,超甲基化,发生在DNA 启动子区CpG 岛的超甲基化是最主要的表观遗传学改变,DNA 超甲基化使抑癌基因表达沉寂, 失去抑制细胞异常增殖和转移的功能,多种抑癌基因启动子区的超甲基化与乳腺癌的进展和转移相关。,人乳腺癌易感基因1( BRCA1) 上皮E-钙黏蛋白( CDH 1),肿瘤高甲基化基因-1(H IC1 )结肠腺瘤性息肉病基因(APC),雌激素受体A(ESR1)甲状腺激素受体1 (TRB1 ),视黄醛酸B 受体(RAR-B)细胞周期蛋白依赖型激酶抑制剂2(p16),谷胱甘肽-S-转移酶(GSTP)细胞周期蛋白D2( cyclin D2),乳腺癌超甲基化相关基因,低甲基化,低甲基化是基因组整体甲基化水平降低, 导致遗传不稳定性增加。原癌基因在正常组织中因甲基化表达受抑制, 在肿瘤中呈低甲基化而活化为癌基因。,低甲基化相关基因,去甲基化,DNA甲基化是靠DNMT来维持，目前去甲基化药物主要指DNMT抑制剂，它通过抑制DNMT来恢复抑癌基因的功能，从而达到治疗肿瘤的目的。DNMT抑制剂治疗肿瘤的作用机理：,正常组织在某些因素的作 用下转化为恶性肿瘤时，抑 癌基因也经历着从正常表达、启动区未甲基化到基因沉默、启动区高甲基化的转变，DNMT在这一转变过程中的作用有二，一 是激活启动区从未甲基化到 高甲基化，二是使之在每 一轮DNA复制以后仍保 持着高甲基化状态。,去甲基化药物通过抑 制DNMT的活性使复制后的 DNA不能再次甲基化，这就 导致所有等位基因表现为去甲 基化，从而使抑癌基因得以恢 复、重新抑制肿瘤的生长。,DNA去甲基化治疗药物,1.核苷类DNMT抑制剂，如5-氮胞苷及其脱氧核糖类（具有很强的甲基化抑制作用，第一个被美国FDA批准上市治疗恶性肿瘤的去甲基化药物，主要用于骨髓增生异常综合征，还可用于白血病）； 2.非核苷类弱DNMT抑制剂，如肼屈嗪，普鲁卡因等（较弱的去甲基化作用，限制了其临床应用）； 3.自行设计的抑制剂，如RG108（直接并特异性地作用于DNMT）,DNA去甲基化的药物治疗对血液学方面的肿瘤疗效好，而对实体肿瘤则不像预期的那样有效，可能的原因是药理学及药代学方面的机制不同，其他原因：,DNMT有3种，它们之间存在协同作用，需同时抑制几种DNMT才能为临床治疗带来最佳疗效,发挥作用的前提是细胞DNA合成处于旺盛期，对于增殖低下的细胞如肿瘤干细胞不敏感,DNA甲基化和组蛋白乙酰化酶抑制剂联合使用，如5-氮胞苷和丁酸苯酯、地西他滨和丙戊酸联合用药。,DNA甲基化检测方法,传统的整体水平甲基化分析方法：如高效液相色谱柱及相关方法、SssI甲基转移酶法、免疫化学法、氯乙醛法；特异性位点的DNA甲基化检测：如甲基化敏感性限制性内切酶、直接测序法等。,定量多重甲基化特异性PCR(QM-MSP)是一种特异位点甲基化检测技术。其基本原理是用亚硫酸氢钠处理基因组DNA,未甲基化的胞嘧啶变成尿嘧啶,而甲基化的胞嘧啶不变。因此从理论上讲,用不同的引物PCR,即可检测出这种差异,从而确定基因是否有CpG岛。,DNA 甲基化在乳腺癌早期诊断中的应用,经研究证实，结肠腺瘤性息肉病( APC) 基因在原位癌和不同分期的乳腺癌均有甲基化发生，而在非乳腺癌组织中甲基化发生频率很低，这对早期乳腺癌的诊断有一定临床意义。,Cyclin D2 甲基化几乎只在 乳腺癌组织中出现，并且 可以在血清或乳头抽吸 液中进行检测，这有 可能作为乳腺癌早 期诊断的标志应 用于临床。,DNA 甲基化与乳腺癌的治疗,DNA 甲基化导致的基因失活与基因突变或缺失不同，它不改变DNA 序列，因此改善其甲基化状态有可能使基因恢复表达，这也为肿瘤的治疗提供了新思路。,DNA 甲基化与乳腺癌的治疗,ER 的表达与否是预测乳腺癌内分泌治疗敏感性的标 志 物。迄今为止，未发现ER 基因的遗传学改变 (如同源缺失、LOH、基因突变等) 对ER 表 达缺失起作用。,有研究表明，在中国的原发性乳腺癌 患者中，ER 基因启动子区甲基化是导 致其基因功能失活的主要原因，用去甲基化试剂处理乳腺癌细胞，ER 基因CpG 岛部分脱甲基化，ER 表达增加。因此，ER 的甲基化状态可以作为预防标志物和抗癌治疗的新靶点。,DNA 甲基化与乳腺癌的预后,对侵袭性乳腺导管上皮癌的研究中发现, 在患者血清和癌组织中, BRCA1 、 ER和 pRb基因高甲基化, 而在 ER+患者中, BRCA1和pRb基因发生甲基化的比例较低, 而且在 PR+患者中,ER、 BRCA1和 pRb基因发生甲基化的比例较低。,BRCA1基因在肿瘤中的甲基化程度增高, 并可能通过加强雌二醇活性增加乳腺癌发病的危险度。在对 APC 和CDH1的甲基化进行研究中发现越多的基因出现甲基化, 则与HER- 2+亚型有越高的相关度。说明某些基因的高甲基化与 HER-2的表达存在相关性, 提示这些基因在乳腺癌的分子分型和预后提示 中可能有重要作用。,DNA甲基化现状,目前，在肿瘤甲基化抑制方面的治疗还不成熟，药物使用的种类、给药途径和药物使用时间等问题还没有解决，并且现在所使用的药物在疗效和降低不良反应等方面都不令人满意。因此，在临床应用上需要进一步筛选特异性更强、敏感性更高的甲基化基因，寻找更方便的DNA 甲基化检测方法及研制其他不良反应低的去甲基化药物，以达到能够早期诊断、有效安全治疗和对预后正确判断的目的。,谢谢！,HOXB13的高甲基化在淋巴结阳性和瘤体较大 ( 5 c m )的 ER+患者中更为常见。在未进行 TAM 治疗的乳腺癌患者中,CYP1B1基因的甲基化和 ARH I的高甲基化都提示了良好预后, 而 PI TX2基因的高甲基化则在淋巴结阴性、 激素受体阳性的乳腺癌中提示了预后不良。在 进 行了 TAM 治 疗 的 乳 腺癌 患 者 中,CYP1B1 基因的