Cox2与结肠肿瘤的关系【医学论文】.doc

医学论文-Cox2 与结肠肿瘤的关系关键词： Cox2 基因 前列腺素 结肠肿瘤 摘要 Cox2 基因的扩增及其过度表达与结肠肿瘤的发生发展和转移关系密切近年研究表明，非甾体类抗炎药（NSAID）的应用可抑制结肠腺瘤和腺癌的发生和发展NSAID 的主要作用机制为抑制 Cox2 酶的活性本文主要综述 Cox2与结肠肿瘤的关系 关键词：Cox2 基因 前列腺素 结肠肿瘤 前列腺素过氧化物合成酶-1（PGHS-1）和前列腺素过氧化物合成酶-2（PGHS-2）是花生四烯酸转化为前列腺素和二十烷类的关键酶这两种酶的异构体分别称为 Cox1 和 Cox2经研究表明：Cox1 仅在细胞外网状结构中起作用，而 Cox2 在细胞外网状结构和细胞核边缘起作用Cox1 存在于大多数组织的核膜和微粒体片段中，于 1976 年由 Miyanmoto 等首次从牛小囊腺中的提取[1]，其 mRNA 表达和蛋白水平在人体内保持相对稳定Cox1 促进前列腺素生成，从而维护人体正常功能，如胃肠道细胞保护、血管内平衡（vascular homeostasis）和肾功能[3]Cox2 于 1989 年由 Simmons 等报道，Cox2 的表达可被广泛的血管内外激活物所诱导，如白介素（IL）-1、肿瘤坏死因子（TNF）、血清素、表皮生长因子、突触活动、转化生长因子（TGF）-α、人绒毛膜促性腺激素、干扰素（IFN）-γ、血小板活化因子（PAF）和内皮素等[1,2]。

Cox2 蛋白产物与甾体产物增加一致，这是由于致裂原（phorbol ester）刺激的结果在致裂原刺激下，RIE（小鼠肠上皮细胞）的前列腺素生成迅速增加，而在静息状态下，这些细胞中未发现 Cox2，从而推测前列腺素不是 Cox2 酶的产物[1] 1 结构和功能 　　Cox1 基因由 11 个外显子和 10 个内含子组成，全长 22.5kb，位于染色体9q32～q33.3 上，相比之下，Cox2 基因全长只有 8.3kb，由于长度短导致内含子更小，大多数外显子得到保存，但也有例外荧光杂交法显示，Cox2 基因位于染色体 1q25.2～25.3,PLA2G4（磷酸酯酶基因之一）在 1 号染色体上与 Cox2基因靠得很近，因分泌型 PLA2 也是改变表型的基因之一，因此 Cox2 和 PLA2 存在某些生物学上的关联Cox1 和 Cox2 的 mRNA 转录产物分别为 2.7kb 和4.5kb，在受到致裂原刺激后，Cox2 mRNA 表达水平在 30 分钟内迅速增加，保持 6～8 小时，在 24 小时内迅速恢复至基础水平过多的刺激并不能导致更多的 Cox2 产物生成，只能产生一系列初始的基因活动应答[1]。

在 Cox2 催化过程中转录因子是连续一致的CarGbox、NF-IL-6(IL-6 核心因子)、PEA-1、myb、cAMP、NF-kb、PEA-3 在外显子 1 中存在 TPA 应答，Gel 染色化验和对删除结果增加的分析显示，Cox2 催化 CAAT 增长物和 β-蛋白同源序列的结合需要 forskolin、黄体刺激素和卵泡刺激素，使 Cox2 基因具有转录活性尽管 Cox2 基因的转录可因血浆容量增加而增加，但在 Cox2 的催化过程中，5′端序列缺乏确切的血清应答物，未转录的 Cox2 的 3′端有 3 个多腺苷酸盐信号，这就解释了为何在 Northern 印迹法中显示不同大小的转录产物的现象，此条带富含 AT，包含 17 个 Shaw-Kamens 序列拷贝数[1] Cox1 密码有一个 565 残基，65kD 蛋白包括一个短链信号肽和四个 N-连接甘油酸，Cox2 具有较粗的 70kD 蛋白，与 Cox1 蛋白相比有 75%的同源性与Cox1 相比，Cox2 氨基终端被轻微缩短，碳链终端插入 18-残基，而 Cox1 缺如Cox1 和 Cox2 的氨基酸序列有 61%的同源性，最初的氨基酸序列差异引起蛋白质的二级和三级结构不同，从而影响到这 2 种酶的活性。

Cox1 可被阿司匹林完全抑制，而 Cox2 在阿司匹林治疗结束后可将花生四烯酸转化为 HETEs(15-羟花生四烯酸)，发挥类似 15-脂氧化酶的功能在致裂原刺激下，Cox2 mRNA 产生完全拼接的衍生物并被转录为 Cox2 蛋白[1] Cox2 基因表达紊乱可导致肾发育异常、心肌纤维化和卵巢缺失，而 Cox1基因表达紊乱可导致与 Cox2 完全不同的表型改变无 Cox1 表达的小鼠生存良好无胃肠道病理改变，用少量消炎痛即可导致胃溃疡总之，Cox1 和 Cox2基因的表达紊乱可显示独特的表型改变，在组织中这两种异构体显示不同的功能[1] 2 Cox2 与结肠肿瘤的关系 1988 年，Kune 等报道了经常使用阿司匹林与不用阿司匹林的人相比，前者结肠癌的发生率减少 40%许多流行病学研究表明 NSAID 可减少结肠癌发生[3]Giardielle 等报道，在家族性多发性肠腺瘤（FAP）中，NSAID 的应用可使腺瘤的大小和数量有所减少[6]目前已知 NSAID 的主要作用机制就是抑制 Cox，即抑制 Cox1 和 Cox2 酶的活性 许多报道显示，人结肠肿瘤中前列腺素 2（PGE2）水平远远高于周围正常组织，但低 PGE2 水平的结肠肿瘤细胞也有发现。

而 Maxwell 等报道，PGE2 的最初来源是修复组织中的巨噬细胞而不是肿瘤细胞由于 PGE2 可抑制NK、LAK、细胞毒细胞的活性，抑制 IL-2 的产生，降低 IL-2 受体和 IFN-γ 受体的表达，故抑制 Cox2 酶活性可导致前列腺素减少并具有逆转肿瘤的免疫抑制作用[3] Eberhert 等提出，Cox2 mRNA 的表达在大多数人结肠肿瘤中比正常粘膜明显增加用特殊的抗血清测定 Cox1 和 Cox2 在结肠肿瘤和正常的结肠组织中的免疫反应，结果显示如下：（1）在正常结肠组织中，Cox1 和 Cox2 表达在粘膜上皮细胞和血管内皮细胞中均很弱2）Cox1 在结肠癌组织和正常结肠组织中表达均很弱[3,4]3）Cox2 的免疫反应在结肠癌组织中的炎症单核细胞、血管内皮细胞、成纤维细胞和癌细胞中均明显表达4）在结肠癌病人的癌细胞中，Cox2 的免疫反应强度远比结肠癌组织周围的粘膜上皮细胞、炎症单核细胞和成纤维细胞要强Eberhart 等用 Northern 印迹法测出，在大多数结肠癌细胞中 Cox2 基因的表达较其周围的正常粘膜有明显增强，推测结肠癌细胞可能与 Cox2 有重要联系[3]。

经测定，85%~95%的结肠腺癌和 40%~50%的结肠腺瘤（有恶变倾向）[7,9]Cox2 水平增高Cox2 在低分化腺癌中免疫染色为异质性的，而在高分化和中等分化腺癌中则为同质性的[3]，提示 Cox2 表达水平增高与肿瘤分化有关因此Cox2 在结肠上皮的表达水平高低将成为结肠腺癌预后判断的标记物[1] Lee 等的研究显示，PGE2 产物与 Cox2 蛋白水平有关，而与 Cox2 mRNA 水平无关[8]在人结肠腺瘤中可见 Cox2 mRNA 表达水平增高，而没有相应的 Cox2蛋白水平增加[8] Sheng 等用 Western 印迹法和免疫组化染色法发现，在结肠癌细胞中 Cox2蛋白水平增加具体方法是：采用 HCA-7 细胞（持续表达高水平的 Cox2 蛋白）和 HCT-116 细胞（缺乏 Cox2 蛋白）用选择性 Cox2 抑制剂 Sc-58125 治疗植入HCA-7 细胞的裸鼠，可减少 85%~90%的肿瘤生成，而且 Sc-58125 也可抑制 HCA-7 细胞在结肠上皮上的生成相反，Sc-58125 对植入 HCA-116 的裸鼠无效[5] tsyjii 等提出，Cox2 基因过度表达可增加肠上皮细胞与细胞外基质的粘着力，并抑制细胞凋亡[4,7]。

同样，Raymond 等还发现，这些细胞的 G1 期延长3 倍，G1 期延长可抑制细胞凋亡，促进一系列连续的基因变异，可导致肿瘤生长[9]这些变化可被 NSAID 抑制 Cox2 的过氧化酶活动可催化一系列异体氧化反应，包括许多致癌物产生的氧化胺与 DNA 作用，产生基底内收，从而影响抑癌基因导致肿瘤产生Cox2 在抑癌基因转变为突变的癌基因过程中起很重要作用[3]此外，Cox2 的持续表达可引起表型改变，从而影响结肠癌的转移[11] 3 展望 Cox2 基因表达水平在大多数结肠肿瘤中明显升高，Cox2 可抑制结肠腺瘤和腺癌的产生和转移，但其具体机制尚不明确目前尚需进一步的研究来明确Cox2 基因在结肠肿瘤的形成中所起的作用，同时为寻找选择性的 Cox2 抑制剂，为结肠肿瘤的治疗和预防开辟新的途径参考文献 1 Williams CS et al. Am J Physiol,1996;270(1):G393～G400 2 Williams CS et al. Gastroenterology,1996;111(4):1134～1140 3 Sano H et al .Cancer Res,1995;55(17):3785～3789 4 DuBois RN et al. Gastroenterology,1996;110(4):1259～1262 5 Sheng H et al. J Clin Invest,1997;99(9):2254～2259 6 Eberhart CE et al. Gastroenterology,1994;107(4):1183～1188 7 Boolbol SK et al. Cancer Res,1996;56(11):2556～2560 8 Liu XH et al. Cancer Res,1996;56(22):5125～5127 9 DuBois RN et al. Cancer Res,1996;56(4):733～737 10 Reddy BS et al. Cancer Res,1996;56(20):4566～4569 11 Tsyjii M et al. Proc Natl Acad Sci uSA,1997;94(7):3336～3340。