【摘 要】随着近年来分子生物学研究的不断发展，人们已经认识到恶性肿瘤的遗传和表观遗传的因素综合作用导致了恶性肿瘤的发生。在分子水平上对于恶性肿瘤的研究发现几乎所有肿瘤都能找到表观遗传修饰，包括DNA甲基化，组蛋白修饰，基因印记，微小RNA。本文就表观遗传水平修饰对于恶性肿瘤的发生做一简要综述。
【关键词】恶性肿瘤；表观遗传；甲基化；基因印记；微小RNA；组蛋白
【中图分类号】R730.5 【文献标识码】A 【文章编号】1004-7484（2013）04-0017-02
随着近年来分子生物学研究的不断发展，人们已经认识到恶性肿瘤的遗传和表观遗传的因素综合作用导致了恶性肿瘤的发生。在分子水平上对于恶性肿瘤的研究发现几乎所有肿瘤都能找到表观遗传水平的异常。恶性肿瘤的发生机制的研究对于早期诊断、治疗以及提高生存率有极其重大的意义。
1.恶性肿瘤细胞的生物学性状及特点
肿瘤是一种多基因，经历多步骤突变所引起的细胞克隆性疾病，具有以下生物学特性：①分化不好，异型性大。②核分裂象多，可见病理性核分裂象。③生长速度较快。④浸润性或外生性生长。⑤常见出血、坏死、、溃疡形成等继发改变。⑥对机体的影响较大，破坏原发部位和转移部位的组织；坏死、出血，合并感染和恶病质也常发。
2.肿瘤的发生与表观遗传
传统遗传学认为肿瘤是多基因参与的疾病，通常是2个/2个以上癌/抑癌基因参与按一定方式组合的多基因、经历多步骤突变所引起的细胞克隆性退化性疾病。主要基因：缺失、重排、断裂、突变等。基因改变的结果就是原癌基因激活，抑癌基因失活，如结肠癌相关基因：APC，RAS，P53，DCC.脑胶质瘤相关基因：P53，Interferons，MTS1，MTS2，EGFR，肺癌相关基因：RAS，c-myc，Rb，P53等。
近期的研究表明，在相当一部分肿瘤患者的癌细胞中，其主要的基因是完整的，并没有发现任何的变异，突变和缺失等，这些事实就提示我们重新思考恶性肿瘤的发生机制，是不是有什么比基因改变更为重要的因素导致了正常细胞的恶变。随着后基因时代的到来和日益发展，人们越来越深刻的认识到，生物体除了具有编码遗传信息外，还存在大量隐藏在DNA序列之中或之外的遗传信息，这些非编码RNA、DNA甲基化和组蛋白共价修饰系统共同构成的组蛋白密码等，统称为表观遗传学信息 [1]。 此种遗传方式称为表观遗传方式，而研究表观遗传方式的学科称之为表观遗传学[2]。表观遗传有三个特点①可遗传性；②可逆的基因表达调节；③没有DNA序列的变化或者不能用DNA序列变化来解释。表观遗传的研究的具体内容主要包括：DNA甲基化、基因印记、DNA甲基化与转座子的稳定性、组蛋白共价修饰、染色质重塑、假基因、基因组中的非编码RNA、微小RNA、反义RNA、内含子、核糖开关。
2.1 DNA甲基化
对于不同肿瘤细胞的DNA分析表明，恶性肿瘤细胞中出现基因突变的概率要大大低于预期[3]而在转录组范围内检测结肠直肠癌中由启动子高甲基化引起的基因表达的抑制，发现高达5%的已知基因在肿瘤细胞中发生了异常的启动子高甲基化[4]。因此我们可以推测，与基因突变相比，DNA甲基化改变在细胞恶变过程中可能发挥了更大的作用。
众所周知，p53基因是一个重要的抑癌基因，对于畸变、损伤的细胞可引发其凋亡程序，使细胞发生凋亡，50%的恶性肿瘤中存在p53基因的沉默失活[5]。p53基因编码区的甲基化状态很容易发生脱氨基作用而发生5mC→T的转换。同时，INK4a/ARF基因启动子区域的甲基化可以使p14ARF 表达下降，导致原来受p14ARF 抑制的MDM2表达上升，从而结合p53并使其发生蛋白质水平的讲解，进而帮助细胞逃避p53引起的细胞凋亡[6]。近年来研究结果表明，肝癌细胞中端粒酶阳性率高达84%，明显高于癌旁组织、肝硬变组织及慢性肝炎组织，而正常肝脏组织没有端粒酶活性。端粒酶的重要成分人端粒酶逆转录酶（hTERT）的活性与端粒酶活性高度相关。次研究中的肝细胞系L02中hTERT启动子有甲基化修饰，其mRNA低水平表达，经5’-aza-dC去甲基化处理，hTERT mRNA可被上调，端粒酶活性也随之上升，其mRNA高表达亦不受5’-aza-dC影响[7]。由此我们可以认为hTERT mRNA的低表达与启动子甲基化修饰相关，从而导致恶性肿瘤的无限复制。钙结合蛋白（S100A4）是S100A家族中的一个成员，在结肠，胃，胰腺，乳腺等恶性肿瘤中呈现高表达，并与肿瘤细胞的侵袭，转移以及不良的预后有关，它能调控产生降解细胞外基质的酶，有利于细胞的运动侵袭扩散，是单个的恶变细胞穿过细胞外基质转移到毛细血管和淋巴道。Xie R等研究表明，在子宫内膜中，S100A4过表达时由于启动子区低甲基化造成的[8]。位于线粒体的BCL-2相关蛋白BNIP3，也是一个凋亡因子，可诱使缺氧损伤的细胞凋亡，但是BNIP3的启动子区域也包含有CpG岛，发生恶性变的细胞BNIP3启动子区高甲基化会引起该基因的沉默，那么细胞液就可以逃避缺氧时的凋亡[9]。
2.2 组蛋白
组蛋白甲基化的失平衡与人类许多肿瘤相关，比如常见的乳腺癌、前列腺癌、肝癌等。失平衡的出现导致与这些恶性肿瘤相关的抑癌基因或者癌基因平衡的改变。众所周知，EB病毒感染与鼻咽癌及Burkitt淋巴瘤的发生息息相关，其中EBNA2是EB病毒的核心抗原之一，LMP1（潜伏期膜蛋白1）是已确认的EB病毒编码蛋白，有促癌的作用，二者在EB病毒相关的鼻咽癌及Burkitt淋巴瘤的发生中，主要在原始B淋巴细胞的分化和增殖过程中起作用。而最近的研究表明，组蛋白的甲基化的改变可导致EBNA2和LMP1基因转录能力的异常，从而影响EB病毒感染潜伏期细胞的致癌潜能。Chau等研究发现，EB病毒Ⅰ期潜伏期细胞中的H3K9高甲基化导致EBNA2和LMP1基因转录的抑制，致使其致癌能力下降。而H3K4的甲基化导致EBNA2和LMP1基因转录的激活，使得EB病毒Ⅲ期潜伏细胞致癌潜能提高。组蛋白去乙酰化酶能取出赖氨酸残基上的乙酰基，是基因表达沉默，由此可见组蛋白的异常去乙酰化可能源于乙酰化酶特异性下降.故组蛋白去乙酰化酶的改变引起组蛋白活性的改变从而导致基因表达的沉默，如果这个沉默基因是抑癌基因，那么就会引起恶性肿瘤的发生.
2.3 基因印记
H19是位于人11p15.5染色体区域的印记型基因，可能是一种与肿瘤发生呈负相关的基因。11p15.5是人类最大的基因基因簇集区域之一，近年来的研究表明H19与肾母细胞瘤、胚胎性横纹肌肉瘤呈现负相关[10]。 并且H19基因在高分化侵袭力弱的肿瘤细胞中不表达，而在低分化高侵袭力的肿瘤细胞中大量表达。葡萄胎中当H19基因丢失会增加恶性倾向的的发生机率[11]。Li[12] 报道了肝癌和肝胚胎瘤都有IGF2的启动子和LOI（Loss of Imprinting）的表达异常。IGF2在我们人类有四个启动子，其中启动子Ⅰ是非印记基因，主要是启动非等位基因的表达，例如人肝脏IGF2的表达。而启动子Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ是印记化基因，可以启动单等位基因的表达，主要在胚胎期具有活性。如果成年肝脏出现P2、P3和P4的激活表达，并且伴随LOI的出现，则与肝癌的发生密不可分。如果胚胎期的IGF2发生了LOI则大大提高了发生肝胚胎细胞瘤的可能性。由此可见基因印记的发生与其发育的不同阶段对于肿瘤类型以及发生有不同的影响，也就是具有发育阶段的特异性。
2.4 微小RNA
Yanaihara等[13]研究发现，肺癌肿瘤细胞与正常细胞比较有43种微小RNA的差异，28种表达下降，15种表达上升，这些变化的微小RNA大部分处于基因的缺失、扩增、转位的高发区域。其中49%的微小RNA在复发的和没有复发的非小细胞肺癌中出现表达差异。由此我们可知，特殊的微小RNA表达谱可以预测肺癌的预后情况。马兆龙等[14] 利用实时定量PCR及微小RNA芯片技术检测乙肝病毒相关性肝癌组织、乙肝肝硬化组织、人类正常肝脏细胞中的微小RNA表达谱的差异，发现乙肝相关性肝癌组织、乙肝肝硬化组织两者与正常的肝细胞的微小RNA相比较，前两者的表达超过正常2倍的微小RNA有6个，下调超过2倍的微小RNA有8个。与正常肝细胞相比有明显差异的微小RNA，在乙肝肝硬化和乙肝病毒相关肝癌中在表达量上无明显差别。故推测微小RNA表达的出现可能表明了这一病理进程：乙肝病毒感染→肝硬化→肝癌的必然进程，而微小RNA的表达的出现是此进程的使动因素。Kota等[15]研究表明，恢复在肝细胞肝癌中表达下调的微小RNA的表达水平可以抑制肿瘤的进一步发展。由此进一步证实了，微小RNA在恶性肿瘤发生中的重要作用
3.结语
综上所述，DNA甲基化、组蛋白、基因印记、微小RNA等表观遗传修饰的异常在恶性肿瘤发生、发展中有着不可或缺的作用。由此我们可以据此对恶性肿瘤的早期诊断，治疗以及预后的判断。由于部分表观遗传修饰的可逆性，对于恶性肿瘤的治疗，一些甲基化转移酶抑制剂和去乙酰化抑制剂在临床中的良好的治疗效果，要求我们对于各种表观遗传修饰与肿瘤病因之间关系仍需要进行深入研究，从而明确肿瘤发生过程中的重要靶标.更好的做好早期筛查和诊断，以及治疗，为此更好地为恶性肿瘤的诊断治疗提供更好的理论基础途径。我们相信，随着表观遗传学以及恶性肿瘤等相关学科的深入研究，表观遗传修饰将成为恶性肿瘤筛查，早期诊断以及靶向治疗提供新的科研途径。
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