MEN1基因与胃肠道胰腺神经内分泌肿瘤
国际消化病杂志2010年12月第3()卷第6期IntJDigDis,December25,2010,Vo1.30,No.6
MEN1基因与胃肠道胰腺神经内分泌肿瘤
叶必星林琳
?365?
?
综述?
摘要:MEN1基因为多发性内分泌腺肿瘤(MEN1)的易感基因,在调节基因的转录,维持基因的稳定,调
控细胞的分裂和增殖方面起重要作用,而MEN1基因失活可能与胃肠道胰腺神经内分泌肿瘤(GEP—NET)
发生机制有关.
关键词:胃肠道胰腺神经内分泌肿瘤;MEN1基因;menin;分子机制
DOI:10.3969/j.issn.1673—534X.2010.06.015
胃肠道胰腺神经内分泌肿瘤(GEP—NET)起源
于弥散性神经内分泌系统,大多数GEP—NET为散
发型,少数为家族型综合征,如多发性内分泌腺肿
瘤1型(MEN1).MEN1是一种常染色体显性遗传
疾病,典型的临床特征包括:原发性甲状旁腺功能
亢进(约95),胰腺内分泌肿瘤(20,75),垂
体瘤(20,4O);除此之外患者可能同时罹患其
他MEN1相关的疾病,如肾上腺皮质腺瘤,胸腺,
肺,胃及十二指肠GEP—NET,脂肪瘤以及室管膜
瘤l1].抑癌基因MEN1基因是MEN1的易感基
因,多种家族型或散发型GEP—NET已证实存在
MEN1基因突变以及杂合性丢失(LOH)l1],提示
MEN1基因改变与GEP—NET发生发展有关,但具
体机制仍不明确.近年来随着肿瘤遗传学技术的
发展,对MEN1基因的研究也不断深入.本文就
MEN1的结构,功能及其与GEP—NET的关系作一
综述.
1MENl基因
1.1MEN1基因结构
人类的MEN1基因位于11ql3,是一种抑癌基
因.MEN1基因DNA全长>9kb,包含10个外显
子,其中外显子2,1O为编码区,外显子1,外显子2
的5端及外显子10的3端为非翻译区,启动子区
域位于外显子2的上游.
1.2MEN1编码蛋白
MEN1基因编码一个含610个氨基酸的蛋白
质,即menin.menin全身广泛分布,与既往已知的
蛋白质无明显相似的氨基酸序列,所以根据menin
的结构并不能推测其生物学功能;研究发现在非分
裂期细胞中menin分布于细胞核内,而在分裂期细
作者单位:210029南京医科大学第一附属医院消化科
通信作者:林琳,Email:nydybx@yahoo.cn
胞中menin分布在细胞质内_1].menin主要以核蛋
白的形式与其他已知功能的蛋白质相互作用,在调
节基因转录,维持基因稳定,调控细胞分裂和增殖
中起重要作用];与menin互相作用蛋白包括]:
核转录因子(JunD,c—Jun及NF—KB家族),Smad家
族成员,pem基因,组蛋白甲基转移酶(HMT)复合
体,复制蛋白A亚基团,范科尼贫血互补群D2
(FANCD2),nm23等.目前已识别的menin细胞
核定位信号(NLS)有3个,包括NLS1(第479,
497氨基酸),NLSa(第546,572氨基酸),NLS2
(第588,608氨基酸)l6.
1.3MEN1基因突变
目前已发现超过500种不同的MEN1基因突
变类型,这些突变主要分散于编码区以及附近的剪
接位点,无明确的突变热点].MEN1基因突变的
模式主要有移码突变(约44),无义突变(约
21),错义突变(约19),框内缺失或插入(约
9%),剪切位点突变(约7)E73.其中移码突变及
无义突变可导致menin蛋白合成提前终止(截尾突
变),引起位于羧基末端的NLS丢失,从而导致
menin滞留于细胞质中,且不能保持稳定性,易降
解l5j.剪接位点突变可导致mRNA不能剪接或剪
接不完全,剪接位点突变的位点常见于编码区的邻
近部位,极少数可见于内含子,MEN1患者中仅内
含子4,9,5相继发现突变,形成新的剪接位点受
体_7].错义突变和框内缺失或插人不会造成
menin蛋白编码缺如或截断,但有可能导致menin
蛋白的氨基酸序列改变,使menin丧失与其他蛋白
结合的功能j.
然而,5%,1O%MEN1患者在MEN1基因编
码区和邻近的剪接位点并未检测到基因突变],
Owens等叩推测造成MEN1基因突变未检测到的
原因有:(1)直接DNA测序不能发现严重的基因丢
?366?国际消化病杂志2010年12月第30卷第6期IntJDigDis,Dec—
em
—ber25,201,!:!:
失;(2)存在非编码区突变,常规方法不能检测到;
(3)由于”等位基因脱扣”现象导致假阴性结果.
Owens等.研究发现,在110个确诊为MEN1但
未检测到MEN1基因突变先证者中,有1例发现严
重的基因缺失,但未发现启动子区域突变,等位基
因缺失现象;(4)存在其他基因的突变,有研究报道
生殖细胞中pl5,pl8,p21和p27的突变可能是引
起MEN1或相关疾病原因之一.
2MEN1基因与GEP-NET
2.1MEN1基因突变与GEP—NET
已证实MEN1基因失活性改变是MEN1综合
征的主要发病机制,9O的MEN1患者可发现
MEN1基因的突变;另外在MEN1非相关的散发
型GEP—NET亦发现生殖细胞和体细胞的MEN1
基因突变.约21散发型胰腺NET存在MEN1
基因突变,依次见于胰高糖素瘤(67),VIP瘤
(44%),胃泌素瘤(37%),胰岛素瘤和无功能性胰
腺NET较少见(8);消化道MEN1基因突变率相
对胰腺较低,约18消化道类癌存在MEN1基因突
变;目前研究未发现直肠NET中存在MEN1基因
突变.以上提示MEN1基因突变与前肠系统
NET(胰腺,胃,十二指肠)的发生有关,而后肠系统
NET(左半结肠,直肠)中MEN1突变罕见.
2.2MEN1的L0H与GEP—NET
GEP—NET的LOH现象与”两次打击”假说一
致,第一次打击为生殖细胞MEN1基凶突变,第二
次打击为体细胞MEN1基因改变l.与MENI基
因突变发生率相比,11q13的)H发生率较高,约
68胰腺NET存在11q13的LOH,其发生率约是
MEN1突变发生率的3倍;类似的,78消化道
NET存在11q13的LOH,其发生率远远高于突变
率l1.MEN1突变发生率低于11ql3的LOH发生
率提示11q上可能存在其他抑癌基因.磷脂酶C
(PLCB3)位于11q13,临近MEN1基因,已在
MEN1和肺类癌发现PLCB3的缺失;位于
11q23.3-q24.3的候选基因BRCC2,ZW10丢失可
能与胰岛素瘤的进展有关l1,这些候选抑癌基因是
否与MEN1有协同作用,进而导致NET的发生发
展,仍待进一步研究.
2.3MEN1基因敲除与GEP—NET
Bertolino等l1发现,特异性敲除小鼠胰岛J3细
胞的MEN1基因,小鼠第2个月龄出现胰岛增生,
增生程度随着月龄增大而加重.第6个月龄时
41.5的小鼠出现胰岛素瘤,至第10个月龄达到
100.其他多项研究亦成功构建了胰岛细胞瘤
MEN1小鼠模型.另外,MEN1一小鼠可引起
胰岛细胞增殖,却不引起相邻的外分泌细胞增殖,
且敲除小鼠尾巴,骨髓组织的MEN1基因均未引起
相应部位增殖,Shen等亦发现类似现象,另外
肝脏MEN1基因的失活并未引起肿瘤形成_18_.以
上结果
明,MEN1基因是抑癌基因,其编码蛋白
menin具有调节特异组织的细胞增殖作用.
2.4MEN1基因参与GEP—NET发生的分子机制
GEP—NE’I,发生的机制仍不明确,MEN1基因
失活导致部分基因以及蛋白分子改变,可能与
GEP,NET发生,发展密切相关.
Hessman等_1研究发现,13个MEN1相关的胰
腺NET患者DNA完整性及染色质稳定性较差,提
示MEN1基因可能有维持染色体稳定性作用.Jin
等进一步研究发现,menin集中在正常小鼠的染色
质及核基质中,当射线引起小鼠DNA损伤时,
menin可与FANCD2协同修复DNA的损伤,而
menin缺失的胰岛素瘤小鼠中,7射线更易引起DNA
损伤,这一研究提示menin和FANCD2互相作用修
复DNA,且有可能是通过核基质和染色质作用.
Karnik等?研究发现正常胰腺内分泌细胞中,
menin与细胞周期依赖激酶(CDK)抑制剂p27硒和
pl8的启动子特殊区域结合,通过募集HMT复
合体,促进组蛋白H3K4甲基化从而上调p27和
p18,进而抑制细胞增殖;作者推测胰岛细胞瘤发生
可能与menin突变后不能与p27或p18结合,或不
能促进H3K4甲基化有关.研究虽然证实了merlin
调节细胞增殖作用与细胞周期有关,但未明确
menirl如何调节细胞周期,而Schnepp等.进一步
研究发现在胰岛细胞瘤MEN1一小鼠中,MEN1
一
旦失活即可导致p27和p18蛋白合成的下
降,而p27和pl81NK4c合成减少后可导致CDK2活
性增加,进而可以急性地促进细胞从G0/G1期进入
S期,从而促进细胞增殖.上述实验提示MEN1基
因突变后下调p27和p18,促进细胞从G0/G1
期进入S期可能是GEP—NET的发病机制之一.然
而最近有研究报道,menin可能与p18有协同
抑制肿瘤作用,而与p27无协同作用.Lindberg
等l2研究了18个胰腺NET患者(6个患者无
MEN1基因突变,12个患者存在MEN1基因突变
或11q13的LOH),结果发现所有患者的p27基因
均高表达,与MEN1基因是否改变无关,而3例发
生MEN1基因改变的患者不表达p18基因,提示
menin失活可导致p18基因表达缺失,却不导致
p27基因表达下降.以上研究表明NET发生与细
里苤查)()年12月第3()卷第6期
IntJDigDis,I)ecember25,2010,Vo1.30.N..6
胞周期异常有关,且可能是通过pl8表达下调作
用的.
Fontani~re等发现胰岛素瘤MEN1”一小鼠
的后期(第10天)有56个基因上调,194个基因下
调,这些基因与信号转导,基因转录,蛋白代谢,细
胞周期,细胞分化和糖类代谢有关,并进一步通过
聚类
和免疫组化发现胰岛素瘤的发生机制可
能与HOX基因家族下调,细胞周期途径及IGF途
径有关.其中cyclinA2,B2,D2过表达是胰岛素瘤
发生的早期事件;IGF2表达上调是menin失活导致
肿瘤形成的主要的因素之一,IGF2表达上调与
menin缺乏后导致igf2基因CpGs甲基化有关.
Stalberg等发现,用MEN1基因转染menin
缺乏的BON1细胞株(人类胰腺内分泌肿瘤细胞
株)可抑制肿瘤的生长,同时伴随着JunD表达水平
上调,样蛋白1前细胞因子1(dlkl/Pref一1),增殖
细胞核抗原(PCNA),QM/Jif-1下调,其中dlkl/
Pref一1为表皮生长因子样家族,可以促进细胞的增
殖和抑制细胞分化;QM/Jif一1作为c—Jun负向调节
剂,可抑制c—Jun介导的细胞凋亡.
以上研究表明MEN1基因失活可导致
FANCD2功能减弱,CDK上调,p27和pl8下
调,dlkl/Pref一1,PCNA,QM/Jif一1下调以及cyclin
和igf异常,这些分子改变可能与GEPNET发
生机制有关,但具体机制仍不明确,有待进一
步研究.
3小结
自1997年MEN1基因被发现后,MEN1基因
的突变和功能逐渐被人们认识.MEN1基因改变
是MEN1发生的原因,也可能是MEN1非相关的
GEP—NET发生的原因之一.分子遗传学研究方法
的发展及MEN1基因敲除小鼠模型的建构,均为
NET发病机制的研究提供了有用工具.虽然
MEN1基因失活后导致GEPNET形成的部分分
子机制正在研究中,但具体机制仍不明确,尚需进
一
步证实和深入.
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出现则提示类癌扩散和转移.直肠类癌起源于后
肠类癌,本组病例未出现类癌综合征.
随着消化内镜技术的不断发展,直肠类癌早期
诊断和治疗得到了提高.内镜检一般呈黏膜下肿
物,突出肠腔.广基或亚蒂状隆起,表面多有正常
黏膜覆盖,质地硬,边界清楚,少数瘤体较大者可出
现溃疡,形成脐样外观.超声内镜下类癌多为黏膜
固有层或黏膜下层低回声,部分类癌浸润深度也达
固有肌层,这种情况超声内镜不易鉴别,需通过术
后病理确诊.
经内镜切除是消化道类癌有效的,重要的治疗
手段之一.其优点为损伤小,费用低,痛苦少,效果
好,本组病例内镜完整切除率为(i7/28).完全切
除标准为基底无类癌组织,各边缘有0.2CFfl以上非
类癌组织.若直径为1,2cm未侵及肌层,也可经
骶尾部或肛门行局部扩大切除术,切除范围应包括
距肿块边缘1cm之正常组织.若肿瘤>2cm或浸
及基层应按恶性肿瘤行根治性切除,范围包括肿瘤
上下边缘各5cm的肠段和淋巴结f.应重视术后
随访内镜检查,一旦发现切除部位复发立即采取追
加手术.建议在术后1个月时复查内镜,无异常后
可逐渐延长随访期限(3,6,12个月).
类癌肝脏转移较多见,已经发生转移的直肠类
癌也要进行处理,治疗方法与肝癌相同.类癌对化
?
379?
学治疗不敏感,应用干扰素或干扰素联合奥曲肽等
有一定的疗效,出现类癌综合征者可应用1一甲基一4一
(5H二苯并[a,d]环庚三烯5一亚基)哌啶盐酸盐倍
半水合物(盐酸赛庚啶)等药物可以对抗5一HT的
作用.
直肠类癌生长缓慢,据报道直肠类癌5年生存
率可达87.直肠类癌具有潜在恶性,从组织学
上较难判断,其良恶性主要依据是肿瘤的浸润深度
和有无转移.肿瘤直径是否>2cm可作为判断良
恶性直肠类癌的关键指标.另外出现类癌危象者
预后较差.
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(本文编辑:周骏)