前列腺癌DNA异常甲基化的最新研究成果-医学遗传学论文-基础医学论文-医学论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——前列腺癌是老年男性最常见的恶性肿瘤之一。
目前，前列腺癌已成为中老年男性癌症发病的第 2 大病因，位居男性癌症致死人数的第 6 位。
前列腺癌的发病机制较为复杂，目前认为遗传和表观遗传机制共同作用导致前列腺癌的发生、发展，其中表观遗传在前列腺癌的形成中起到重要的作用。
表观遗传是指在染色体DNA 序列不发生改变的情况下产生的一种可稳定遗传的表型。
表观遗传机制包括DNA 甲基化、组蛋白修饰和miRNA，它们分别通过转录前和转录后控制基因表达，其中DNA 甲基化在前列腺癌表观遗传机制研究中成果最多，也最为引人注目。
在哺乳动物基因组中，DNA 甲基化通常发生在CpG 双核苷酸的胞嘧啶上，由硫-腺苷-甲硫氨酸（S-adenosylmethionine，SAM）提供甲基供体，在DNA 甲基转移酶（DNA mthyltransferase，DNMT）的催化下，将甲基转移到CpG 双核苷酸胞嘧啶的第5 个碳原子上。
CpG 不是随机分布的，它最常见于基因组CpG 岛的位置，哺乳动物中一半以上的基因都含有CpG 岛，大部分CpG 岛位于基因启动子、非编码区和第一外显子，且在正常细胞内不发生甲基化。
前列腺癌中DNA 异常甲基化主要表现为基因组广泛低甲基化和局部基因启动子区域的高甲基化。
DNA 异常甲基化发生在前列腺癌的形成过程中，且DNA 甲基化能够通过药物发生逆转，因此，前列腺癌DNA 甲基化的早期筛查及前列腺癌去甲基化药物的临床应用，可能会为临床早期诊断和治疗前列腺癌提供新的思路。
本文主要阐述了前列腺癌表观遗传机制中DNA异常甲基化的最新研究成果以及前列腺癌DNA 异常甲基化在临床转化中的应用及存在的问题。
1 DNA 高甲基化基因组中DNA 高甲基化常发生于基因的启动子区域，即富含CpG 的CpG 岛区域。
这些区域在正常细胞中通常是非甲基化的。
这些基因主要参与激素应答，细胞增殖、迁移和侵袭，DNA 修复及转录调控等（表1）。
基因启动子DNA 高甲基化致使相关基因表达沉默是前列腺肿瘤形成的一个重要原因。
根据它们的功能和信号通路不同，主要包括以下相关基因：1.1 激素应答相关基因雄激素受体(Androgen receptor，AR)是类固醇激素受体家族的一个成员，与雄激素结合后与辅助蛋白分离进入细胞核内，刺激雄激素应答基因的转录。
5-氮脱氧胞苷（5-aza-CdR）可逆转前列腺癌干细胞由AR 基因启动子DNA 高甲基化导致的表达沉默，AR 表达上调可降低前列腺癌干细胞特性，导癌细胞的增殖和分化。
视黄酸受体（Retinoic acid receptorbeta，RARB）是甲状腺类固醇激素受体家族成员之一，它与具有生物活性的维生素A-视黄酸结合，参与细胞生长和分化及胚胎形成过程中的信号转导。
RARB 基因启动子区域DNA 高甲基化可发生在多个肿瘤的形成过程中，如前列腺癌、乳腺癌、肺癌、食管癌、甲状腺癌、膀胱癌、结直肠癌、恶性胶质瘤、鼻咽癌等。
因此，我们推断该基因可能在多个肿瘤形成过程中参与调节肿瘤形成的共同传导途径。
G 蛋白偶联受体（Gprotein coupling receptors，GPCRs）能够刺激AR 的雄激素非依赖性激活，是导致激素难治性前列腺癌的发生的重要因素。
G 蛋白信号调节因子 2 (Regulator of G-protein signaling 2，表1 前列腺癌中启动子区域发生DNA 高甲基化的基因RGS2)是一种GTP 酶激活蛋白，能够抑制GPCRs，介导骨髓细胞分化，可能参与白血病的形成。
RGS2 基因启动子DNA 高甲基化异常能够导致雄激素非依赖性前列腺癌细胞生长，表明RGS2 基因可能通过调控GPCRs 参与AR 反式激活通路。
ATP 结合盒亚家族成员1(ATP-binding cassette, sub-family A，member 1，ABCA1)是存在于细胞膜表面的外流性转运蛋白，能够转运细胞内多余的胆固醇，在维持细胞胆固醇稳态方面起到重要作用。
ABCA1基因启动子DNA 高甲基化导致基因表达沉默，它能使前列腺细胞内的胆固醇升高，雄激素合成增加，后者通过AKT 信号通路促进前列腺癌的恶性进展。
1.2 抑癌基因在前列腺癌DNA 高甲基化研究中，最常见的是抑癌基因启动子DNA 高甲基化。
癌甲基化蛋白 1 (Hypermethylated in cancer 1，HIC1)基因表达一种转录阻抑蛋白，在细胞中发挥生长调控和抑癌基因的作用。
前列腺癌细胞系、前列腺组织和血浆中均发现HIC1 基因启动子DNA 高甲基化，在前列腺癌细胞异种移植的小鼠体内导表达沉默的HIC1 基因激活，可以观察到它具有抑制前列腺肿瘤生长、迁移和侵袭的作用。
结肠腺瘤性息肉(Adenomatous polyposis coli，APC) 基因表达一种WNT 信号通路拮抗剂，它参与细胞的迁移、侵袭、转录激活和细胞凋亡，是一种常见的抑癌基因，该基因突变常导致家族性结肠腺瘤性息肉病。
APC 基因启动子区域DNA 高甲基化在前列腺患者组织中常见，且甲基化程度与前列腺癌肿瘤分期和Glison 评分呈正相关。
WNT 抑制因子1 (WNT inhibitory factor 1,WIF1) 基因编码一种胞外信号分子，能够抑制WNT 蛋白，参与胚胎发育。
该基因启动子DNA 高甲基化发生在大多数前列腺癌细胞系中，体外导PC-3 细胞系表达WIF1，可降低细胞迁移和侵袭能力，上调E-钙粘素（E-cadherin，CDH1）、角蛋白-8,18（Keratin-8 and-18，KRT8,18）的表达，从而抑制上皮细胞向间充质细胞转化。
在异种移植小鼠模型发现WIF1表达升高能够抑制前列腺肿瘤生长。
原钙粘附蛋白10（Protocadherin 10，PCDH10）基因属于原钙黏蛋白家族成员，为抑癌基因，编码钙粘素相关蛋白受体，参与脑内特定细胞粘附及其功能联系，也参与前列腺癌的发生、发展。
1.3 信号转导基因WNT 信号通路过度激活与肿瘤发生和肿瘤侵袭相关，分泌性卷曲相关蛋白2（Secretedfrizzled-related protein 2，SFRP2）基因在WNT 信号通路中能够抑制该信号通路过度激活。
SFRP2 基因启动子DNA 高甲基化在前列腺癌组织中的发生率明显高于癌旁、高分级前列腺上皮内瘤和前列腺增生组织。
Ras 相关域家族蛋白1（Ras association domain familymember1，RASSF1）基因编码一种与Ras 效应蛋白相似的蛋白，该基因启动子DNA 高甲基化可在多个肿瘤组织中检测到，如前列腺癌、乳腺癌、膀胱癌、肝癌、非小细胞肺癌、卵巢癌等，该基因同RARB 基因一样，在肿瘤形成过程中参与其共同通路的调节。
配对样同源域转录因子2（Paired-like homeodomain 2，PITX2）基因表达一种转录因子，调控原骨胶原赖氨酸羟化酶（Procollagenlysyl hydroxylase）基因的表达，在促生长激素细胞和催乳素细胞的末端分化中发挥作用，同时也参与眼、牙齿和腹部器官的发育。
在前列腺癌细胞系P69 和M12 中PITX2 基因启动子区域均被甲基化，它可能作为AR 和IGF-1R 基因上游的调节因子，通过异常调节AR 和IGF1-R 通路，影响前列腺细胞的正常生长。
胰岛素样生长因子蛋白7（Insulin-like growth factor binding protein 7，IGFBP7）能够与胰岛素生长因子（Insulin-like growth factor，IGF）结合，参与前列环素的合成及细胞粘附。
IGFBP7 基因启动子DNA 高甲基化在多种前列腺癌细胞系和组织中检测到，但目前其作用机制尚不清楚。
1.4 DNA 修复基因谷胱甘肽S-转移酶1（Glutathione S-transferase pi 1，GSTP1）基因，属于谷胱甘肽S-转移酶基因家族成员，它通过催化疏水性和亲电性基团与还原型谷胱甘肽结合发挥细胞解毒作用。
在对25 例行前列腺切除术的前列腺癌、癌旁基因甲基化水平评估后，发现GSTP1 基因的甲基化水平在癌组织中明显高于癌旁组织。
研究发现：前列腺癌细胞内GSTP1 基因启动子DNA 甲基化所致的表达沉默使胞内活性氧物质（ROS）聚集，DNA 损伤标记物胞内羟基脱氧鸟苷（8-oxo-2-deoxogunosine，8-OHdG）增加，GSTP1 基因表达缺失可增加正常前列腺细胞对氧化应激导的DNA 损伤的敏感性，从而导致前列腺癌形成[32]。
1.5 miRNAmiRNA 是内源性非编码的RNA，能够与靶mRNA 3-UTR （Untranslated region）部分互补结合抑制其翻译或导特定的靶mRNA 降解。
前列腺癌中部分miRNA 的异常调控也是因为表达miRNA 的基因启动子区域发生DNA 高甲基化。
在前列腺癌中启动子区域DNA高甲基化导致miR-31 表达沉默，AR 表达升高，可能是前列腺癌的恶性进展病因学机制之一[33]。
miR-34b 和miR-23b 都具有抑制细胞增殖、迁移和侵袭，以及EMT(上皮间质转化)的作用，miR-34b 和miR-23b 基因高甲基化导致其表达降低，原癌基因Scr 激酶表达升高，前列腺肿瘤细胞恶性增殖，导致患者复发生存期缩短。
此外，miR-205、miR-29a、miR-1256、miR-124、miR-26a、miR-132、miR-145 基因高甲基化也参与前列腺癌形成。
1.6 其他互作蛋白1 样细丝蛋白A（FilaminAinteracting protein 1-like，FILIP1L）基因表达一种细胞血管内皮活性调控因子，FILIP1L 基因启动子高甲基化在前列腺癌中常见，可能与前列腺癌形成过程中肿瘤血管的形成相关。
甲基胞嘧啶双加氧酶TET1（Tetmethylcytosinedioxygenase 1，TET1）基因表达参与胞嘧啶脱甲基的脱甲基酶。
TET1 基因启动子DNA 高甲基化，其mRNA 表达降低，能够下调金属蛋白酶抑制剂1、2（Tissueinhibitor of metalloproteinase 1 and 2，TIMP1、TIMP2）表达，从而促进前列腺癌转移、侵袭。
相关蛋白激酶1（Death-associated protein kinase1，DAPK1）基因参与干扰素（INF-）导的程序性细胞凋亡。