刘海丽

结直肠癌是全世界范围内常见的消化道恶性肿瘤之一，其发病率在所有恶性肿瘤中第三位［1］，相关死亡率居第二位［2］，但是近年来死亡率也有明显增加的趋势。流行病学统计显示在我国的一些大城市结直肠癌的发病人数也以每年4%的速度增长［3］。恶性肿瘤的发生不是一个偶然的事件，是体内外各种因素共同参与、基因改变或失衡起主要作用的十分复杂的生物学现象，抑癌基因在对抗癌基因激活的过程中表达缺失或者失活，是正常细胞转化为癌细胞的主要原因［4，5］。结直肠癌的发病机制尚不清楚，癌基因和抑癌基因的相互关系对其发生及转移的影响是近些年研究的热点。nm23家族是被学者们认定的一种抑制肿瘤转移的基因家族。肿瘤细胞的分化程度及转移情况都与其表达水平相关。本文就nm23及其家族成员在结直肠癌中的表达及其与发病、浸润、转移的关系做一综述。

1 nm23的结构、功能及作用机制

nm23是定位于19q21的人类正常基因，1988年从鼠K-1753黑色素瘤细胞系cDNA文库中被美国国立癌症研究所应用差别克隆杂交技术分离出来［6］，由24个内含子和5个外显子构成。

nm23的作用机制包括调节细胞内二磷酸核苷酸(NDPK)能量池的大小，调控细胞分裂、转录过程，进而影响其发育和分化，其同源基因awd突变或表达下降可导致国蝇正常细胞异常分化，形态变异，广泛畸形及癌变，甚至死亡。

1988年Steeg等首先发现nm23基因与癌转移能力有关，但机制尚未完全清楚，该基因mRNA水平及其编码产生的蛋白质在多种高转移表型的实验性肿瘤中明显减少，可能是起到对抗癌基因以达到抑制肿瘤发生及转移的作用。有研究发现，nm23蛋白可能属于分泌蛋白，具有多种蛋白质功能，如吞噬和运动，其氨基酸序列和活性与二磷酸核苷酸(NDPK)相同［7］，随后又证实nm23家族的成员都具有NDPK活性，与细胞的分化程度和增殖活性有密切关系［8－10］。nm23对抗癌基因的能力可能与其有跟NDPK相似的活性有关，它能够促使GDP还原成为GTP，因为GTP具有调节细胞膜蛋白的功能，从而使G蛋白激活，nm23可能通过这种方式来抑制肿瘤细胞转移的作用［7］。另一些研究发现，微管的分解和聚合与nm23有关联，其能够影响细胞骨架的状态，通过阻断肿瘤信息的传递和调节细胞内微管系统的状态而起到抑制肿瘤转移的作用［11］。有人研究nm23基因的表达与恶性肿瘤的转移及临床预后呈负相关，也就是说NM23表达水平越高，恶性肿瘤转移的可能性越小，患者的预后越好［12］。宋枫等［13］的研究证明nm23基因在结直肠癌中的表达与肿瘤细胞浸润和淋巴结转移过程中呈反向平行关系，发挥了其抑制肿瘤发生和转移的作用。但nm23在结直肠癌中的表达与肿瘤的发生、发展、浸润、淋巴结及远处脏器转移的作用机制及相关性作用仍有争议。张汉群等［14］利用免疫组化的方法研究 nm23-H1联合ERCC-1蛋白在结直肠癌的表达，结果显示这两者与结直肠癌的性别、年龄、组织学类型、分期、淋巴结转移未显示明显相关性，可能与nm23-H1联合ERCC-1在结直肠癌中表达的复杂性有关。

2 nm23H1的研究进展

nm23家族有8个成员，分别是nm23-H1～nm23-H8。nm23H1基因定位于染色体17q21.3，其氨基酸编码序列与核苷二磷酸激酶(NDPK)相同，可能具有与后者相似的生物学性能。Howlett等［15］研究显示nm23H1对肿瘤细胞转移和侵袭的抑制可能通过对cmyc的基因调控来发挥作用的。Kodera等［16］研究显示nm23-H1在组织中阴性表达者，癌细胞恶性程度较高，淋巴结转移潜力较大，患者的预后情况不理想。研究证明，人类的许多恶性肿瘤的转移潜能与nm23-H1等位基因的缺失呈明显负相关关系［17］。这一结论在动物实验中也得到了进一步的认证，小鼠结肠癌细胞肝转移的能力明显降低，这与nm23H1基因的转染有明显的关系［18］。

nm23-H1在结直肠癌中的表达及意义近年来虽然得到了越来越多的关注，但机制和相关结论尚未统一。nm23-H1的阳性表达与结直肠癌肿瘤组织病理分期和分化类型的关系近年来鲜有报道，只是徐永健等研究显示nm23-H1蛋白的阳性表达与肿瘤的病理分期密切相关，与患者的年龄、性别及肿瘤组织分化类型无关［19］，但这一结论尚未得到分析病理学和流行病学的证实。关于nm23-H1在抑制结直肠癌浸润及淋巴、远处转移的报道相对较多，但结论尚不一致。有人对nm23-H1和nm23-H2与肿瘤转移的可能性进行了研究，结果显示两者均与肿瘤的转移情况呈负相关，也就是说nm23-H1和nm23-H2在组织中高表达，其在淋巴结和远处脏器转移的能力就相对较低，而且nm23H1发挥了更为重要的作用，显示出了与肿瘤转移更多的相关性［20］。DURSUN等检测nm23-H1 mRNA在结直肠癌中的表达，证实其阳性表达率随着结直肠癌Dukes分期增高、浸润程度加深、淋巴结转移和肝脏转移率的增高而显著降低，而且nm23-H1 mRNA低表达肿瘤患者的5年复发转移率增高，导致生存率显著减低，从而证明了nm23-H1 mRNA具有抑制结直肠癌侵袭、转移、复发的能力［21］。曹家庆等［22］认为 nm23-H1在结直肠癌中的表达与肿瘤浸润深度和淋巴结转移相关，是评价结直肠癌恶性程度、临床病理分期、淋巴结转移的有价值指标。但是张汉群等［14］的研究显示nm23-H1联合ERCC-1在伴区域淋巴结转移、远处转移的结直肠癌组织中的表达与在无转移的结直肠癌中的表达相比，未显示差异性，这个结果有悖于公众普遍认为的nm23HI是抑癌基因的理论。彭克荣等研究表明结直肠癌nm23-H1蛋白阳性表达率和Dukes分期、大体分型、分化程度、浸润深度、组织学类型、有无淋巴结转移、有无远处转移没有相关关系［23］。关于nm23-H1在结直肠癌中发挥抑癌作用的机制研究较少，尚未形成定论。有学者认为nm23-H1对抗肿瘤转移的分子机制就是对癌细胞DNA的修复有调控作用，而发挥这种作用的正是 nm23-H1的3’-5’核酸外切酶活性［24］。

3 DR-nm23的研究进展

DR-nm23基因是nm23家族的另一个成员，又称nm23-H3或NME3(non-metastasis cell 3)，位于人染色体16q13，由5个内含子和6个外显子和组成。早在1996年，Ventruelli等从慢性粒细胞性白血病(chronic myelogenous leukemia，CML)急性发作期的原代细胞中，利用cDNA文库差异显示筛选技术克隆出DR-nm23 cDNA，它与 nm23-H1和 nm23-H2具有65% ～70%高度同源性，之后有关DR-nm23参与抑制肿瘤细胞侵袭转移等方面的研究受到越来越多的关注。DR-nm23基因cDNA全长849 bp，定位于16q13，由5个内含子和6个外显子组成，翻译起始密码子上游170 bp和370 bp是其转录起始点，启动子结构富含G+C，几乎不含经典TATA框或CAAT框，这与家族其他成员有所区别［25］。已证实该基因只有Ap-2这个转录起始因子相关元件结合位点参与了调控基因的转录效率及活性［25，26］，而 SP1、Myb、ets、GATA 和 Hox-1 等多个转录起始因子相关元件结合位点没有参与其中。

但其与结直肠癌组织的相关性及抑制肿瘤细胞转移的机制尚不十分明确。NDPKC是DR-nm23的基因产物，这种产物具有膜连接活性，主要是由于其氨基末端多出了17个氨基酸并组成疏水性基团［27］，此外，NDPKC的结构和长度与NDPKA、NDPKB大致一样，可能赋予 DR-nm23更多的蛋白质生物学性能［28］。Sun等［29］检测已知447个转移相关基因在大肠癌中的表达，利用的是肿瘤转移相关cDNA基因芯片这个可靠的技术，结果显示51个基因发生了改变，22个基因表达上调，29个基因表达下降，其中DR-nm23是29个下调基因之一，与结直肠癌转移密切相关。杨直等［30］发现DR-nm23可能主要参与了上皮内瘤变等癌前病变的过程，其蛋白表达水平下调与结直肠癌肿瘤细胞的分化程度、发展速度、肿瘤病理分级和组织学分型呈负相关，提示DR-nm23蛋白可作为反映结直肠癌生物学行为和预后的潜在重要指征之一。DR-nm23不仅具有抑制结直肠癌细胞浸润转移的作用，可能也参与了肿瘤细胞的发生、发展的过程，它与肿瘤的关系不仅密切而且复杂。Negroni等认为DR-nm23蛋白参与并促进肿瘤转移过程的发生，因为其61位丝氨酸残基可能是赋予抑制肿瘤转移潜能的主要磷酸化位点，其突变导致细胞分化能力的减弱，使蛋白之间相互作用受到影响［31］。

4 nm23其他家族成员在恶性肿瘤中的研究进展

nm23肿瘤转移抑制基因家族其他成员都具有NDPK活性，但生物学性能不完全相同。c-myc原癌基因转录是由NDPKB调控，后者是nm23-H2基因编码的产物，可能控制细胞的生长、分化过程［32，33］;线粒体NDPK是nm23-H4基因编码的产物，有研究表明其有肿瘤的发生、发展及转移有关，可能是NDPK的氨基酸序列与NDPKA和NDPKB有58%～59%同源性的原因［34，35］;另外，nm23-H5、nm23-H6、nm23-H8 均属于睾丸特异性表达基因，NDPK活性或NDPK样区域都能在这些基因产物中被检测到［36］，而这也是nm23家族基因的共性，可能进一步证明这些基因调控了细胞的生长和分化过程。nm23抑癌基因家族其他成员在恶性肿瘤特别是结直肠癌中的表达及意义报道较少，分子水平的作用机制及相互关系尚不清楚，有待于进一步的研究。

肿瘤的发生、浸润、转移是一个多元素、多基因共同参与的极其复杂的过程，任何参与这一过程的癌基因和抑癌基因都不可能是肿瘤发展的决定性因素。恶性肿瘤对人体的危害主要是由其转移侵袭的本质所决定。虽然nm23是公认的抑癌基因，但其家族成员在结直肠癌中的分子作用机制及相关关系尚未明确。在抑制肿瘤发生机转移的过程中，nm23家族成员们是阻断信号通路还是造成细胞器的缺失发挥作用，是独立发挥抑癌基因的作用还是相互联合对抗癌基因的激活?nm23在早期结直肠癌中表达增高是否能延长中晚期患者的5年生存率?在其他恶性肿瘤，如肺癌、乳腺癌、卵巢癌的转移过程中是否也发挥了同样的作用还是加速肿瘤细胞的转移，这些相关因素尚未明确。综上所述，nm23基因家族与肿瘤发生、浸润、转移的关系不仅密切而且复杂，进一步讨论nm23在结直肠癌中的表达及其意义具有十分重要的生物学和临床意义，如果能在分子水平将其作用机制研究清楚，有可能成为肿瘤生物学新的治疗靶点，延长晚期患者的中位生存期，争取更多的治疗机会。

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