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Ras基因及其应用
在肿瘤基础研究中,Ras基因是一个热点,研究成果也颇为丰硕。大量研究表明,Ras基因在多种恶性肿瘤的发生发展中起重要作用。
Ras基因是第一个被鉴定出的人类癌基因(1964年),其名称与大鼠肉瘤(rat sarcoma)有关。Ras基因家族包括3种功能型基因,H-Ras、N-Ras和K-Ras,分别来自人膀胱癌、肺癌和神经母细胞瘤细胞株,分别位于人类11、1和12号染色体短臂上,编码产物为Ras蛋白(P21ras),分子量均为21KD。Ras蛋白是膜结合型的GTP/GDP结合蛋白,定位于细胞膜内侧,对细胞外信息的跨膜传递具有重要作用,有调节细胞的分化增殖的功能,被称为细胞信号网络传递中的“分子开关”,在细胞外刺激所产生的信号转导通路中处于中枢地位。
Ras基因通过基因点突变、基因过度表达、基因插入及转位等方式激活,以点突变的方式最常见,在恶性肿瘤中约占30%。原癌基因Ras被激活后,变成有致癌活性的癌基因,其表达的产物Ras蛋白处于持续活化状态,不断传递生长分化信号,导致细胞不可控制地增殖,形成肿瘤。
在不同的肿瘤中,Ras基因的突变形式不同。胰腺癌、大肠癌、胆管癌、肺癌和子宫内膜癌中普遍存在K-ras基因突变,黑色素瘤、肝癌和髓系恶性肿瘤中常见N-ras基因突变,而膀胱癌和甲状腺癌则常由H-ras基因突变所致。在各种癌症中,胰腺癌的Ras基因突变率最高(90%),其次为结肠癌(40%~50%),肺癌(40%)。一旦Ras基因发生突变,其表达产物Ras蛋白发生构型改变,并处于持续活化状态,就可以和下游的效应蛋白结合,产生第二信使,使细胞增殖失去控制,凋亡细胞减少,引起细胞恶性转化。
Ras基因第12位密码子点突变被认为是胰腺癌的早期事件,也是早期基因诊断的检测对象。但在膀胱癌中也发现其突变率达46.7%, 表明该突变与膀胱癌的发生也有相关性。在结肠癌中,Ras基因突变与癌变的关系已得到确认,并被列入诊疗规范的检查项目,对病理诊断有一定帮助。
在皮肤的鳞状细胞癌和基底细胞癌中,Ras基因的突变率为10%~20%,主要是H-Ras和K-Ras突变,个别报道H-Ras蛋白在上述肿瘤中分别高达75%和67%; 皮肤恶性黑色素瘤中,Ras基因的突变率可达22%甚至76.7%(均为N-Ras蛋白),而H-Ras和K-Ras突变率甚低(<2%)。有研究显示,Ras蛋白的表达与皮肤肿瘤分化程度有关,瘤组织分化越高,Ras蛋白表达越强,反之越弱。
检测癌细胞中Ras基因和蛋白的方法很多,最简单也常用的是免疫组化技术,用于检测Ras蛋白。利用多聚酶链反应(PCR)技术提取和扩增Ras基因,进行电泳和测序,更为可靠。一般研究中常联合应用,两者间有一定的相关性。但是,要阐明某些基因改变的致癌机制、诊断价值、临床作用和预后意义,必须把基础研究与病理形态、临床资料、随访资料结合起来。
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