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1.研究背景与目的
鼻咽癌(Nasopharyngeal carcinoma,NPC)是中国南方广东人群中最常见的一种恶性上皮肿瘤,发病率居世界首位,达30~50/10万,但在世界大多数地区比较少见。鼻咽癌的发病是一个多因素、多步骤的过程,一般认为与遗传因素、EB病毒感染和环境理化因子有关,但具体的分子机理仍不清楚。鼻咽癌同时又具有明显的地域性、种族性和家族聚集性,这些事实提示着遗传易感性在部分人群中的存在。
肿瘤的发生发展与染色体数目和结构异常密切相关,癌基因的激活和抑癌基因的失活是大多数肿瘤发生的主要机理,分析肿瘤DNA的扩增或丢失为研究肿瘤发生、发展的机理提供有意义的线索,也为筛选肿瘤易感基因(抑癌基因和癌基因)提供定位信息。
有报道显示NPC病人的3号染色体长臂经常出现畸变,因而怀疑这一区域可能与鼻咽癌的病因学有关。Mitelman F等首先确认2例鼻咽癌组织存在3q+;waghray等也在鼻咽癌细胞株中检测到3q+的标记染色体;周宏远对41例活检组织的分析也发现NPC中染色体异常以易位形成的巨大亚中着丝粒染色体t(1;3)为主。在5个鼻咽癌细胞系中非随机性染色体畸变以1、2、6、7、9和15号染色体易位常见,其中3号染色体易位最常见,表现为3q+。
尽管3q+在鼻咽癌细胞及活检组织中表现出较大的异质性,其断裂和增加的部分在不同细胞系及组织中报道有差异,上述结果仍旧可以提示3q在鼻咽癌中具有特异性,可能与鼻咽癌的病因学有关。
比较基因组杂交(CGH)的结果则表明NPC的3q26附近是常见的高频扩增区域之一,有学者则发现位于这一区域的磷脂酰肌醇-3-激酶催化亚基α基因PIK3CA gene)在鼻咽癌中出现高拷贝扩增。PIK3CA基因是磷脂酰肌醇-3-激酶(Phosphatidylinositol 3-kinases,P13Ks)信号通路的关键成员,既往的研究已经发现该基因在多种肿瘤中存在扩增,并推测它在这些肿瘤中可能扮演癌基因的角色。最近的研究又发现PIK3CA基因在多种肿瘤中存在点突变,突变率达到20%~40%。这些突变并非随机分布,其第9外显子和第20外显子是突变热点区,分别对应着该蛋白的螺旋区和激酶区。进一步的体外试验研究还发现两个最高频的突变E545K和H1047R都使PIK3CA的催化活性增高,增强了PI3K的活性和磷酸化激活Akt的作用,这些研究支持PIK3CA基因在多种肿瘤中扮演癌基因的角色。
本研究旨在通过对PIK3CA在鼻咽癌中的突变检测,探讨PIK3CA基因与鼻咽癌发病的关系。
2.研究方法与结果
考虑到NPC活检标本中几乎总杂有比例不等的正常组织,其比例有时甚至超过癌组织,这种正常组织的“污染”即使在采用了显微切割技术后也很难完全避免。为尽可能避免这种“污染”所导致的突变漏检(假阴性),我们采用了克隆测序技术。
本研究针对PIK3CA基因的两个突变热点区域外显子9和外显子20进行了突变筛查。对46例散发性NPC组织标本DNA,采用PCR产物克隆测序;对3个NPC细胞系(CNE1,CNE2,SUNE1)DNA、以及上述46例NPC病人血DNA,则将PCR产物直接测序。
结果:1.通过克隆测序分析,在46例NPC标本中,1例外显子9发现1563T→G错义突变,导致编码的氨基酸521Asn→Lys;在另1例外显子9发现1646A→G错义突变,导致编码的氨基酸549Asp→Gly;上述两种错义突变均未见报道。在18例检出1634A→C、del 1658G和1659T→C,经与NCBI数据库BLAST,发现PIK3CA基因第9外显子区与22q11.2的Cat Eye Syndrome region高度同源,两者的同源性达97%。含有上述“复合突变”的序列与Cat Eye Syndrome region上的序列完全一致,推测该“复合突变”为22号染色体上同源序列,而非PIK3CA第9外显子的突变;在外显子20未发现突变。2.通过PCR—直接测序,在3个NPC细胞系以及46例NPC病人血DNA的外显子9和外显子20均未发现突变。
3.结论
PIK3CA基因在鼻咽癌中比较少存在点突变;PIK3CA基因外显子9区与位于22q11.2的Cat Eye Syndrome region高度同源,两者的同源性达97%(目前研究PIK3CA基因在多种肿瘤中突变情况的文献中未提及此现象)。