【doc】隆突性皮肤纤维肉瘤染色体畸变研究进展

【doc】隆突性皮肤纤维肉瘤染色体畸变研究进展 隆突性皮肤纤维肉瘤染色体畸变研究进展 ?42?国外医学遗传学分册2003年第26卷第1期 参考文献 SchiothHBet01.JEndocrinol,1997,155:73—78. GantzIet01.JBiolChem.1993.268;15174—15179 HarroldJAa1.Diabetes.1999,48:267-271. OosteromJeta1.JBiolChem,1999,274;16853—16860. MountjoyKGeta1.MolEndocrinol,1994,8:1298-1308. Kistier—HeerVeta1.Neuroendocrino1.1998,1O:133—146. KaskAet01.Endocrinology.1998?139:5006-5014. FarooqiISet01.JClinInvest.2000,106:271—279. 0osteromJeta1.JBiolChem.2001.276;931—936. [10]FisherSLet01.IntJObesRelatMetabDisord,1999,23 (suppl1):54-58. [11]YeoGSHet01.NatGenet,1998,20:111—112. [12]ClementVCet01.NatGenet,1998,20;II3-114. [13]GuWet.Diabetes.1999,48:635—639. [14]HuszarDeta1.Cell.1997.88:131—141. [15]SinaMet.AmJHumGenet.1999.65:1501—1507. [16]GotodaT,ScottIT.Diabetologia,1997,40:976—979. [17]HinneyAeta1.JClinEndocrinolMetab.1999,84:1483— 1486. 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COL1A1基因定位于17q21.31一q22,端粒到 MEOX1(间质homeo盒)与着丝粒MVWF(Vom Willebrand因子的调节子)之间.COL1A1基因长 18kb,由52个外显子构成,外显子6到49编码a— helical区,这些外显子大多数都是45bp,54bp或者 45bp和54bp的整数倍.它有5.8kb和4.8kb两种 不同的mRNA,翻译成140kDa蛋白单链n(图 1). PDGFB基因也叫V—sis血小板衍生的生长因 子B(Simian肉瘤的病毒癌基因的同源物),定位于 22q12.3-q13.1,端粒到TXN2(线粒体 thioredoxin)与着丝粒到DMC1(酵母减数分裂的 特异性,同源性重组的同系物)之间.PDGFB基因 共长22kb,由7个外显子构成,第7外显子和第1 国外医学遗传学分册2003年第26卷第1期?43? 外显子大部分为非编码区.PDGFB链的前体通常? 由3.5kb转录产物翻译而来,第一个外显子含有信 号肽的序列,其中有一lkb长的非翻译序列,具有 潜在的抑制翻译功能.PDGFBmRNA共长2.6kb, 开始于外显子1或外显子1A,是一个开放的编码 框,但不编码信号肽.PDGFB链前体为240个氨基 酸的前肽分子,它由特异性的肽链内切酶消化释放 出来,两个PDGFB前体肽链的二聚体,在蛋白酶 水解后,变成成熟的PDGF—BBc.(图2). 11h2 PDGFB 圈1COLIAI基因结构 Simon等指出17号染色体上的I型a1胶原基 因(COL1A1)同22号染色体上的血小板衍生的生 长因子B链基因(PDGFB)重组,产生了一种融合的 COL1A1/PDGFB基因.其融合的特点为:?这种重 组不仅发生在RNA水平,也可发生在DNA分子 的内含子序列.?在此结构中,PDGFB的1号外显 子缺失,被不同片段COL1A1序列所取代.?它们 的融合是一种框内融合,是由一个COL1A1外显子 (从外显子7到外显子47)与PDGFB外显子2的融 外显子1 4kbp 合.?分析这个融合的COL1A1/PDGFB转录产物 的序列显示,COL1A1/PDGFB的纯化蛋白是一种 前肽结构,它保留了COL1A1前肽的N末端包括 信号肽以及PDGFB的N和C末端的成熟的断裂 位点,最终产物为有功能的PDGF—BB.?在此融合 过程中,COL1A1仅提供信号肽,而PDGFB失去其 2号外显子上游序列,此序列具有抑制PDGFB的 转录和翻译功能[4..仉.?. 3040 Polyh信号 4950 一 ?? 图2PDGFB结构模式图 Shimizu等将COL1A1/PDGFB融合基因注入 细胞系中,证实该细胞系能分泌PDGFB,这种生长 因子能在裸鼠体内诱导DFSP模型.此外,被 COL1A1/PDGFB转染的细胞含有有功能的 PDGFB的B受体,而转染COL1A1/PDGFB的细 胞基质能刺激纤维母细胞生长,抗一PDGFBB抗体 能够抑制这种反应引. 这些结果有力地表明COL1A1/PDGFB融合 基因的表达同DFSP的发生密切相关,这种易位的 有功能的PDGFB产物作用于其特异性的PDGFB 受体,通过自分泌和旁分泌发挥作用. 1999年,Julia与Romashkova研究认为, PDGF主要通过抑制凋亡而促进细胞增殖,它通过 以下途径发挥效应]; /抗凋亡基因 PDGF—Ras—PI(3)K—AKT—IKK—NF—KB(一) \c—Myc一凋亡 \增殖 因COL1A1/PDGFB融合产物表达的生物学 行为同野生型的PDGFB相似,我们设想在DFSP 中COL1A1/PDGFB基因是否也是通过此途径促 使DFSP的发生,这还需要更多的实验去研究. 1.2染色体数目异常 染色体数目异常在多种肿瘤中都有报道,其确 切功能还不明确.DFSP中也有多种染色体数目异 常,其中某些染色体拷贝数的增加可能与DFSP的 恶性转化有关. 8号染色体三体性是一种相对非特异性的染 色体改变,在DFSP中已有数例报道,结果提示8 号染色体三体性并非是一种随机的畸变,它可能形 成于环状染色体之前.因C—myc原癌基因位于 8q24,故肿瘤细胞中8q的过表达与其恶性增殖有 ?44?国外医学遗传学分册2003年第26卷第1期 潜在的关联[9]. Hamada用FISH分别分析比较了4例DFS— P,1例DFSP伴有纤维肉瘤区域(fibrosarcoma— tousareaFS)及2例转移的DFSP伴有FS(DFSP— M—FS)的染色体改变,其中2例DFSP—M—FS获得 额外的8号染色体;1例DFSP—M—FS和1例DF— SP—FS分别获得额外的11号染色体;在4例复发 或巨大的DFSP,2例转移的DFSP及2例DFSP— M—FS中分别获得额外的17号染色体.因而,他们 设想,复发或巨大的DFSP获得额外的17号染色 体,这可能是DFSP向FS演变的一个因素之 一 [1引 .Kiuru—Ku等用CGH分析比较了11例DF— SP和1O例DFSP—FS其中两组均表现17q的拷贝 数的增加,同时大部分也表现22q的拷贝数的增 加.这提示某些染色体拷贝数(17q)的改变,在DF— SP的恶性转化过程中起着重要作用[1...Mrozek 等也得出相应的结论[1. 除了整条染色体数目异常外,Lothe等在DF— SP中,还发现17号染色体长臂远端(17q24一qter) 的拷贝数增加,这也可能反应某种致病机制[1. 1.3环状染色体 环状染色体可出现于一些低度恶性的软组织 肿瘤中,如非典型性脂肪瘤,粘液性恶性纤维组织 细胞瘤等[7]. 在DFSP中,最初由Mandahl等所描述,以后 相继有报道[1.Pedeator等应用FISH和CGH分 析了7例DFSP,都检测到环状染色体,并指出这 种环状染色体结构中至少包括一个22号染色体中 心粒序列,且易发生于低水平扩增的17q23一q24与 22ql1一q12之间[24.引. Simon等首先证实,17号染色体上的I型a1 胶原(COL1A1)基因同22号染色体上的血小板衍 生的生长因子B链(PDGFB)基因相互易位,产生 了环状染色体r(17;22)和融合基因COL1A1/ PDGFB(见前),其与DFSP的发生密切相关.. 然而,在DFSP中22号染色体的出现也非必 然事件,最近Nishio等报道1例DFSP,检测到的 环状染色体序列中仅包括8ql1.2-qter和17q21一 qter[. 随着越来越多研究表明,除了r(17;22)以外, 还有多个染色体共同涉及这种结构,染色体4,5, 7,8,9,21都有报道.这可能提示,这些染色体都在 DFSP的发生和/或演进中发挥了某种作 用l’.2.2g]. 2意义 2.I诊断与鉴别诊断 O’Brien等,在培养的肿瘤组织中用RT—PCR 分析了16例DFSP,其中包括3例巨细胞纤维母 细胞瘤(giantcellfibroblastGCF),在15例DFSP , (15/16)中均检测到COL1A1/PDGFB融和基 因[2.Wang等用RT—PCR在12例石蜡包埋的 DFSP(包括2例Bednar肿瘤)组织中分别检测 COL1A1/PDGFB融和基因在各种不同肿瘤组织 中的表达,此外还有1O例皮肤纤维瘤,2例结节性 筋膜炎,1例平滑肌肉瘤,在1O例DFSP(10/12)中 均检测到COL1A1/PDGFB融和产物,其他样本 都为阴性[3.这提示在DFSP中COL1A1/PDGFB 融合基因的表达具有特异性和高敏感性,因而对 DFSP诊断和鉴别诊断具有着重要的意义.Nishio 等用CGH分析了12例DFSP和11例DF,其中 12例DFSP中有1O例(83)检测到了17q21一qter 和22q13,而11例DF中仅有2例(17)表现染色 体拷贝数的改变,因而用CGH分析其拷贝数的改 变也将有助于DFSP同DF的鉴别[9]. 2.2亚型的建立 由于染色体易位形成的环状染色体r(17;22) 和融合的COL1A1/PDGFB基因,也在Bednar肿 瘤患者和GCF的标本中得到证实.Bednar肿瘤为 一 种含有色素的皮肤隆凸性纤维肉瘤,比较少见, 它们占所有DFSP的1,5.GCF又称幼年型 的DFSP,主要见于1O岁以下儿童,手术切除不彻 底常复发,复发率高达47,5O,但尚未发现有 转移.这两种肿瘤与传统意义上的DFSP有着许多 共同的临床特征,而在细胞遗传学方面Bednar肿 瘤,CGF中出现了与DFSP相同的COL1A1/ PDGFB的融合基因转录产物和环状染色 体[1..这表明,这两种肿瘤均为DFSP少见的 亚型. 近年来对纤维肉瘤的诊断较为慎重,大多数起 源于肌内或肌间纤维组织,但也有些起源于浅表的 软组织.最近研究表明,在浅表的成人型纤维肉瘤 (superficiallylocatedadultfibrosarcomaSAF)中 也同样检测到COL1A1/PDGFB融合基因的存 在L3引.由此,某些SAF可能与DFSP,DFSP—FS有 着相似的细胞遗传学基础或者SAF起源于DF- SP. 综上所述,COL1A1/PDGFB融合基因的表达 国外医学遗传学分册2003年第26卷第1期 提示DFSP的几种亚型同DFSP具有相同的组织 起源和癌变基础,而且还可能与DFSP发生和促使 DFSP向DFSP—FS,SAF演变的一个潜在的刺激 因素. 2.3预后评价 DFSP经过多次复发后,组织学上可伴有纤维 肉瘤性区域(FS),在FS区的肿瘤细胞通常很少或 不表达CD34,这种DFSP的变异比普通的DFSP. 愈后更差[1.DFSP中的纤维肉瘤性转变其生物学 行为表现更具有侵袭性.王间等用显微切割技术研 究6例DFSP—FS患者,其中就有5例在其FS和 DFSP区,都表达COL1A1/PDGFB融合基因的转 录产物[3.而FS也可伴有17号染色体数目的改 变和癌基因p53的表达u].这表明它们不仅有 相同的组织起源,而且COL1A1/PDGFB在DFSP 发生和促进肿瘤细胞恶性增殖中发挥重要作用. 2.4基因治疗 COL1A1/PDGFB的融合基因转录产物通过 作用于PDGFB受体而发挥作用,PDGFB—R是一 种跨膜酪氨酸激酶,选择PDGFB—R为药物治疗 DFSP的靶已成为多个实验研究的重点.目前所合 成的膜酪氨酸激酶抑制剂有:CGF57148B,SIT571 和ImatinibMesylate.Shimizu等给转染 COL1A1/PDGFB融合基因的裸鼠注射 CGF57148B,可见治疗后肿瘤的增长速率明显受 到抑制[2引.Tobis等研究认为SIT571的作用机制 或许更可能是诱导肿瘤细胞的凋亡而不是抑制其 增殖[3.Rubin等用ImatinibMesylate治疗1例 无法切除且有转移的DFSP患者,治疗4个月后肿 瘤的体积缩小了75,以至肿瘤可被完全被切 除L2引.Sawyers也发现ImatinibMesylate有相同 的疗效[2.通过阻断COL1A1/PDGFB的融合基 因转录产物作用的自分泌环,这不仅为治疗DFSP 寻找了一条新途径而且有助于阐明DFSP的分子 发生机制.’ 3展望 根据目前的文献,我们认为DFSP中特异性的 染色体易位t(17;22)(q22;q13.1)可能是其发生 的基本事件,同时伴随一些非特异性的染色体畸 变,如染色体数目的改变,环状染色体,癌基因的表 达(p53)等,均可促使DFSP的发生发展及恶性化, 但这需要更多的研究去证实.同时,选择PDGF受 体作为药物治疗的靶,将为治疗DFSP寻找到一条 有效的途径. 参考文献 [13ByersPH.TIG,1990,6(9)I293—300. 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