1、專題八：核基質(zhì)與現(xiàn)代醫(yī)學(xué),1、核基質(zhì)與腫瘤醫(yī)學(xué)概述,核基質(zhì)的研究經(jīng)過20多年的發(fā)展,其研究內(nèi)容遠(yuǎn)超出了形態(tài)學(xué)方面的分析。 業(yè)已證明：活性轉(zhuǎn)錄基因優(yōu)先與核基質(zhì)相連；RNA合成和未成熟的RNA拼接位點(diǎn)錨定于核基質(zhì)；細(xì)胞周期進(jìn)行性調(diào)節(jié)元件與核基質(zhì)結(jié)合；轉(zhuǎn)錄后修飾的蛋白激酶也與核基質(zhì)相關(guān)；Merriman等研究核基質(zhì)與骨鈣素基因啟動子的相互作用時發(fā)現(xiàn)，一種組織特異性的核基質(zhì)蛋白NMP2可以和骨鈣素基因啟動子結(jié)合，從而調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄； 此外，一些重要的抑瘤基因p53，pRb和瘤基因c-Myc的蛋白也是核基質(zhì)結(jié)合蛋白。,新近報道:細(xì)胞周期調(diào)節(jié)蛋白P21/WAF1/CIP1也是核基質(zhì)結(jié)合蛋白。另外，一些DN

2、A腫瘤病毒蛋白HPV E7和EBNA-LP、EBNA-2、EBNA-3A、EBNA-3C也屬核基質(zhì)結(jié)合蛋白。 這些資料表明，細(xì)胞內(nèi)的許多重要事件與核基質(zhì)密切相關(guān)。細(xì)胞發(fā)生癌變時，這些重要事件表現(xiàn)更為活躍，同時還伴有一些與腫瘤發(fā)生相關(guān)的核基質(zhì)蛋白出現(xiàn)，這為尋找腫瘤特異抗原提供了一條新的途徑。,研究表明，細(xì)胞在癌變的過程中，其核基質(zhì)及核基質(zhì)蛋白會發(fā)生形態(tài)和生化上變化。這些改變必將導(dǎo)致DNA的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及基因與核基質(zhì)相互作用的改變，相應(yīng)的改變會反作用于癌變的過程，從而引起一系列相關(guān)的連鎖反應(yīng)。由于核基質(zhì)蛋白本身具有組織特異性，而且這種特異性在癌變后的細(xì)胞中更為明顯。因此對核基質(zhì)蛋白的深入研究有助于建立

3、新的腫瘤檢測技術(shù)和治療方法。 近年來，活性核基質(zhì)蛋白成分、結(jié)構(gòu)和功能在腫瘤發(fā)生、演進(jìn)中的作用一直是研究的熱點(diǎn)問題之一。,目前的研究主要集中在以下四個方面：,1. 核基質(zhì)蛋白與腫瘤的發(fā)生； 2. 核基質(zhì)蛋白與腫瘤的演進(jìn)和轉(zhuǎn)移； 3. 核基質(zhì)蛋白與腫瘤病理診斷； 4. 核基質(zhì)蛋白作為腫瘤化療的靶標(biāo)。,1.1、核基質(zhì)蛋白與腫瘤的發(fā)生,癌基因的激活和抑癌基因的失活在腫瘤的發(fā)生中起重要作用。抑癌基因p53和它的類似物p73可以結(jié)合于核基質(zhì)。DNA損傷后，這種結(jié)合增強(qiáng)。p53和核基質(zhì)的相互作用可以被F-肌動蛋白調(diào)節(jié)。 抑癌蛋白pRb在細(xì)胞增殖和分化的調(diào)節(jié)中起關(guān)鍵作用，也是一種核基質(zhì)相關(guān)蛋白。核基質(zhì)蛋白La

4、min A與pRb結(jié)合，可防止pRb被蛋白酶降解。,研究發(fā)現(xiàn)， 15%以上的腫瘤有病毒性因素。整合于腫瘤細(xì)胞的病毒基因位于MARs的附近，然而非病毒性腫瘤的基因變化卻和這些區(qū)域沒有顯著的相關(guān)性。 在食管癌、子宮頸癌等，人乳頭瘤病毒E6E7癌基因存在于核基質(zhì)相關(guān)DNA中。整合于宿主細(xì)胞的病毒基因可通過MARs控制轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)，進(jìn)而引起病毒性腫瘤。,1.2、核基質(zhì)蛋白與腫瘤的演進(jìn)和轉(zhuǎn)移,腫瘤的重要特征是演進(jìn)和轉(zhuǎn)移，也是腫瘤預(yù)后不良的重要原因。Spencer等利用乳腺癌進(jìn)展過程的各階段系列細(xì)胞系，通過雙向凝膠電泳對核基質(zhì)蛋白質(zhì)和順鉑在原位與DNA產(chǎn)生交聯(lián)的蛋白質(zhì)進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)乳腺癌的演進(jìn)與結(jié)合于細(xì)胞核

5、DNA的NMPs的改變相關(guān)。,在結(jié)腸癌的肝轉(zhuǎn)移中，Brunagel等發(fā)現(xiàn)3種在結(jié)腸癌出現(xiàn)的核基質(zhì)蛋白，也出現(xiàn)結(jié)腸癌肝轉(zhuǎn)移的癌組織中，但在正常肝組織和肝細(xì)胞中不出現(xiàn)。這些蛋白顯示了結(jié)腸癌肝轉(zhuǎn)移的特殊性，可能在腫瘤轉(zhuǎn)移中起重要作用。在具有不同轉(zhuǎn)移潛能的黑色瘤細(xì)胞系中，EGFR基因片斷緊密結(jié)合于核基質(zhì)，它們的結(jié)合與黑色素瘤細(xì)胞系WM451和WM35具有不同的轉(zhuǎn)移潛能相關(guān)。,1.3、核基質(zhì)蛋白與腫瘤病理診斷,腫瘤病理診斷的主要指標(biāo)是核形，異常的核形可以看作癌細(xì)胞的重要病理特點(diǎn)。核基質(zhì)是有活力的RNA-蛋白網(wǎng)絡(luò)，在決定核型方面發(fā)揮作用。通過這一蛋白網(wǎng)絡(luò)，它可以組織染色體結(jié)構(gòu)，參與復(fù)制和轉(zhuǎn)錄。 進(jìn)一步的研

6、究發(fā)現(xiàn)，參與轉(zhuǎn)錄、染色體修飾和選擇性剪切的蛋白酶在核基質(zhì)上有特殊的結(jié)合位點(diǎn)。核基質(zhì)具有組織和細(xì)胞的特異性，并且與細(xì)胞的轉(zhuǎn)化和分化狀態(tài)有關(guān)。,目前，人們已從結(jié)腸癌、膀胱癌、前列腺癌、乳腺癌、肝癌等癌組織或細(xì)胞中分離并鑒定出數(shù)種與特定組織癌變相關(guān)性核基質(zhì)蛋白成分，核基質(zhì)蛋白作為腫瘤標(biāo)志物已經(jīng)得到認(rèn)同，成為判斷疾病狀態(tài)的一個有用指標(biāo)，其中的NMP22已用于膀胱癌的臨床診斷。,1.4、核基質(zhì)蛋白作為腫瘤化療的靶標(biāo),腫瘤的發(fā)生是一個復(fù)雜的生物學(xué)過程，因此腫瘤的治療也涉及到許多因素。 抗癌藥物可通過多種機(jī)制來干擾腫瘤細(xì)胞的生長和生存。有些抗癌藥物發(fā)揮細(xì)胞毒作用的一個重要機(jī)制就是誘導(dǎo)細(xì)胞核的損傷，在核基質(zhì)水

7、平上誘導(dǎo)細(xì)胞死亡。,研究表明核基質(zhì)的多種結(jié)構(gòu)和功能單位可能是某些藥物的作用靶點(diǎn)。例如DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶II活性藥物、烷化劑、離子射線等抗癌藥物均優(yōu)先與核基質(zhì)靶蛋白相互作用，這也是這些藥物發(fā)揮抗癌效應(yīng)的關(guān)鍵之一。正常細(xì)胞隨機(jī)用烷化劑處理時，MARS及其附近的DNA會被選擇性的破壞。某些抗代謝藥物及抗拓?fù)洚悩?gòu)酶活性藥物則主要抑制核基質(zhì)相關(guān)酶的活性。,早幼粒細(xì)胞白血病蛋白PML是核基質(zhì)相關(guān)蛋白，形成PML核體，具有內(nèi)在的抗病毒活性，抑制腫瘤的生長、參與造血祖細(xì)胞分化、調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡等。在急性早幼粒細(xì)胞白血病中，t(15,17)的易位可以形成由核基質(zhì)蛋白、PML和維甲酸受體所形成的融合蛋白，

8、PML核體被破壞。當(dāng)用全反式維甲酸誘導(dǎo)分化或被As2O3引發(fā)凋亡時，PML核體可以重新形成。PML與泛素化相關(guān)膚Sumo-1相結(jié)合，這一過程可被As2O3加強(qiáng)，正是由于PML與核基質(zhì)的相互作用。 綜上所述，探討腫瘤細(xì)胞核基質(zhì)蛋白的改變，不僅有利于尋找腫瘤標(biāo)志物，也有助于闡明腫瘤活性基因表達(dá)調(diào)控機(jī)理并發(fā)現(xiàn)腫瘤治療新的藥物靶點(diǎn)。,2、核基質(zhì)與癌基因、抑癌基因,核基質(zhì)與腫瘤的關(guān)系也十分密切，一些與腫瘤發(fā)生相關(guān)的病毒、癌基因和抑癌基因蛋白是核基質(zhì)蛋白或核基質(zhì)結(jié)合蛋白，癌基因和抑癌基因產(chǎn)物是在核基質(zhì)結(jié)構(gòu)上發(fā)揮作用。 SV-40 T與p53、HPV E7 與pRb、pRb與c-Myc、p53與WAF1/c

9、ip1等的相互作用也是在核基質(zhì)網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行。,2.1、癌基因產(chǎn)物與核基質(zhì)的關(guān)系,研究表明:v-Myc和c-Myc蛋白與核結(jié)合有三種類型:a、低鹽和高鹽抽提去除DNA和RNA的細(xì)胞殘核保留了大部分(60%90%)的Myc蛋白；b、完整的細(xì)胞核在低鹽緩沖液中經(jīng)核酸酶消化DNA可釋放1%的Myc蛋白；c、用低鹽和去污劑抽提卻得不到10%的Myc蛋白。顯然，用制備核基質(zhì)的高鹽方法所得的抽提物含有大量的Myc蛋白，這些Myc蛋白與單鏈和雙鏈DNA具有親和性。 經(jīng)鹽和核酸酶抽提的細(xì)胞殘核用抗Myc蛋白抗體的熒光分析顯示：Myc蛋白是與復(fù)雜的殘留核結(jié)構(gòu)核基質(zhì)相結(jié)合。,用分離的HL-60核基質(zhì)與32P末端標(biāo)記的

10、c-myc片段進(jìn)行結(jié)合的實(shí)驗(yàn)表:c-myc瘤基因的MAR可與HL-60細(xì)胞株的核基質(zhì)蛋白結(jié)合。經(jīng)不同的方法抽提核基質(zhì)后，Myc蛋白仍與核基質(zhì)牢固結(jié)合。盡管在細(xì)胞周期中c-Myc蛋白水平無明顯的改變，但是，這種核基質(zhì)結(jié)合的c-Myc蛋白在S期比G2期更高；免疫電鏡也證實(shí)c-Myc的信號在核基質(zhì)中比在未分步處理的細(xì)胞核中更強(qiáng)，c-Myc蛋白與核基質(zhì)網(wǎng)絡(luò)更易結(jié)合。以上資料說明：c-Myc瘤蛋白是一種核基質(zhì)結(jié)合蛋白，它與細(xì)胞核基質(zhì)的結(jié)合與其功能密切相關(guān)。,在腫瘤細(xì)胞中癌基因egfr 通常表達(dá)或高表達(dá)。Egfr 的表達(dá)在腫瘤發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用。目前封閉EGFR治療腫瘤已成為一個研究熱點(diǎn)。封閉EGFR

11、行使功能的策略有:下調(diào)EGFR表達(dá)，阻止EGFR活化和/或磷酸化，抑制EGFR下游信號傳導(dǎo)。Chew等研究了膠質(zhì)母細(xì)胞瘤和黑色素瘤細(xì)胞株中egfr 基因與核基質(zhì)的關(guān)系，他們的研究表明細(xì)胞惡性程度越高，egfr 基因與核基質(zhì)的結(jié)合越緊密，而且egfr基因的非編碼區(qū)(相當(dāng)110 bp片段)與核基質(zhì)結(jié)合的緊密程度大于編碼區(qū)(相當(dāng)于939 bp片段)。他們還發(fā)現(xiàn)egfr基因與核基質(zhì)的結(jié)合與黑素瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移能力有關(guān)：轉(zhuǎn)移能力高的細(xì)胞株中egfr基因的940 bp片段與核基質(zhì)的結(jié)合強(qiáng)度大于轉(zhuǎn)移能力低的細(xì)胞株。,應(yīng)用免疫組化和Western印跡方法證明TCA8113中高表達(dá)EGFR，而且通過核基質(zhì)DNA的P

12、CR擴(kuò)增，發(fā)現(xiàn)TCA8113細(xì)胞中egfr基因的兩個片段均與核基質(zhì)結(jié)合，當(dāng)DNase濃度加至100 g/ml，這兩個片段仍能擴(kuò)增出陽性片段，說明在該細(xì)胞中egfr基因的這兩個片段與核基質(zhì)蛋白緊密結(jié)合，即使應(yīng)用數(shù)10倍DNase I(完全消化核基質(zhì)上DNA的濃度)的量，也不足以將與核基質(zhì)結(jié)合的egfr基因片段降解。說明核基質(zhì)蛋白能夠很好地保護(hù)這部分egfr DNA片段不被DNase I消化。活性表達(dá)的基因通過一部分基因片段與核基質(zhì)相結(jié)合，通過核基質(zhì)蛋白來調(diào)控與之相結(jié)合的基因,2.2、抑癌基因產(chǎn)物與核基質(zhì)的關(guān)系,研究得較多的抑癌基因是p53、pRb、p21/WAF1基因。 它們的產(chǎn)物都是細(xì)胞核基質(zhì)

13、結(jié)合蛋白，其共同點(diǎn)是參與細(xì)胞周期和細(xì)胞生長的調(diào)節(jié)，三者協(xié)同作用，有效地控制細(xì)胞生長。,2.2.1、 p53,通過制備Meth-A(甲基膽蒽轉(zhuǎn)化細(xì)胞)或SV-40轉(zhuǎn)化細(xì)胞的核質(zhì)、染色質(zhì)和核基質(zhì)，分析p53與這三種細(xì)胞核亞組分的關(guān)系時發(fā)現(xiàn)：在Meth-A細(xì)胞中，p53在代謝上變得穩(wěn)定；在SV-40轉(zhuǎn)化細(xì)胞中，p53與T抗原形成復(fù)合物后也顯穩(wěn)定，p53均與Meth-A和SV-40轉(zhuǎn)化細(xì)胞染色質(zhì)和核基質(zhì)結(jié)合。 進(jìn)一步分析了p53與DNA相互作用的結(jié)果表明：mt(mutant type)p53和wt(wild type)p53以及重組后的桿狀病毒在昆蟲細(xì)胞中表達(dá)的wt p53均可與DNA片段結(jié)合。p53

14、與DNA相互作用的特征提示：p53也應(yīng)與核基質(zhì)或MAR-DNA結(jié)合。,根據(jù)以上結(jié)果，提出一種模型：p53通過與MAR元件結(jié)合并參與程序性的DNA復(fù)制和基因表達(dá)的調(diào)節(jié)。另外,wt p53和mt p53可能對復(fù)制區(qū)MAR-DNA結(jié)合產(chǎn)生不同的作用，它一方面抑制wt p53的活性,另一方面又引起了mt p53的活化。 mt p53以類似wt p53蛋白的方式與MAR-DNA結(jié)合，但是這種mt p53缺乏與SV-40 DNA的GGGCGG相同序列結(jié)合的能力。因此，p53突變并不影響DNA結(jié)合，而是有選擇地干擾了它與個別DNA元件的結(jié)合。mt p53與MAR-DNA的結(jié)合具有特異性、高親和性、和所涉及的

15、MAR/SAR-DNA與mt p53的結(jié)合區(qū)域。,mt p53的MAR/SAR(scaffold attach region)的結(jié)合區(qū)定位在兩部分，高突變的核心區(qū)和C端的60個氨基酸殘基部位，并帶有非特異性DNA結(jié)合區(qū)和寡聚區(qū)。 mt p53與MAR/SAR元件的相互作用可能干擾了核內(nèi)的重要事件，因此產(chǎn)生了多效性的致癌作用。這種作用是因?yàn)镸AR元件構(gòu)成了染色質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的重要的更高層次的調(diào)節(jié)元件，以致改變腫瘤細(xì)胞的表型。或許，mt p53是一類新的癌基因的代表，它通過長距離地改變或干擾染色質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能來發(fā)揮作用。,2.2.2、 pRb,Mancini等研究表明：一部分低磷酸化的pRb只是在G1

16、早期與核基質(zhì)結(jié)合，腫瘤細(xì)胞中的mt pRb卻不能與核基質(zhì)結(jié)合，而重組Rb的細(xì)胞含有大量的核基質(zhì)結(jié)合的pRb蛋白； pRb廣泛地分布在整個核基質(zhì)內(nèi)，尤其是濃集在核周和核仁殘骸上，核基質(zhì)的纖維顆粒上卻檢測不到pRb。 他們篩選了潛在的pRb結(jié)合蛋白的表達(dá)文庫，證明有幾個克隆是核基質(zhì)部分的，特別是核纖層蛋白Lamin A和C在體外可與pRb結(jié)合。,因此，他們提出，pRb與核基質(zhì)的相互作用對它調(diào)節(jié)細(xì)胞周期進(jìn)程的功能來說是重要的。與pRb蛋白羧基末端相互作用的多個細(xì)胞蛋白相反，Durfee T等(1994)用雙雜交系統(tǒng)篩選，僅分離到與氨基末端片段相關(guān)的一個克隆。 這個基因編碼一個新的核蛋白，其表觀分子質(zhì)

17、量為84 ku。與pRb相似，84 ku核蛋白在檢測的組織和整個細(xì)胞周期中均表達(dá)。實(shí)驗(yàn)還證明：84 ku蛋白在亞核區(qū)域濃集，并參與RNA加工，與許多參與轉(zhuǎn)錄、拼接機(jī)制的蛋白相似，p84是一種核基質(zhì)的成分。體內(nèi)、體外的實(shí)驗(yàn)證明：p84優(yōu)先和具有功能活性的低磷酸化形式的pRb結(jié)合。,2.2.3、 p21/WAF1,LEC大鼠肝損傷與肝臟銅的異常累積有關(guān)。在LEC大鼠肝細(xì)胞中，p53和p21/WAF1的表達(dá)明顯增高并顯示較低生長活性。用低銅喂養(yǎng)LEC大鼠可明顯地降低p53和p21/ WAF1的表達(dá)；在用高銅喂養(yǎng)的大鼠肝細(xì)胞核和核基質(zhì)做免疫印跡分析時發(fā)現(xiàn)：p21/WAF1蛋白在LEC大鼠肝的核基質(zhì)中清

18、楚地檢出，核基質(zhì)部分可富集p21/WAF1約200倍。 這表明低銅可大大地降低p21/WAF1的表達(dá)。p21/WAF1是一種核基質(zhì)蛋白或核基質(zhì)相關(guān)蛋白。不同劑量的銅飼喂養(yǎng)的LEC大鼠誘導(dǎo)p53和p21/waf1表達(dá)的同步升高或降低，提示這兩種抑癌蛋白在核基質(zhì)結(jié)構(gòu)上協(xié)同發(fā)生作用。,綜上所述，我們可以看出，與腫瘤發(fā)生密切相關(guān)的癌基因產(chǎn)物癌蛋白是核基質(zhì)結(jié)合蛋白，c-Myc癌蛋白是在核基質(zhì)結(jié)構(gòu)上起作用。在細(xì)胞周期的不同階段，c-Myc癌蛋白與核基質(zhì)的結(jié)合量有所改變。三種主要的抑癌蛋白p53、pRb、p21也屬核基質(zhì)結(jié)合蛋白。有趣的是，p53與SV-40 T抗原、pRb與HPV E7、pRb與c-Myc

19、、p53與p21/waf1之間的相互作用也都位于核基質(zhì)。 核基質(zhì)在細(xì)胞轉(zhuǎn)化和腫瘤發(fā)生的DNA復(fù)制、RNA轉(zhuǎn)錄、基因調(diào)控過程中起著一個“操作臺”的作用。它把腫瘤病毒蛋白、癌蛋白和抑癌蛋白富集在核基質(zhì)上，從而提高了相互間的作用效率 。,3、核基質(zhì)與腫瘤病毒,隨著有關(guān)細(xì)胞惡變分子機(jī)理研究的興起，近年來，人們把注意力集中到亞核結(jié)構(gòu)核基質(zhì)上，有關(guān)核基質(zhì)與細(xì)胞惡變的關(guān)系逐漸被揭示。 大量的研究表明,核基質(zhì)與腫瘤病毒的作用關(guān)系密切。,3.1、核基質(zhì)在細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化過程中的變化及其作用,通常核基質(zhì)的組成反映細(xì)胞的表型及分化狀態(tài)。惡性轉(zhuǎn)化會引起這些細(xì)胞特征發(fā)生變化。 最近的一些研究表明，某些腫瘤細(xì)胞里存在一些正常

20、細(xì)胞所沒有的核基質(zhì)蛋白。在浸潤性導(dǎo)管癌里發(fā)現(xiàn)了幾種正常乳腺組織所沒有的惡變特異性核基質(zhì)蛋白；前列腺腫瘤中發(fā)現(xiàn)了一種正常前列腺組織或良性肥大所沒有的核基質(zhì)蛋白。另外，有報道說在結(jié)腸腺癌的標(biāo)本里存在6種正常結(jié)腸組織沒有的核基質(zhì)蛋白。,Alber等在研究核基質(zhì)中間絲復(fù)合體(NM-IF)與前列腺癌的關(guān)系時，用雙向電泳及Western印跡分析前列腺癌的NM-IF，檢測到腫瘤相關(guān)蛋白，NM和IF都有明顯變化，低分化前列腺癌中幾種細(xì)胞角蛋白(CKs8,18和19)含量下降，其表達(dá)顯著低于正常前列腺和良性前列腺增生，有趣的是，它甚至還明顯低于中高度分化的前列腺癌。此外，還檢測到分子量為48,000的腫瘤特異性

21、多肽，核基質(zhì)蛋白隨著分化水平高低而逐漸變化，低分化的腫瘤組織中有新的蛋白出現(xiàn)，這些結(jié)果提示腫瘤的發(fā)展過程出現(xiàn)和腫瘤相關(guān)的核基質(zhì)蛋白。,Brancolini等報道了一分子量為190 Kd的核基質(zhì)蛋白，其在正常組織及V-myc轉(zhuǎn)基因NIH3T3細(xì)胞中表達(dá)，而在V-src、V-fos、V-ras轉(zhuǎn)基因NIH3T3細(xì)胞株中表達(dá)減弱，提示核基質(zhì)蛋白與細(xì)胞轉(zhuǎn)化有關(guān)。,視黃酸(RA)是維生素A衍生物，它可引起生長抑制，以及使終末分化的胚胎性癌細(xì)胞系(NT2)變成有絲分裂后期的中樞神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)元。 利用PCR研究RNA指紋時檢測到一種富含絲氨酸/蘇氨酸的異常蛋白質(zhì)，即RA調(diào)控的核基質(zhì)結(jié)合蛋白(RAMP),其在

22、RA誘導(dǎo)的NT2細(xì)胞分化中表達(dá)下降。成年人的胎盤、睪丸及其它的胎兒組織中都可檢測到RAMP的mRNA表達(dá)，RAMP的轉(zhuǎn)錄表達(dá)與NT2細(xì)胞的增殖密切相關(guān)，RAMP的過度表達(dá)會引起NT2細(xì)胞的增殖率短暫升高，說明RAMP在胚胎性癌細(xì)胞的增殖中扮演重要角色。,一些核基質(zhì)蛋白(NMPs)有組織和細(xì)胞特異性，并隨著細(xì)胞的轉(zhuǎn)化及分化狀態(tài)不同而改變。因而可作為惡變程度的標(biāo)記物。NMPs已被試用于檢測膀胱癌、乳腺癌、結(jié)腸癌、前列腺癌及以頭頸部腫瘤。在分析乳腺癌細(xì)胞系時發(fā)現(xiàn)其NMPs發(fā)生了特異性變化。 有研究證明乳腺癌細(xì)胞惡變過程伴隨著染色質(zhì)和NMPs結(jié)合的減少，而在核周邊部的核纖層及中間絲蛋白則和DNA結(jié)合增

23、加。NMPs在乳腺癌的發(fā)病研究中被用作生物標(biāo)志物，研究人員分析了雌激素受體陽性的乳腺癌細(xì)胞系(包括MCF-7、MIII、LCC1及LCC2)的核基質(zhì)蛋白，發(fā)現(xiàn)它與乳腺癌惡變過程的不同階段相關(guān)。,用雙向電泳法分析核基質(zhì)蛋白，發(fā)現(xiàn)與DNA結(jié)合的核基質(zhì)蛋白發(fā)生特異性變化，顯示乳腺癌的發(fā)展伴有染色體結(jié)構(gòu)改變，從而導(dǎo)致基因表達(dá)的變化。 MAR對胚胎組織的轉(zhuǎn)基因的表達(dá)有積極的作用，但對成熟的組織作用甚微，細(xì)胞的分化狀態(tài)和增殖率可能和MAR有關(guān)。,HET/SAF-B是一種結(jié)合MAR的核基質(zhì)蛋白，具有抑制熱休克蛋白基因轉(zhuǎn)錄的效應(yīng)。同時,也發(fā)現(xiàn)它是雌激素受體基因表達(dá)的阻遏蛋白，雌激素受體、核基質(zhì)蛋白和熱休克蛋白

24、的異常表達(dá)都與乳腺腫瘤發(fā)病有關(guān)。 Towhson等在研究中發(fā)現(xiàn)HET/SAF-B的水平和細(xì)胞增殖率呈反比，并對HET/SAF-B在細(xì)胞增殖分化中的作用機(jī)制進(jìn)行了探討，證明HET/SAF-B對乳腺癌的發(fā)生有著重大影響。,3.2、核基質(zhì)與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展,核基質(zhì)的變化不僅反映惡性表型，而且還涉及到惡性發(fā)展的過程，最好的證據(jù)來自于腫瘤病毒學(xué)。 病毒癌蛋白具有三個共同的特征：轉(zhuǎn)化細(xì)胞、對核基質(zhì)的高親和性、與視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤抑制蛋白pRB的低磷酸化特異結(jié)合。至今這組轉(zhuǎn)化蛋白包括SV40 T細(xì)胞抗原、腺病毒E1A蛋白、人類乳頭狀瘤病毒蛋白E7。,16型人類乳頭瘤病毒(HPV-16)的E7蛋白引發(fā)了人們對核基

25、質(zhì)研究的極大興趣，因?yàn)樵?6型乳頭瘤病毒轉(zhuǎn)化的CaSki和SiHa宮頸癌細(xì)胞系里，21KDa E7蛋白是完全結(jié)合在核基質(zhì)上，而其它的病毒蛋白則分別與幾種細(xì)胞核成份結(jié)合。E7在核基質(zhì)內(nèi)的定位是通過顯微鏡免疫染色，Western印跡法及免疫沉淀法檢測出來。宮頸癌細(xì)胞中所有能被檢測的E7都定位在核基質(zhì)上。 人類乳頭瘤病毒中致癌的E7蛋白和E6蛋白均是細(xì)胞轉(zhuǎn)化所必需。就象其它的結(jié)合核基質(zhì)的病毒轉(zhuǎn)化蛋白，E7癌蛋白與腫瘤抑制蛋白p110RB牢固結(jié)合，這提示p110RB也可能是和核基質(zhì)結(jié)合。,Mancini等的研究證實(shí)，在不含乳頭瘤病毒的CV-1細(xì)胞中，低磷酸化的p110RB在細(xì)胞周期G1早期便結(jié)合在核基

26、質(zhì)上。在G1早期，正是低磷酸化的p110RB能把細(xì)胞周期中止在G1期，且能和核基質(zhì)穩(wěn)定的結(jié)合。 此外，低磷酸化的p110RB還會與乳頭瘤病毒E7癌蛋白結(jié)合。隨著細(xì)胞周期的進(jìn)程，p110RB變成高磷酸化不再與核基質(zhì)結(jié)合。人們認(rèn)為G1早期E7和p110RB的一些重要反應(yīng)都是發(fā)生在核基質(zhì)上。,此外，還發(fā)現(xiàn)其它的一些與p110RB結(jié)合的核基質(zhì)蛋白，其中最具特征的是Durfee等用雙雜交篩選的一種84Kd的蛋白(P84)，p84與p100RB的氨基末端結(jié)合,抽提后p84仍完全保留在核基質(zhì)內(nèi)，且主要位于核的拼接區(qū)。在G1期p84能把一些p100RB片段濃集在拼接區(qū)。E6和E7的表達(dá)受E6基因上游的啟動子控

27、制，在HPV-16里稱之為p97，一般認(rèn)為，p97控制轉(zhuǎn)錄的強(qiáng)度將決定原位E6和E7癌蛋白的濃度，癌蛋白濃度的高低對致癌過程會產(chǎn)生不同的影響，而p97的活性又受兩種MAR的影響。HPV-16 p97的活性受轉(zhuǎn)錄激活蛋白和阻遏蛋白調(diào)控，此調(diào)節(jié)蛋白和一550bp大小的DNA片段相結(jié)合，而這個DNA片段正好位于兩段MAR之間，一段位于長控制區(qū)(LCR含增強(qiáng)子和啟動子)5端，另一段MAR則與E6基因的編碼序列重迭在一起。病毒轉(zhuǎn)染細(xì)胞時，增強(qiáng)子和啟動子與MAR結(jié)合后其轉(zhuǎn)錄可被抑制。,為了研究它們的功能，研究人員把這兩種MAR和嵌合基因連結(jié)在一起，嵌合基因含有HPV-16的增強(qiáng)子啟動子片段以及一段報告基因

28、。在轉(zhuǎn)染Hela細(xì)胞時，這兩種MAR對報告基因的表達(dá)有很強(qiáng)的抑制作用。為了研究與抑制作用有關(guān)的蛋白結(jié)合位點(diǎn)，他們用電泳遷移率轉(zhuǎn)變試驗(yàn)(EMSA)分析了所有代表這些MARs序列的重迭寡核苷酸。這些MAR都含多個針對兩個強(qiáng)結(jié)合蛋白的結(jié)合位點(diǎn)，其它蛋白的結(jié)合點(diǎn)則比較少。其中最強(qiáng)的結(jié)合蛋白在每個MAR上至少有5個結(jié)合位點(diǎn)，它是由CCAAT錯配蛋白(CDP /Cut)產(chǎn)生。CDP/Cut是一種阻竭蛋白，它在細(xì)胞分化時水平下調(diào),但對未分化的上皮細(xì)胞和Hela細(xì)胞里的HPV-16轉(zhuǎn)錄有明顯的抑制作用。CDP/Cut還可阻止MARs和核基質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)錄有關(guān)的反應(yīng)。另一研究發(fā)現(xiàn)SATB1和CDP/Cut均能和一種位

29、于腫瘤病毒啟動子中的MAR結(jié)合并抑制它。在缺乏DNA結(jié)合位點(diǎn)的情況下，SATB1和CDP/Cut則相互結(jié)合而失去抑制作用，因此，只有當(dāng)核基質(zhì)中沒有SATB1和CDP/Cut結(jié)合位點(diǎn)時才會出現(xiàn)腫瘤病毒轉(zhuǎn)錄。,HPV-16 MAR整合到宿主細(xì)胞染色體時可能把病毒基因插到核基質(zhì)區(qū)，消除CDP/Cut的抑制作用而促進(jìn)轉(zhuǎn)錄過程，導(dǎo)致E6和E7瘤蛋白的高表達(dá)。在惡變地區(qū)HPV-16基因更多是整合到染色體中而不是以游離的形式存在。 HPV-16 MAR具有轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)子作用，并激發(fā)依賴染色體整合的HPV-16瘤基因的表達(dá)，在宮頸癌的多步驟致病過程中起作用。,最新的研究表明，病毒蛋白的保守區(qū)域?qū)λ霓D(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)化功能

30、非常重要。而這段保守區(qū)的許多功能又與核基質(zhì)密切相關(guān)。核基質(zhì)可能是腫瘤轉(zhuǎn)化過程中發(fā)生結(jié)構(gòu)功能變化的重要靶的。 在病毒轉(zhuǎn)化細(xì)胞過程中，微小DNA腫瘤病毒SV40的主要轉(zhuǎn)化蛋白(腫瘤大T抗原,1arge T)會特異地結(jié)合到染色體和核基質(zhì)上。在微小DNA腫瘤病毒引起的良性損害過程中，病毒基因組通常位于染色質(zhì)外，而惡性變時，病毒DNA則整合到宿主細(xì)胞染色質(zhì)中。為了研究病毒DNA整合在腫瘤發(fā)生中的作用，他們分析了整合病毒基因在腫瘤細(xì)胞中的位置，這些腫瘤病毒有人乳頭狀瘤病毒、乙肝病毒、SV-40及I型人T細(xì)胞白血病病毒。其結(jié)果顯示病毒整合于瘤細(xì)胞的MARs序列附近,而非腫瘤細(xì)胞里的病毒整合與MARs沒有明顯

31、關(guān)系。 提示整合腫瘤病毒基因是屬于MARs介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄調(diào)控，這一結(jié)果為闡明病毒的致癌機(jī)制提供了一種新思路。,細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化的過程非常復(fù)雜，常導(dǎo)致有關(guān)基因和表型的變化。正常的基因轉(zhuǎn)錄過程遇到了損傷會及時得到修復(fù)，如果基因發(fā)生了突變，則轉(zhuǎn)錄的修復(fù)就會有缺陷。而這種突變往往是相關(guān)蛋白迅速易位到核基質(zhì)上所產(chǎn)生的。 一些與腫瘤發(fā)生相關(guān)的病毒、癌基因和抑癌基因蛋白是核基質(zhì)蛋白或核基質(zhì)結(jié)合蛋白。SV-40 T與P53、HPV E7與pRb等的相互作用也是在核基質(zhì)網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行。有理由相信，核基質(zhì)的研究不僅可用與腫瘤的早期診斷，還可研制出針對核基質(zhì)的抗腫瘤藥，其特異性強(qiáng)，對周圍組織幾乎無副作用，必將為腫瘤的研究帶來新

32、希望。,4、核基質(zhì)與腫瘤標(biāo)記物,核基質(zhì)蛋白(nuclear matrix proteins,NMPs)具有組織細(xì)胞特異性及腫瘤相關(guān)性。細(xì)胞癌變過程中NM及NMPs發(fā)生劇烈形態(tài)和生化變化，NM變化必將導(dǎo)致DNA拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及基因與核基質(zhì)相互作用的改變，必將引起癌變過程中一系列連鎖反應(yīng)。 細(xì)胞核大小和形狀的改變是腫瘤病理診斷的主要依據(jù)，細(xì)胞核形態(tài)則主要依靠核基質(zhì)來維持，細(xì)胞核形態(tài)的改變必將伴有NMPs的特異性改變。NMPs不僅參與染色質(zhì)組成、DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和基因表達(dá)等一系列核內(nèi)重要事件，而且還具有組織細(xì)胞特異性和腫瘤相關(guān)性，隨著NMPs這一腫瘤標(biāo)記物研究的不斷深入，其必將為腫瘤的診斷、治療、預(yù)后乃至

33、腫瘤發(fā)病機(jī)制的闡明提供重要的理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。,4.1、核基質(zhì)蛋白與腫瘤診斷,近年來研究表明，核基質(zhì)蛋白與腫瘤的關(guān)系十分密切。 在多種腫瘤如膀胱癌、白血病、前列腺癌、食管癌、肝癌等癌細(xì)胞中都發(fā)現(xiàn)存在著相應(yīng)的特異性核基質(zhì)蛋白，其可作為腫瘤臨床診斷學(xué)的補(bǔ)充，有些還是確診腫瘤的重要依據(jù)。,4.1.1、 前列腺癌,在針對前列腺癌核基質(zhì)蛋白的研究中發(fā)現(xiàn)，前列腺癌細(xì)胞中不僅存在特異性的核基質(zhì)蛋白，而且這些蛋白成份還會隨著腫瘤的病情的發(fā)展而變化。 研究發(fā)現(xiàn)，正常大鼠前列腺組織和Dunning R3227前列腺癌培養(yǎng)細(xì)胞NMPs雙向電泳圖譜明顯不同，其中10個蛋白點(diǎn)僅存在于正常組織中，3株前列腺癌培養(yǎng)細(xì)胞(G、

34、AT-2、MLL)均缺失；同時又有3個蛋白點(diǎn)僅表達(dá)于上述3株前列腺癌細(xì)胞中，正常組織則未見表達(dá)。另外，各株細(xì)胞系間其NMPs也不盡相同，非浸潤性、非轉(zhuǎn)移性細(xì)胞株G發(fā)現(xiàn)兩種相關(guān)蛋白，而轉(zhuǎn)移性細(xì)胞株AT-2和MLL也存在2種特異蛋白。,人前列腺正常組織、增生組織及癌組織NMPs雙向電泳分析發(fā)現(xiàn)，3種組織間存在14種NMPs差異表達(dá)，其中分子量為56 kD的PC-1特異存在于癌組織中，前兩者組織則未見表達(dá)。PC-1單克隆抗體PRO:4-206的免疫組化分析表明，22例前列腺癌組織陽性率為85%，前列腺增生及正常前列腺組織陽性率分別僅為9%和5%，PC-1顯示了較強(qiáng)的腫瘤特異性。 同時,蛋白免疫印跡證

35、實(shí)PC-1是核仁磷酸素(nucleophosinin)，為一種RNA結(jié)合核磷酸蛋白，主要表達(dá)于強(qiáng)活性增殖細(xì)胞中。不同病理分期的人前列腺癌組織NMPs也具有差異性表達(dá)，其中YL-1(76kD)特異性存在于所有預(yù)后差的組織中，10例預(yù)后好的組織僅有3例表達(dá)，中間組10例有9例弱陽性表達(dá)，正常前列腺組織則無表達(dá)，表明該蛋白和前列腺癌惡性程度高度相關(guān),4.1.2、 乳腺癌,乳腺正常組織及癌組織和癌細(xì)胞系MCF-10 NMPs的雙向電泳表明，大部分NMPs為三者共有，其中4種蛋白僅表達(dá)于乳腺癌組織及MCF-10細(xì)胞系中，正常組織則無表達(dá)；相反，有2種蛋白僅表達(dá)于正常組織中，癌組織及MCF-10兩者均無表

36、達(dá)。結(jié)果提示這些腫瘤特異性NMPs在細(xì)胞癌變過程中作用重大。 乳腺特異性NMPs多克隆抗體NM200.4免疫組化結(jié)果顯示乳腺癌細(xì)胞核NM200.4強(qiáng)陽性表達(dá),正常組織著色較淡；多非整倍體細(xì)胞其NM200.4相關(guān)抗原表達(dá)量明顯高于二倍體或單非整倍體細(xì)胞，NM200.4顯示了較強(qiáng)的腫瘤特異性。Yanagisawa等發(fā)現(xiàn)一分子量為114 kD的NMPs，其僅表達(dá)于49例乳腺癌組織中，毗鄰的正常組織未見表達(dá)；該蛋白也不表達(dá)于纖維瘤、纖維囊性病及乳腺非典型增生等良性病變組織中。該蛋白業(yè)已證實(shí)通過結(jié)合至基質(zhì)結(jié)合區(qū)(MARs)以發(fā)揮功能。,4.1.3、結(jié)腸癌,Keene等研究發(fā)現(xiàn)有6種蛋白僅存在于18例結(jié)腸

37、癌組織中，正常組織則全無表達(dá)；另有4種蛋白存在于正常組織中，而腫瘤組織未見表達(dá)。 也有人以結(jié)腸癌NMPs為抗原，制備了3株穩(wěn)定分泌單克隆抗體的細(xì)胞克隆(No39、54、58)，該3株單抗均能很好地和結(jié)腸癌NMPs特異性反應(yīng)，盡管抗體濃度高時，正常組織也存在交叉反應(yīng)，顯示了一定的腫瘤相關(guān)性。,4.1.4、頭頸部腫瘤,核基質(zhì)組成和功能改變是頭頸部腫瘤重要的致病機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)，有2種NMPs僅表達(dá)于喉癌組織及喉癌細(xì)胞系Hep1中，對照組正常喉腔上皮則缺失；舌部原發(fā)性癌及轉(zhuǎn)移性癌和正常舌組織NMPs的雙向電泳分析也發(fā)現(xiàn)，有4種蛋白僅表達(dá)于癌組織中；另有4種NMPs表達(dá)于口腔腫瘤中，正常對照組織則不表達(dá)

38、。 McCaffery等也發(fā)現(xiàn)11種NMPs僅存在于頭頸部鱗癌中，正常鱗狀上皮未見表達(dá)；相反,正常鱗狀上皮有4種特異性NMPs表達(dá)，癌組織則無表達(dá)。,4.1.5、 宮頸癌,最近研究表明，核基質(zhì)變化在宮頸癌發(fā)病機(jī)制中也具有重要作用。 Keesee等從NMPs組分方面對宮頸癌進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)5種NMPs(CvC-1 69.40kD，CvC-2 53.752kD，CvC-3 47.88kD，CvC-4 46.006kD，CcC-5 44.864 kD)僅存在于20例癌組織中，10例正常組織無表達(dá)；宮頸癌相關(guān)NMPs單抗NMP179免疫組化研究顯示，低分化鱗癌(HSIC)96.7%陽性表達(dá)，高分化

39、鱗癌70.5%陽性，但正?；蛄夹圆∽兘M織僅見29.6%表達(dá)。該單抗對低或高級別宮頸內(nèi)皮癌敏感性為79.3%，特異性為70.4%。 由此可見，NMP179可能是宮頸癌早期病變的敏感標(biāo)記物。,眾所周知，人類乳頭瘤病毒16(HPV 16)和宮頸癌高度相關(guān)。HPV 16基因組與特異性NMPs親和力對比分析發(fā)現(xiàn)，HPV DNA容易和正常宮頸上皮細(xì)胞兩種堿性高分子量NMPs結(jié)合；腫瘤細(xì)胞中，HPV DNA則和兩種酸性低分子量NMPs漂移結(jié)合。 上述研究表明，不僅正常和腫瘤細(xì)胞中NMPs組成具有差異性，而且腫瘤相關(guān)NMPs的DNA結(jié)合活性也不盡相同。因此，腫瘤相關(guān)NMPs在病毒DNA整合、翻譯及細(xì)胞惡變等諸

40、方面具有重要的調(diào)控作用。,4.1.6、 骨肉瘤,Bidwell等研究成骨和骨肉瘤培養(yǎng)細(xì)胞NMPs，發(fā)現(xiàn)除共同表達(dá)的NMPs外，兩者還存在特異性差異表達(dá)。其中Protein 6(40kD)僅表達(dá)于正常二倍體成骨細(xì)胞中，而大鼠(ROS17/218)和人骨肉瘤細(xì)胞均無表達(dá)； 結(jié)果還揭示，有5種主要蛋白具有腫瘤特異性或含量顯著性增加，其中Protein 1(180kD)和Protein 2(92kD)具有腫瘤特異性和增殖依賴性，Protein 3(72kD)、Protein 7(35kD)及Protein 8(38kD)具有腫瘤特異性和增殖非依賴性。,4.1.7、肝細(xì)胞癌,原發(fā)性肝細(xì)胞癌(HCC)是我

41、國最常見的惡性腫瘤之一,尤其沿海地區(qū)為HCC高發(fā)區(qū)，但HCC的確切發(fā)生原因及發(fā)病機(jī)理仍不清楚。 肝細(xì)胞癌組織NMPs雙向電泳研究發(fā)現(xiàn)有兩種NMPs具有腫瘤特異性，其中蛋白HCC-1(62kD)存在于所有14例癌組織中，HCC-2 (33.25kD)有9例陽性表達(dá)。正常組織及Hep G2細(xì)胞系無表達(dá)。 結(jié)果揭示肝癌也存在腫瘤特異性NMPs。進(jìn)一步研究表明，肝癌中特異性存在一分子量為62kD，等電點(diǎn)為4.0的富集酸性NMPs，有趣的是蛋白序列分析證實(shí)該蛋白即為“鈣網(wǎng)蛋白”(calreticulin)，肝癌細(xì)胞核中可見其準(zhǔn)確核定位。結(jié)果揭示鈣網(wǎng)蛋白2核基質(zhì)同細(xì)胞增殖活性密切相關(guān)。,4.1.8、 腎癌

42、,1998年Konety等以腎癌根治術(shù)癌組織和正常組織為材料,結(jié)果發(fā)現(xiàn)有5種特異NMPs (RCCA-1 53kD，RCCA-2 32kD，RCCA-3 27kD，RCCA-4 20kD，RCCA-5 15kD)僅存在于腎細(xì)胞癌中，正常組織則未見表達(dá)；另有RCNL-1(100 kD)僅表達(dá)于正常組織中，癌組織無表達(dá)。上述結(jié)果在腎癌細(xì)胞系CA-498及769-P也得到了驗(yàn)證，顯示了較強(qiáng)的腫瘤特異性。,4.1.9、 膀胱癌,Getzenberg等研究發(fā)現(xiàn)，17例膀胱癌組織中均存在6種腫瘤特異性NMPs (BLCA-1 72kD，BLCA-2 40kD，BLCA-3 39kD，BLCA-4 37kD

43、，BLCA-5 32kD，BLCA-6 31kD)表達(dá)，而毗鄰的正常膀胱組織及器官捐獻(xiàn)者正常膀胱組織均未見表達(dá)；同時，有3種NMPs(BLNL-1 70kD，BLNL-2 66kD，BLNL-3 60kD)特異性表達(dá)于正常組織，癌組織則無表達(dá)。 蛋白序列分析證實(shí)BLCA-4同兩種無脊椎動物蛋白具有同源性，但功能不詳。現(xiàn)已制備出抗BLCA-4的單克隆抗體，該抗體免疫印跡顯示癌組織及癌周“正常組織”可見陽性條帶表達(dá)，器官捐獻(xiàn)者正常膀胱組織則未見陽性條帶；免疫組化結(jié)果顯示了準(zhǔn)確的腫瘤細(xì)胞核定位。,另外，該抗體酶標(biāo)免疫檢測試劑盒可以檢測尿液中的BLCA-4，盡管該實(shí)驗(yàn)有一定的低背景水平，但特異性為10

44、0%，敏感性為96.4%。如果這樣高的特異性和敏感性能夠被大樣本臨床實(shí)驗(yàn)所證實(shí)，那么BLCA-4很有可能成為特異性最強(qiáng)的腫瘤標(biāo)記物而進(jìn)入臨床應(yīng)用。 另外動物實(shí)驗(yàn)也證實(shí)膀胱癌任何時期均有BLCA-4表達(dá)，不管腫瘤的來源、級別和病理分期如何，該蛋白均能釋放至尿中而被該抗體免疫測試盒檢出，這是BLCA-4作為新型腫瘤標(biāo)記物另一特點(diǎn)。,膀胱癌高表達(dá)的另一NMPs是核有絲分裂元件蛋白NuMA，酶聯(lián)免疫分析表明，膀胱癌核抽取物中該蛋白濃度是正常膀胱上皮的25倍。NMP22是NuMA的組分之一，腫瘤細(xì)胞死亡后該蛋白被釋放至尿中。膀胱癌患者尿中NMP22濃度比健康對照組高10倍多。 有關(guān)研究表明，該試劑盒敏感

45、性是68%；特異性為80%。也有報道，其敏感性幾乎100%，特異性為85%，雖然對照組尿細(xì)胞學(xué)檢查特異性為100%，但敏感性僅有31%。該檢測方法不僅簡便、經(jīng)濟(jì)，而且為非創(chuàng)傷性檢查，幾乎可以代替或結(jié)合尿細(xì)胞學(xué)檢查用于膀胱癌的診斷及術(shù)后復(fù)發(fā)監(jiān)測，具有潛在的應(yīng)用價值。,盡管文獻(xiàn)報道NMP22具有較高的敏感性和特異性,但有些學(xué)者認(rèn)為,由于NMP22是NuMA的組分之一，也存在于正常組織細(xì)胞等所有細(xì)胞中。因此事實(shí)上并非所有尿NMP22升高就意味著膀胱癌復(fù)發(fā)，NMP22升高也見于尿路炎癥、腎移植及其它泌尿系損傷病人。,4.1.10、NMPs與白血病,目前白血病的病因與發(fā)病機(jī)制尚未被闡明，但近年來的研究發(fā)

46、現(xiàn)白血病細(xì)胞與正常骨髓細(xì)胞相比，其核基質(zhì)蛋白成分存在差異。 結(jié)果發(fā)現(xiàn)，正常骨髓細(xì)胞與急性粒細(xì)胞性白血病、慢性粒細(xì)胞白血病慢性期、急粒變期及化療前后白血病細(xì)胞的核基質(zhì)蛋白均存在不同程度的差異。雖然目前還沒有找到與白血病相應(yīng)的高特異性核基質(zhì)蛋白，但許多研究都明確表示白血病細(xì)胞與正常骨髓細(xì)胞的核基質(zhì)蛋白存在著明顯的差異。其主要表現(xiàn)為4點(diǎn):出現(xiàn)新的核基質(zhì)蛋白；核基質(zhì)蛋白的含量有所增加；白血病細(xì)胞發(fā)生核基質(zhì)蛋白缺失；化療可以糾正白血病細(xì)胞核基質(zhì)蛋白成分的改變。,4.1.11、 NMPs與食管癌,食管癌是世界上最常見的食管上皮惡性腫瘤，在西方國家，食管腺癌的發(fā)病率近年不斷上升，而在發(fā)展中國家鱗癌則占絕大多

47、數(shù)。 由于缺乏適合的預(yù)防、篩查措施，大部分病人發(fā)現(xiàn)時已是晚期或有轉(zhuǎn)移，臨床治療效果相當(dāng)有限，5年生存率不到10%。食管癌的發(fā)病率有明顯的地區(qū)差異，我國是全世界食管癌發(fā)病率和死亡率最高的國家，每年約有25萬新診斷的食管癌病例，占全世界食管癌病例數(shù)的一半；食管癌病人的死亡率居癌癥死因第4位，嚴(yán)重威脅人民生命健康。,目前普遍認(rèn)為食管癌是多因素作用，多基因參與，多階段發(fā)展的病理過程，然而其發(fā)生和發(fā)展的確切機(jī)制仍未闡明。 研究表明,一種核基質(zhì)蛋白類視網(wǎng)膜母細(xì)胞癌結(jié)合蛋白-8(similar to retino-blastoma binding protein 8，STRBP-8)在人永生化食管上皮細(xì)胞癌

48、變過程中出現(xiàn)了差異表達(dá)。通過雙向電泳、MALD-I TO F-MS、RT-PCR、克隆測序等方法對STRBP8進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)STRBP8可在食管癌細(xì)胞SHEEC中表達(dá), 因此推測這些蛋白在永生化細(xì)胞轉(zhuǎn)化為癌細(xì)胞的過程中起重要作用，這一發(fā)現(xiàn)說明STRBP8有望作為檢測食管癌的一個潛在的早期診斷標(biāo)志物。,4.1.12、其它腫瘤,食管癌、肺癌、卵巢癌、子宮內(nèi)膜癌及直腸癌等腫瘤組織均分別發(fā)現(xiàn)各自相關(guān)NMPs的存在。,4.2、NMPs與抗癌治療,核基質(zhì)蛋白作為核基質(zhì)的主要成分，同時也是染色質(zhì)/體的重要成分，因此將核基質(zhì)蛋白看作治療腫瘤的突破點(diǎn)成為許多科學(xué)工作者的設(shè)想。 近來研究結(jié)果顯示，核基質(zhì)蛋白是許多

49、化療藥物的作用位點(diǎn)，例如烷化劑和電離輻射主要是通過和NMPs及NM結(jié)合DNA相互作用機(jī)制來抑制腫瘤細(xì)胞生長的。染色體組裝成NM結(jié)合DNA環(huán)為細(xì)胞核功能所必須，因而NMPs參與抗癌藥物作用就并不奇怪。 許多核基質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能單位可能就是抗癌藥物作用靶位點(diǎn)。核基質(zhì)蛋白除了作為化療的作用位點(diǎn)外，這些特異性的蛋白還可以是許多靶向藥物的靶點(diǎn)。,事實(shí)上，現(xiàn)有的許多化療制劑是在NM水平發(fā)揮其抗腫瘤作用。烷化劑和電離輻射主要是通過和NMPs及NM結(jié)合DNA相互作用機(jī)制來抑制腫瘤細(xì)胞生長；另外一些化療制劑如拓?fù)洚悩?gòu)酶活性藥物可以特異性作用于DNA引發(fā)酶及DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶異構(gòu)酶等基質(zhì)結(jié)合酶，以抑制這些酶活性，致使腫

50、瘤細(xì)胞死亡。 由于傳統(tǒng)治療腫瘤的手段對身體的危害相對較大，所以近年來對靶向治療腫瘤的藥物研究也越來越多，而這些具有特異性的核基質(zhì)蛋白無疑是一個合適的靶點(diǎn)，這對于有效治療腫瘤提供了新的途徑。,4.3、NMPs 與腫瘤預(yù)后,眾所周知，腫瘤生物行為同腫瘤細(xì)胞核形態(tài)和結(jié)構(gòu)異常密切相關(guān)，細(xì)胞核明顯異常的腫瘤遠(yuǎn)比胞核變化不明顯的腫瘤惡性程度高。而細(xì)胞核的大小和形狀主要由NM決定，NMPs是NM的重要組成部分。因此有理由相信，光鏡下低分化和高分 化腫瘤細(xì)胞核的差異必然包容了NMPs差異表達(dá)。 核基質(zhì)蛋白除了可以為腫瘤的診斷提供信息外，同時核基質(zhì)蛋白還可以指示腫瘤病情的惡性程度。因?yàn)楹嘶|(zhì)蛋白除了具有腫瘤相關(guān)

51、性外，在不同的腫瘤時期，其表達(dá)程度有所不同。,研究表明，浸潤性膀胱患者比非浸潤性疾病高表達(dá)NMPs，這一發(fā)現(xiàn)說明膀胱癌患者體液中NMPs高表達(dá)可能和惡性腫瘤的生物學(xué)行為相關(guān)；Samuel等研究證實(shí)分化好乳腺癌和分化差乳腺癌NMPs存在特異性差異表達(dá)，其NMPs可作為預(yù)后因子；前列腺癌研究也表明YL-1強(qiáng)表達(dá)于預(yù)后差腫瘤，而預(yù)后好的前列腺癌則弱表達(dá)。,研究表明，NMP22除了可以作為膀胱癌的檢測指標(biāo)外,其在尿液中的濃度變化可以反映膀胱的病情。Lekili等和Shariat等研究均顯示,尿液中的NMP22濃度隨著腫瘤分級、分期的增高而增高。辛殿祺等在對642例膀胱移行細(xì)胞癌患者進(jìn)行尿液NMP22檢

52、測，其得到的結(jié)果也表明尿液中的NMP22與膀胱移行細(xì)胞癌的病理分級、分期相關(guān)。,Lakshmanan在研究前列腺癌時，根據(jù)患者的預(yù)后情況將其分為(預(yù)后差、一般、好)3組。經(jīng)高分辨率的雙向電泳研究特異性NMPs時發(fā)現(xiàn)，在預(yù)后差的實(shí)驗(yàn)組中均出現(xiàn)一種特異性核基質(zhì)蛋白YL-1，預(yù)后好的實(shí)驗(yàn)組中僅有一個樣本出現(xiàn)YL-1，而在正常的前列腺組織中YL-1則無表達(dá)。由此可見YL-1與前列腺腫瘤惡性程度相關(guān)，可以作為前列腺癌預(yù)后的生化指標(biāo)。 還有，在浸潤性膀胱患者比非浸潤性患者高表達(dá)NMPs，這一發(fā)現(xiàn)表明膀胱癌患者體液中NMPs高表達(dá)可能與惡性腫瘤的生物學(xué)行為相關(guān)。,4.4、NMPs在腫瘤預(yù)防中的應(yīng)用,對付腫瘤

53、的最好方法是預(yù)防，但是許多腫瘤病癥在發(fā)病前期是沒有明顯癥狀的，難以檢測。Konety等在分析了不同分期的膀胱癌鼠模型中BLCA-4的表達(dá)情況時發(fā)現(xiàn)，BLCA-4在形態(tài)學(xué)可檢測到腫瘤形成之前就已經(jīng)出現(xiàn)。這說明BLCA-4可能是膀胱癌的早期標(biāo)志物，甚至早于癌癥的發(fā)生前已經(jīng)出現(xiàn)。 Konety再在分析脊髓損傷患者尿液的BLCA-4時發(fā)現(xiàn)脊髓損傷患者中有部分患者尿樣中的BLCA-4水平高于臨界值?；加屑顾钃p傷時由于導(dǎo)尿及同時并存的慢性刺激和炎癥而成為患膀胱癌的高危群體，其發(fā)病率為0.39%10%，相比正常人脊髓損傷患者患膀胱癌的風(fēng)險要高出460倍。,Konety等用免疫測定法檢測了51例正?？刂平M受試

54、者、55例膀胱癌患者和202例脊髓損傷患者尿樣中BLCA-4的水平。通過評估BLCA-4水平與膀胱癌患者腫瘤分期、分級、尿細(xì)胞學(xué)、膀胱癌病史的關(guān)系, 比較了脊髓損傷患者與BLCA-4有聯(lián)系的參數(shù)，如脊髓損傷持續(xù)時間、導(dǎo)尿、泌尿道感染、吸煙和尿培養(yǎng)情況。 結(jié)果表明正?？刂平M受試者的尿樣中BLCA-4水平低于臨界值，膀胱癌患者中有53例，脊髓損傷患者中有38例的尿樣BLCA-4水平高于臨界值。因此在脊髓損傷患者的尿液中檢測到BLCA-4可預(yù)示其患上膀胱癌的可能性。這意味著BLCA-4可以用于膀胱癌高危人群的篩選和監(jiān)測。,4.5、展望,雖然目前許多腫瘤還沒有找到其相應(yīng)的高特異性NMPs，但NMPs在

55、腫瘤研究方面具有很好的應(yīng)用前景。在腫瘤組織和細(xì)胞中尋找高特異性NMPs只是第一步。 我們最終目的是根據(jù)尋找出來的高特異性NMPs作為靶點(diǎn)，從而設(shè)計相應(yīng)的靶向藥物以達(dá)至有效殺傷腫瘤的目的，或者直接將高特異性NMPs作為藥物作用位點(diǎn)。 除此以外，可通過深入研究NMPs來揭示NMPs成分、結(jié)構(gòu)、以及功能的改變在腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中的作用，以此來研究腫瘤的發(fā)生發(fā)展機(jī)制。,NMPs在不同種腫瘤以及相同腫瘤的不同病理階段中表達(dá)有所差異，說明NMPs與腫瘤的發(fā)生發(fā)展、演進(jìn)轉(zhuǎn)移、診斷治療之間存在一定的相關(guān)性。 NMPs的種屬特異性和細(xì)胞特異性，決定了其與腫瘤關(guān)系的復(fù)雜性，還有許多尚待深入研究的問題。進(jìn)一步深入了

56、解NMPs在腫瘤中的地位和作用，將為闡明腫瘤的發(fā)生發(fā)展機(jī)制，并為診斷和防治腫瘤疾病提供新的理論依據(jù)。,5、核基質(zhì)與腫瘤蛋白組學(xué),蛋白質(zhì)組(proteome)是細(xì)胞、組織或機(jī)體在特定時間和空間上表達(dá)的所有蛋白質(zhì)。 蛋白質(zhì)組學(xué)(proteomics)是研究蛋白質(zhì)組的一個新領(lǐng)域，它以蛋白質(zhì)組為研究對象，分析細(xì)胞內(nèi)動態(tài)變化的蛋白質(zhì)組成成份、表達(dá)水平與修飾狀態(tài)，了解蛋白質(zhì)之間的相互作用與聯(lián)系，在整體水平上研究蛋白質(zhì)的組成與調(diào)控的活動規(guī)律。,惡性腫瘤發(fā)生過程包括許多基因突變從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)的表達(dá)、結(jié)構(gòu)和功能改變，最終導(dǎo)致細(xì)胞周期失控，細(xì)胞凋亡能力下降，細(xì)胞浸潤轉(zhuǎn)移能力加強(qiáng)。 蛋白質(zhì)組學(xué)可以分析、鑒定腫瘤細(xì)胞的蛋白質(zhì)分子變化，為腫瘤的預(yù)防、診斷治療及預(yù)后提供極有價信的信息。由于差異表達(dá)蛋白質(zhì)組學(xué)在制藥和疾病研究中的巨大潛力，更是倍受重視 。,核基質(zhì)