抑癌基因APC综述

                        作者：张丽娟，魏万里，王芳，李梅

【关键词】  抑癌基因APC

　　近年来分子生物学的研究结果表明，大肠癌发生与多个癌基因的激活和抑癌基因的失活有关。抑癌基因APC被认为是与大肠腺癌发生相关的热点基因［1］,APC基因失活是大肠肿瘤发生的早期分子事件，但稳定于肿瘤发生发展的全过程［2］。APC基因在85%的结肠癌中缺失或失活，并且该基因的缺陷与结肠癌的遗传易感性密切相关。本文就APC基因近年来的研究进展进行阐述。

　　1  APC基因的发现

　　APC基因是由Herrera于1986年对1例格德纳综合征（葡萄糖注射液）患者进行细胞遗传学研究时发现的一个新的抑癌基因［3］。Groden等于1991年从结肠癌中首先克隆到这一基因，并正式命名为DP2,5或腺瘤样结肠息肉易感基因(Adenomatous Polyposis Coli)。Groden［4］和Kinzler等［5］应用PCR技术和特异cDNA探针分析，确定DP2,5基因即为APC基因。早期研究发现该基因不仅与家族性结肠腺瘤息肉病(FAP)有关，后发现其在散发性大肠癌的发生中也起着重要作用［6］。Chop等［7］应用免疫沉淀技术也证实大肠癌组织中缺乏野生型APC蛋白，提示APC蛋白失表达可能与大肠癌的发生与演进密切相关。APC基因在FAP及散发性大肠癌(SCRC)中所显示生殖细胞与体细胞突变谱的相似性，提示APC基因参与这两种大肠癌的发生发展可能为共同机制。

　　2  APC基因的结构及其蛋白产物的功能

　　APC基因位于染色体5q21。其cDNA克隆系列分析显示为一8535bp生成的开放阅读框架，共有21个外显子［8］，第15外显子最大，为6571bp，占该基因编码区的75%以上［9］。该阅读架5'端含有一个甲硫氨酸密码子，其上游9bp处有一框内终止密码子，3'端有数个框内终止密码子。密码子第12861513号之间的10%左右的编码区集中了约65%体细胞的突变，被称为“突变密集区”（MCR），MCR位于第15外显子内［10］。

　　APC基因编码一个2 843个氨基酸组成的蛋白，即APC蛋白，分子量为300 KD，定位于脑浆，是一胞浆蛋白，亲水性，明显位于结直肠上皮细胞基底膜侧，当细胞迁移到隐窝柱表面时APC的表达更为显著。APC蛋白有多个功能区。其前十七个氨基酸通过形成α螺旋棒介导同源二聚体形成，截短APC蛋白可通过该区域与野生型APC蛋白联系；中间部分包含七价重复
(heptadrepeat)、Am重复(Armadillorepeat)、磷酸化位点和βCatenin结合部位［11，12］。C末端包含可降解βCatenin的部位［13］和结合细胞骨架微管的部位。APC的C端通过与至少三种不同蛋白(EB1、HDLG和PTPBL)的结合在细胞周期进程和细胞生长调控中起作用［14］。Kinzler等［15］研究表明APC蛋白与M3毒蕈样乙酰胆碱样受体(mAchR)有同源序列，Bourne认为该序列跟正常APC蛋白抑制细胞过度增殖有关。

　　3  APC基因的突变

　　APC基因是一个抑癌基因，调节细胞生长和自身稳定，在许多组织中均有表达。它直接参与了Wnt的信号传导途径，正常的APC蛋白与Axin、Gsk3β形成复合物保证Wnt信号途径对细胞特化、增殖、极性以及迁移的正常调节［16］，APC基因突变将导致其编码的APC蛋白的改变，产生截短的无活性的APC蛋白，截短APC蛋白可以通过与野生型APC基因产物结合而产生一种负显性作用，使其不能正常地发挥生理功能，导致细胞粘附、生长、分化、增殖、凋亡调控和细胞内信号等方面的重要改变，使细胞发生癌变［17，18］。

　　APC基因的突变主要包括点突变和框架移码突变，前者包括无义突变、错义突变和拼接错误，后者包括缺失和插入［19］。点突变大多数为GT的转变，且大部分集中于CpG和CpA位点上。移码突变可产生截短蛋白，主要分布在编码序列区前1/2。胚系突变散布于基因5'端，约20%生殖细胞突变发生于密码子10611063和密码子13091311。APC基因体细胞突变主要集中于外显子15的5'端前半部，密码子12861513之间10%左右的编码区为“突变密集区”［10］，约65%的体细胞突变发生在此。APC基因3'末端极少发生突变［20］。APC突变常可导致蛋白折断,失去羟基末端。

　　Knudson有关两次“打击”使抑癌基因失活的假说被认为是肿瘤发生的主要机制，遗传了突变APC一个拷贝的个体(如FAP)仅需一次体细胞APC突变就可以发生肿瘤，而散发性肿瘤则需二次体细胞的APC基因突变。目前，有些研究表明，APC两个等位基因的缺失发生在腺瘤腺癌的早期［2］；而有研究推测，APC的一个等位基因突变出现在大肠肿瘤发生的早期，另一个等位基因的突变则发生在肿瘤的演进期［21］。绝大多数APC突变可产生终止密码，翻译出无功能的“截短蛋白”［22］，这些截短APC蛋白可以通过与野生型APC基因产物结合而产生一种负显性作用，使之失活而导致肿瘤的发生，这样无需“第二次打击”也可以引起肿瘤的发生［23］。

　　APC基因还是唯一一个在结肠上皮增殖起看门作用的基因，它的失活是细胞增殖所必需的［14］，看门基因突变导致细胞分裂和死亡的持续不平衡。APC蛋白可通过诱导凋亡发挥其看门作用，在大肠上皮细胞野生型APC的表达伴APC突变可导致凋亡，揭示APC基因可控制细胞的死亡［24］。APC基因突变导致APC蛋白C端丢失，使EB1、DLG失去结合位点，表明DLG和/或EB1可能对APC控制生长功能是必需的。APC中间1/3有两个βCatenin结合部分，所有突变APC蛋白至少缺少一类βCatenin结合的重复序列。房殿春［25］等通过实验研究得到APC基因可能是散发型大肠癌的易感基因，但APC基因的突变可能无助于大肠癌预后的判断。叶建新［26］等也发现APC基因与人散发性结直肠癌的发生有关。

　　4  APC基因的检测

　　目前，检测APC基因突变的方法大致有3类。第一类，如直接序列分析，PCRSSCP法；第二类，如异源脱氧核糖核酸分子(DNA)分析法(Hdxd)和错配化学清除/羟胺锇酸酐(CCM/HOT)等。第三类，是针对基因突变产生终止密码而表达不全蛋白质［截短蛋白质］来设计的［27］。

　　５  结语

　　检测APC基因对早期诊断及大肠癌有着重大的指导意义。但APC基因突变在生化水平的功能影响及其发挥抑癌作用的具体机制还不十分清楚，这有待于今后对APC基因的结构和功能的关系、作用机制及它与其他相关基因的相互作用深入研究。

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