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  济宁医学院学报  2018, Vol. 41 Issue (4): 290-293  DOI:10.3969/j.issn.1000-9760.2018.04.016
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代丽丽, 张国安, 崔文. BRAFV600E和TERT启动子突变与甲状腺乳头状癌的关系[J]. 济宁医学院学报, 2018, 41(4): 290-293. DOI: 10.3969/j.issn.1000-9760.2018.04.016.
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DAI Lili, ZHANG Guoan, CUI Wen. The correlation between BRAFV600E mutation and TERT promoter mutation with papillary thyroid carcinoma[J]. Journal Of Jining Medical University, 2018, 41(4): 290-293. DOI: 10.3969/j.issn.1000-9760.2018.04.016.
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基金项目

山东省高等学校科技计划(J13 LK14)

通信作者

崔文, E-mail:cuiwenmd@163.com;

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收稿日期:2017-06-12
BRAFV600E和TERT启动子突变与甲状腺乳头状癌的关系
代丽丽    综述1, 张国安2, 崔文    审校3    
1. 济南大学山东省医学科学院与生命科学学院, 济南 250022;
2. 济宁医学院司法鉴定中心;
3. 济宁医学院, 济宁 272067
摘要: 近几年甲状腺癌的发病率呈逐渐上升趋势,是内分泌系统最常见的恶性肿瘤。甲状腺癌根据组织学特点分为4种病理类型,乳头状癌是其最常见的病理类型。在甲状腺乳头状癌的发生和发展中有多种基因参与,其中TERT启动子突变和BRAFV600E基因突变在甲状腺乳头状癌的发生与发展中发挥着重要作用,并且可能与患者临床病理学特征和不良预后具有相关性。因此,正确全面了解TERT和BRAFV600E基因在甲状腺乳头状癌中的突变特点以及相互作用有助于为甲状腺乳头状癌患者的预后判断和个体化诊治提供依据,从而为靶基因治疗奠定基础。
关键词: 甲状腺乳头状癌    BRAFV600E突变    TERT启动子突变    
The correlation between BRAFV600E mutation and TERT promoter mutation with papillary thyroid carcinoma
DAI Lili1, ZHANG Guoan2, CUI Wen3    
1. School of Medicine and Life Sciences, University of Jinan-Shandong Academy of Medical Sciences, Jinan 250022, China;
2. Judicial Authentication Center, Jining Medical University;
3. Jining Medical University, Jining 272067, China
Abstract: Thyroid carcinoma (TC) is the most common malignant tumor of the endocrine system which is rising rapidly in recent years.TC is divided into four pathological types, of which papillary carcinoma is the most common pathological type.There are numbers of genes involved in the occurrence and development of thyroid papillary carcinoma.Recently, some researchs find that the mutation of TERT promoter and BRAFV600E in thyroid papillary carcinoma plays an important role, which may be associated with clinical pathologic features and poor prognosis.Therefore, comprehensive understanding the mutation characteristics and interaction of TERT promoter and BRAFV600E gene in the thyroid papillary carcinoma helps to provide the basis for the judge prognosis and individualized treatment and lay the foundation for target gene therapy of papillary thyroid carcinoma.
Key words: Thyroid papillary carcinoma    BRAFV600Emutation    TERT promoter mutation    

甲状腺癌是内分泌系统最常见的恶性肿瘤,近几年发病率呈高发态势[1]。乳头状癌是甲状腺癌最常见的病理类型,约占所有甲状腺癌病理类型的85%~90%。甲状腺癌患者中女性发病率明显高于男性,可能与雌激素水平有关[2]。虽然甲状腺乳头状癌(thyroid papillary carcinoma, PTC)分化好、恶性程度低、术后生存率较高,但仍有部分PTC患者术后易复发和转移[3]。PTC是一种受多基因、多因素影响的疾病。目前甲状腺癌相关标记物很多,其中BRAFV600E和端粒酶逆转录酶(telomerase reverse transcriptase, TERT)启动子突变在PTC的发生、发展中发挥重要作用,可以作为监测PTC预后不良的分子指标[4]。本文着重从BRAFV600E和TERT启动子突变与PTC临床病理学特征的相关性进行综述。

1 BRAFV600E 1.1 BRAF基因分子结构及其功能

RAF基因家族包括:ARAF、BRAF、CRAF。其中BRAF基因又称鼠类肉瘤滤过性同源体B1,位于人染色体7q34,基因大小约为190Kb。BRAF基因含有7个转录区,包含18个外显子,是激活丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)能力最强的激活物。该基因编码多种蛋白质,包括相对分子质量为94KDa、含783个氨基酸残基的BRAF蛋白。该蛋白属于丝/苏氨酸蛋白激酶,在RAS/RAF/MEK/ERK/MAPK通路中发挥重要作用,是MEK/ERK最为关键的激活因子[5-6]。BRAF蛋白含有3个高度保守区:调节区结构域CR1、CR2和激酶结构域CR3。CR3含有丝氨酸和苏氨酸残基,他们的磷酸化也同样改变了BRAF激酶活性,从而在多种生物的生长发育过程中发挥着重要作用。

1.2 BRAFV600E基因突变活化通路

Davies等[7]研究指出,在多种肿瘤中均存在BRAF基因突变,比如恶性黑色素瘤、结直肠癌、PTC等。BRAF基因突变位点大多集中在CR3激酶结构域的第11、15外显子上。第15外显子上T1799A点突变占BRAF基因全部突变形式的90%左右[8]。BRAF基因第15外显子的单个碱基的错义突变即第1799位的胸腺嘧啶被腺嘌呤替代,从而导致蛋白质产物中第600位的赖氨酸(V)被谷氨酸(E)替代(V600E),突变蛋白质BRAFV600E因构象改变而激活,向MAPK信号通路下游激酶(RAS-BRAF-MEK-ERK)传导信号,使MAPK信号通路持续激活,进而导致细胞异常增殖、分化,从而形成了肿瘤[9]

1.3 BRAFV600E在PTC中的突变情况

BRAFV600E在PTC中的突变率为31.3%~86.1%[10]。Zhang等[11]回顾性研究指出,BRAFV600E平均突变率为56.3%;Nasirden等[12]采用免疫组织化学染色技术检测BRAFV600E突变蛋白VE1在PTC组织中的表达,突变率为67.6%;Jin等[13]采用聚合酶链反应和基因测序等技术检测BRAFV600E基因突变,其突变率为63.7%。但Namba等[14]发现BRAFV600E基因突变在PTC细胞系中检出率明显高于相应的组织。因此,检测BRAF基因突变的可靠方法应为普通PCR后直接测序与免疫组化相结合,才能避免BRAF基因突变率差异,并且为患者预后和治疗提供更加可靠的理论依据。

1.4 BRAFV600E与PTC临床病理特征的关系

BRAFV600E基因突变不仅在肿瘤的发生、发展中起着重要作用,而且与PTC不良临床病理特征密切相关,包括肿瘤组织大小、临床分期、局部复发、远处转移等,但这种关系目前尚存在争议。George等[15]研究证实BRAFV600E突变与PTC患者的临床病理特征无关。Nasirden等[12]收集了144位PTC患者石蜡组织切片,分别采用PCR和免疫组化技术同样得出一致的结论。但有研究证明BRAFV600E突变与多项PTC患者临床病理特征有关,如Xing等[4]收集了507例PTC患者样本表明BRAFV600E突变患者更容易发生腺外侵犯、颈部淋巴结转移、肿瘤组织分期晚。最近有报道指出[16],BRAFV600E基因突变仅与PTC患者年龄有关。Jin等[13]研究发现BRAFV600E突变与PTC患者年龄、甲状腺腺外侵犯、肿瘤组织大小及其分期显著相关。关于BRAFV600E突变与临床病理特征的关系目前报道很不一致,对于BRAFV600E突变与年龄、性别、肿瘤分期、肿瘤大小、局部复发、远处转移之间的关系需进一步研究。

2 TERT启动子突变 2.1 TERT的基因结构及编码蛋白

端粒位于真核细胞线性染色体末端,是DNA与蛋白质的复合体,由简单的高度重复序列CCTTCCGGG组成。端粒会随着DNA的复制和细胞分裂逐渐缩短,最终导致细胞老化、凋亡。所以端粒在维持染色体的稳定性和DNA复制的完整性中发挥重要作用[17]。端粒酶是一种核糖核蛋白聚合酶,它以自身RNA上的一个片段为模板通过逆转录合成端粒的DNA重复序列,以延伸端粒, 避免细胞因端粒的缺失所导致的细胞老化、凋亡[18]。TERT是端粒酶的催化亚基,位于染色体5p15.33,其启动子区域为端粒酶表达最重要的调控区域,是决定端粒酶活性的关键因素。

2.2 TERT启动子突变活化通路

TERT启动子区域有多种形式的突变,最常见的是1295 228 C > T和1295 250C > T(分别称为C228T和C250T)。这两个突变位点相互排斥[13, 19],都位于TERT启动子的核心区域,任何一个发生突变,都会使端粒酶的表达量增加,促进肿瘤的发生。分别位于ATG翻译起始位点上游-124bp和-146bp。这两种突变均可形成CCTCCCGGG序列,该序列为ETS/TCF转录因子的结合位点,可导致TERT基因表达上调,转录活性增强。

2.3 PTC中TERT启动子突变情况

TERT启动子突变率在PTC中为7.5%~27%[13],TERT在PTC患者中的突变率仅为6%[12]。也有研究报道TERT启动子突变在PTC中的突变率高达46.7%[15]。针对TERT启动子在PTC中的突变情况的报道,尚无统一数据,可能与PTC患者的环境因素、饮食习惯、病例数的多少有关,需要进一步研究论证。

2.4 TERT启动子突变与PTC的临床预后

大量研究进行论证分析一致表明,TERT启动子突变在具有较差临床病理指标PTC患者中发挥着重要作用。伴发TERT启动子突变的患者年龄偏大,肿瘤组织较大,分期晚,复发率和死亡率相对较高。Xing等[4]研究发现与无TERT突变者相比,TERT突变者远处转移的复发率和总复发率明显较高。不少研究指出,TERT启动子突变与患者的年龄、肿瘤组织的大小、肿瘤的分期有关,但与颈部淋巴结转移无关[16, 20]。Jin等[13]研究发现TERT启动子突变与患者的年龄、肿瘤组织大小、甲状腺腺外侵犯有关。而George等[15]发现TERT启动子突变仅与患者远处复发有关。由此可见TERT启动子突变与PTC患者临床病理特征的相关性仍需进一步确定。

3 BRAFV600E与TERT启动子联合突变与PTC的临床预后

有实验证明同时包含BRAFV600E和TERT启动子突变的甲状腺肿瘤复发率显著提高,但患者生存率与TERT启动子突变相关,与BRAFV600E突变无关[15]。Xing和Liu等[4, 19]研究发现TERT启动子突变和BRAFV600E突变关系紧密,TERT启动子在BRAF突变型的患者中有着相对较高的突变率,当两者同时突变时,PTC患者临床病理特征最差。Moon等[21]也证实两种突变同时存在对PTC患者较差的临床病理特征产生协同作用,包括肿瘤组织大小、颈部淋巴结转移、甲状腺腺外侵犯。Vinagre等[22]报道同时具有TERT启动子和BRAFV600E突变的肿瘤中,TERT mRNA的表达水平最高,可能是BRAFV600E突变造成了MAPK通路异常激活,使细胞处于无限增值和分裂状态,细胞更容易出现端粒危机,更能触发TERT启动子突变,使端粒酶的活性增高,从而保持细胞的永生化。还有可能是BRAFV600E突变能增加ETS转录因子,这种转录因子刚好可以结合在TERT启动子突变产生的新位点上,增加了TERT的转录活性。但Landa等[23]结果显示在甲状腺乳头状癌中TERT启动子突变与BRAFV600E突变并不相关,此结论可能与纳入分析的病例数少有关。

4 小结与展望

目前已有的研究显示同时出现TERT启动子及BRAFV600E突变可能与患者的不良预后相关,但其机制尚不明确,逐渐成为甲状腺乳头状癌的研究热点,并有希望成为分子诊断标志和预后指标。总之对TERT启动子突变和BRAFV600E基因突变进一步深入研究,有助于人们更好地理解肿瘤发生机制,而且为肿瘤的治疗提供了一个良好途径。

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