以端粒酶為靶治療肺癌研究進(jìn)展

1、以端粒酶為靶治療肺癌研究進(jìn)展【摘要】端粒酶是一種可以維持端粒長(zhǎng)度的RNA酶，抑制端粒酶可能會(huì)使端?？s短并使腫瘤無(wú)限增殖停頓。該文就端粒酶在肺癌治療中的研究進(jìn)展作一綜述?！娟P(guān)鍵詞】端粒末端轉(zhuǎn)移酶肺腫瘤基因療法病毒免疫療法PrgressnTeleraseasTargettingTherapyfrLunganerAbstrat:TeleraseisakindfRNasethatanaintainthelengthftelere.Inhibitinfteleraseayleadttelereshrteningandessatinfunrestrainedturprliferatin.Researhpr

2、gressftelerasefrlunganertherapyassuarizedinthisartile.Keyrds:telerase;lungneplass;genetherapy;viruses;iuntherapy1端粒酶的構(gòu)造和功能端粒酶于1984年首次被發(fā)現(xiàn)，它是一種逆轉(zhuǎn)錄酶，位于細(xì)胞核內(nèi)。端粒酶有兩個(gè)主要組成局部及相關(guān)蛋白組成，一個(gè)主要組成局部為端粒酶RNAhuanteleraseRNA,hTR,hTR是合成端粒DNA的模板，人體內(nèi)所有細(xì)胞中都含有hTR。另一主要組成局部是端粒酶催化亞基(huantelerasereversetransriptase,hTERT)，hTERT是

3、決定端粒酶活性的限速因子，與端粒酶活性呈正相關(guān)，正常體細(xì)胞中不含hTERT，造血細(xì)胞、生殖細(xì)胞及腫瘤細(xì)胞中含有hTERT1，2。正常人體細(xì)胞的端粒長(zhǎng)度約515kb，端粒長(zhǎng)度隨著年齡的增長(zhǎng)和分裂次數(shù)的增多而逐漸縮短，一般DNA每復(fù)制1次，端粒喪失50200bp，當(dāng)它縮短到一定程度時(shí)，細(xì)胞那么停頓分裂而衰老、死亡。在極少數(shù)情況下，個(gè)別細(xì)胞的端粒酶激活，以自身的RNA為模板合成端粒DNA，修復(fù)被損傷的端粒DNA，穩(wěn)定其長(zhǎng)度，使細(xì)胞走向永生化，而永生化又被認(rèn)為是細(xì)胞惡化的必要步驟。腫瘤細(xì)胞的端粒長(zhǎng)度很短，其繼續(xù)縮短將導(dǎo)致染色體交融、細(xì)胞死亡，而端粒酶的激活可以維持端粒的長(zhǎng)度，從而維持腫瘤的繼續(xù)分裂、增

4、殖和生存3。端粒酶的激活，可能是腫瘤形成和開(kāi)展的共同途徑。2端粒酶表達(dá)和肺癌TagaS等4在觀察NSL中端粒酶活性及其對(duì)預(yù)后影響的一項(xiàng)研究中，以端粒重復(fù)序列擴(kuò)增法TRAP法測(cè)定端粒酶活性，103例NSL病人術(shù)后癌組織標(biāo)本中有85例端粒酶呈陽(yáng)性82.5，另18例為陰性17.5，而鄰近正常組織中端粒酶均為陰性。Hiyaa等5用TRAP法測(cè)定了136例原發(fā)性肺癌的手術(shù)切除標(biāo)本癌組織端粒酶活性,其陽(yáng)性率為80.1%(109/136),而鄰近正常組織標(biāo)本的端粒酶活性陽(yáng)性率僅4.4%(3/68)，其中SL標(biāo)本的端粒酶活性陽(yáng)性率為100(強(qiáng)陽(yáng)性)。因?yàn)槎肆Ｃ钢饕嬖谟趷盒阅[瘤，而在大多數(shù)正常組織中沒(méi)有活性或

5、活性很低，同時(shí)由于端粒酶在惡性腫瘤的發(fā)生，尤其是在腫瘤的開(kāi)展中起著關(guān)鍵的作用3，所以，通過(guò)各種途徑抑制端粒酶的活性，可能將有效地抑制腫瘤的生長(zhǎng)，而對(duì)大多數(shù)正常細(xì)胞沒(méi)有影響。端粒酶與惡性腫瘤之間令人驚異的相關(guān)性，使它在腫瘤的治療上有望成為行之有效的新的靶目的。3端粒酶在肺癌治療中的應(yīng)用進(jìn)展目前肺癌治療因子中以端粒酶為靶的包括：以端粒酶為靶向的反義基因、自殺基因，以表達(dá)端粒酶細(xì)胞為靶的溶瘤病毒，端粒酶特異性的免疫治療，小分子端粒酶抑制劑等,其中以端粒酶為靶向的基因治療研究進(jìn)展較快。3.1以端粒酶為靶向的基因治療3.1.1反義基因治療端粒酶RNAhTR的反義基因治療Feng等2用反義hTR抑制惡性腫

6、瘤，并可因此導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞的死亡。何劍等6用脂質(zhì)體介導(dǎo)的端粒酶hTR反義寡核苷酸轉(zhuǎn)染A549肺腺癌細(xì)胞株，采用TRAPPRELISA法半定量檢測(cè)轉(zhuǎn)染后肺腺癌細(xì)胞端粒酶活性,在端粒酶反義寡核苷酸轉(zhuǎn)染549細(xì)胞72h后，A549細(xì)胞端粒酶活性明顯下調(diào)。這說(shuō)明端粒酶反義寡核苷酸可以有效抑制肺腺癌細(xì)胞端粒酶活性。SngJS等7以一種表達(dá)反義端粒酶模板RNA序列的腺病毒抑制hTR的開(kāi)放局部，發(fā)現(xiàn)反義端粒酶腺病毒可以抑制端粒酶活性，并抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)及生存。進(jìn)一步地用FAS和TUNEL分析說(shuō)明，腫瘤細(xì)胞減少的生存才能是由誘導(dǎo)凋亡介導(dǎo)的。這說(shuō)明，用端粒酶RNA反義寡核苷酸誘導(dǎo)肺癌細(xì)胞凋亡有可能是在靶向性腫瘤

7、基因治療中的一種有效的抑制腫瘤生長(zhǎng)的方法。端粒酶催化亞單位hTERT的反義基因治療由于hTR在多種正常體細(xì)胞中有表達(dá)，以此為靶缺乏腫瘤特異性。而hTERT在腫瘤組織中高表達(dá)，正常體細(xì)胞中那么檢測(cè)不到，因此具有更高的腫瘤特異性，是更加理想的腫瘤端粒酶抑制靶點(diǎn)2。田鳳軍等8采用逆轉(zhuǎn)錄病毒介導(dǎo)的反義hTERT作用于肺癌細(xì)胞A549，結(jié)果顯示反義hTERT作用肺癌細(xì)胞后hTERT蛋白表達(dá)下降、端粒酶活性抑制；細(xì)胞倍增20周期后出現(xiàn)生長(zhǎng)抑制，并出現(xiàn)明顯的細(xì)胞凋亡。提示反義hTERT可以抑制肺癌細(xì)胞A549的端粒酶活性，抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)，促進(jìn)細(xì)胞凋亡；針對(duì)hTERT來(lái)治療腫瘤有可能成為一種新的肺癌基因治療

8、方法。3.1.2自殺基因療法由于hTERT僅在諸如腫瘤及胚胎細(xì)胞等具有端粒酶活性的細(xì)胞和組織中表達(dá)，也即在這些組織中存在hTERT基因啟動(dòng)子的活性，因此可以將由hTERT基因啟動(dòng)子調(diào)控的自殺基因整合到腺病毒載體中，以特異性地作用于腫瘤細(xì)胞。SngJS等在2022年報(bào)道了利用hTERT基因啟動(dòng)子靶向治療腫瘤的可能性。他們克隆出由hTERT基因啟動(dòng)子調(diào)控的來(lái)自單純皰疹病毒的自殺基因HSVTK，與腺病毒載體構(gòu)成AdhTTK的重組體，并使它們分別感染到正常的細(xì)胞系和小細(xì)胞肺癌的細(xì)胞系中去。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了由AdhTTK介導(dǎo)的選擇性、特異性的腫瘤細(xì)胞死亡。進(jìn)一步用ELISA和FAS分析方法檢測(cè)細(xì)胞死亡，

9、發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞生存才能減少是由凋亡誘導(dǎo)作用介導(dǎo)的，它說(shuō)明這種方法有可能是腫瘤靶向基因治療方法中的一種抑制癌細(xì)胞生長(zhǎng)的有效方法9。但這種方法有可能會(huì)在殺傷腫瘤細(xì)胞的同時(shí)損傷生殖細(xì)胞、造血細(xì)胞等具有端粒酶活性的正常細(xì)胞。由于6080的SL細(xì)胞是端粒酶陽(yáng)性且y過(guò)度表達(dá)的，而正常人類(lèi)細(xì)胞那么無(wú)。SngJS又于2022年初報(bào)道了利用yax反響元件RE和SV40增強(qiáng)hTERT基因啟動(dòng)子的活性，以更好地調(diào)控自殺基因。通過(guò)RE、hTERT基因啟動(dòng)子及SV40增強(qiáng)子調(diào)控自殺基因HSVTK的活性，構(gòu)造該HSVTK的腺病毒載體AdREhTTKenh并感染SL細(xì)胞，可以誘導(dǎo)端粒酶陽(yáng)性且y過(guò)度表達(dá)的腫瘤特異性細(xì)胞死亡。被

10、AdREhTTKenh感染的SL細(xì)胞受抑制程度和受誘導(dǎo)凋亡的程度顯著地大于被AdhTTK感染的SL細(xì)胞，且更加具有腫瘤特異性10。因此利用hTERT基因啟動(dòng)子調(diào)控自殺基因的療法可以用于特異性的SL的靶向基因治療。3.2腫瘤特異性的溶瘤病毒為誘導(dǎo)病毒介導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞溶解而設(shè)計(jì)的載體，可以選擇性地在腫瘤中進(jìn)展病毒繁殖。端粒酶激活被認(rèn)為是致癌過(guò)程中關(guān)鍵性的一步，其活性與hTERT親密相關(guān)。KaashiaT等在人類(lèi)腫瘤細(xì)胞上研究具有復(fù)制才能的hTERT特異性的腺病毒telerasespeifirepliatinpetentadenvirus，TRAD的抗癌作用。在體內(nèi)和體外試驗(yàn)中檢查T(mén)RAD在人類(lèi)腫瘤細(xì)

11、胞中具有選擇性復(fù)制和抗腫瘤作用，但在正常細(xì)胞諸如成纖維細(xì)胞中那么無(wú)。TRAD在一系列人類(lèi)腫瘤細(xì)胞系上都能有效地復(fù)制并誘導(dǎo)顯著的殺細(xì)胞效應(yīng)，其復(fù)制和毒性在缺少端粒酶活性的人類(lèi)成纖維細(xì)胞中那么明顯減弱。在移植了人SL組織的裸鼠上，瘤內(nèi)注射TRAD可導(dǎo)致明顯的腫瘤生長(zhǎng)抑制，盡管在循環(huán)中存在TRAD，TRAD在瘤外組織中不能檢測(cè)到。此外，在未注射TRAD的遠(yuǎn)處腫瘤中也有TRAD的復(fù)制11。hTERT啟動(dòng)子賦予TRAD在人類(lèi)腫瘤中選擇性復(fù)制并進(jìn)而使腫瘤細(xì)胞溶解的才能，其對(duì)于腫瘤治療有重要的應(yīng)用價(jià)值。3.3調(diào)節(jié)端粒酶表達(dá)的免疫治療越來(lái)越多的證據(jù)說(shuō)明，來(lái)自hTERT的多肽可以被細(xì)胞毒性的T淋巴細(xì)胞D8的T淋

12、巴細(xì)胞特異性地識(shí)別。通過(guò)用來(lái)自hTERT的肽461469(hTERT461)反復(fù)刺激安康供體，TajiaK等研究了一種人類(lèi)白細(xì)胞抗原(HLA)A24限制性的D8+的T細(xì)胞克隆K31，它能介導(dǎo)特異性的溶細(xì)胞作用。用K31處理從肺癌病人胸腔積液中獲得的原發(fā)性肺腺癌細(xì)胞，可以觀察到腫瘤細(xì)胞溶解。在使用IFN處理后，腫瘤細(xì)胞端粒酶表達(dá)減少，K31介導(dǎo)的溶細(xì)胞作用相應(yīng)減弱。該研究說(shuō)明干擾素可特異性地調(diào)節(jié)肺癌細(xì)胞對(duì)端粒酶特異性的細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞的易感性。強(qiáng)調(diào)hTERT461肽在肺癌免疫治療中的作用，并說(shuō)明在治療上應(yīng)該考慮使用IFN調(diào)節(jié)端粒酶的表達(dá)12。3.4其他BIBR1532是一種非核苷小分子，它能選

13、擇性抑制端粒酶活性。用BIBR1532處理NIH460肺癌細(xì)胞，對(duì)腫瘤細(xì)胞的短期生存和增殖沒(méi)有影響，但在經(jīng)過(guò)100次細(xì)胞分裂后，腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)速度減慢，140次細(xì)胞分裂后，腫瘤細(xì)胞停頓增殖，且其端粒長(zhǎng)度比對(duì)照組平均短1.54kb13。目前的使用促凋亡基因的腫瘤基因治療之所以進(jìn)展有限，是因?yàn)檫@些方法缺少組織及腫瘤特異性而易于導(dǎo)致副反響。為了以腫瘤細(xì)胞為靶向而不損傷正常細(xì)胞，一種新的針對(duì)肺癌的雙重強(qiáng)化系統(tǒng)在hTERT催化因子與人類(lèi)外表活性蛋白A1催化因子控制下的TTF1基因近期被研究出來(lái)，其中腫瘤特異性催化因子控制下的組織特異性轉(zhuǎn)錄系統(tǒng)可以促進(jìn)腫瘤治療基因表達(dá)。通過(guò)將其應(yīng)用到肺癌治療中顯示了這種系

14、統(tǒng)的有用性。這種肺癌系統(tǒng)被稱(chēng)為T(mén)TS。TTS系統(tǒng)在肺癌細(xì)胞中的催化活性比在其他癌細(xì)胞、正常肺組織，包括干細(xì)胞中的活性都高很多。此外，將負(fù)性糖皮質(zhì)激素反響元件插入TTS中，它還可以被藥物調(diào)控14。以端粒酶為靶向的藥物可能是一類(lèi)特異性強(qiáng)，毒性小的較理想的新一代治療肺癌的藥物。但這類(lèi)藥物大多數(shù)的抗增殖作用有賴(lài)于特定腫瘤細(xì)胞的端粒酶長(zhǎng)度，臨床效果要到染色體末端的端粒完全喪失才能顯示出來(lái)。因此抗端粒酶治療最有可能的應(yīng)用是作為其他減瘤細(xì)胞治療如手術(shù)、化療、放療等的一種輔助治療手段。另外一種可能應(yīng)用是作為疾病完全緩解后的治療以消除微小的殘存病灶，減少腫瘤復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移的可能。但從目前的研究來(lái)看，這種藥物可能也存在

15、一些問(wèn)題：(1)人體內(nèi)有一些正常細(xì)胞也有端粒酶的活性，如生殖細(xì)胞、骨髓細(xì)胞等增殖活潑的細(xì)胞，以端粒酶為靶向的抗腫瘤藥物對(duì)這些細(xì)胞可能會(huì)有一定的毒性作用。(2)端粒酶抑制劑類(lèi)型的抗腫瘤藥物的應(yīng)用同其它的抗癌藥物一樣，也會(huì)產(chǎn)生耐藥性問(wèn)題15。因?yàn)槎肆Ｃ敢种苿┑膽?yīng)用，抑制了腫瘤細(xì)胞中的端粒酶活性，非端粒酶依賴(lài)性端粒調(diào)控機(jī)制有可能會(huì)代償性激活，從而使端粒酶抑制劑對(duì)此腫瘤無(wú)效。(3)有些腫瘤細(xì)胞檢測(cè)不出端粒酶活性，有些雖有端粒酶活性，但同時(shí)也可能存在非端粒酶依賴(lài)性端粒調(diào)控機(jī)制16。在這種情況下，以端粒酶為靶向的抗腫瘤藥物可能會(huì)無(wú)效。但無(wú)論如何，端粒酶仍然是真核細(xì)胞永生化最廣泛最經(jīng)典的途徑之一。因此,針對(duì)

16、端粒酶的抗腫瘤治療仍可能是有希望的惡性腫瘤治療方案之一。相信隨著對(duì)端粒酶研究的進(jìn)一步深化，有望能開(kāi)發(fā)更有效的控制與治療肺癌的藥物?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】1錢(qián)睿哲.衰老機(jī)制的研究A.金惠銘，盧健，殷蓮華.細(xì)胞分子病理生理學(xué).鄭州：鄭州大學(xué)出版社，2002.467476.2FengJ,FukD,angSS,etal.TheRNApnentfhuanteleraseJ.Siene,1995,2695228：1236-1241.3BlasA,LeeH,HandeP,etal.TelereshrteningandturfratinbyuseellslakingteleraseRNAJ.ell,1997，911：2

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