肾癌的基因易感性
肾细胞癌的遗传易感基因主要涉及DNA修复通路基因、细胞因子相关通路、HIF通路、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)通路。近来,全基因组关联性研究(genome wide association study,GWAS)以及表观遗传microRNA(miRNA)基因变异也为肾癌病因学和发病机制研究提供了很好的途径。
1)DNA损伤修复通路
DNA损伤修复是在多种酶的作用下,生物细胞内的DNA分子受到损伤以后恢复结构的现象。各种原因引起的DNA损伤可以通过不同方式修复,主要包括碱基切除修复(base excision repair,BER)通路、核苷酸切除修复(nucleotide excision repair,NER)通路和DNA错配修复(mismatch repair,MMR)通路。如果修复功能有缺陷,DNA损伤就可能造成两种结果:一是细胞死亡;二是发生基因突变,或进而恶性转化为肿瘤细胞。DNA损伤修复通路上关键基因的多态变异可影响该基因功能,进而影响其正常的修复过程,导致肿瘤的发生发展。BER通路中另一关键基因XRCC6的rs2267437C>G变异和rsl32770A>G变异同样被证实与肾癌的发生密切相关,8-羟基鸟嘌呤DNA糖基酶基因rsl052133C>G变异在中国人群中也被证实与肾细胞癌的发生有关。一项针对高加索人的研究已经证实了XPArsl800975G>A变异可显著增加肾细胞癌的发生风险。此外,在一项针对日本人群的研究中,泛素蛋白连接酶基因的rs2279744C>T多态变异与肾细胞癌发生风险增高有关。且与肾细胞癌的生存也密切相关。
2)细胞因子相关通路
细胞因子通过与之相应的受体结合参与多种重要的生理功能,维持体内平衡。细胞因子调节紊乱将导致疾病包括肿瘤的发生。淋巴因子作为一种重要的细胞因子,参与人体各种免疫反应,在肾细胞癌的发生发展过程中发挥重要作用。作为一种重要的细胞因子,白细胞介素(interleukin,IL)在传递信息,激活与调节免疫细胞,介导T细胞和B细胞活化、增殖与分化及在炎症反应中发挥重要作用。针对南亚人群的小样本研究发现,IL-4基因的rs1805010Ile50Val多态变异可增加肾细胞癌的发生风险,但在大样本中国人群研究中发现,IL-4rs1805010Ile50Val与肾细胞癌的发病风险降低显著关联。此外,IL-4基因的另一变异-590T>C(rs2243250)也与肾细胞癌发生风险降低显著相关;IL-16基因-295T>C变异可显著增加中国人群罹患肾细胞癌的风险。
3)HIF通路
HIF是一种异源二聚体转录因子,由HIF-α和HIF-β亚基组成,属于bHLH/PAS转录因子家族。肿瘤形成过程中一个关键的步骤是对缺氧的适应,HIF-α上调和肾肿瘤微血管密度密切相关,蓄积的HIF连接一种特异的DNA缺氧应答物质,后者通过促进VEGF-mRNA的转录,增加VEGF蛋白的表达,最后导致血管生成,而肿瘤生长和转移形成与血管生成密切相关。研究发现,HIF-1α和(或)HIF-2α与肾肿瘤细胞的增殖、浸润以及转移能力有关,其高表达常常提示不良预后。Morris等在高加索人的研究中发现,HIF-1αValll6Glu多态变异可影响该基因的转录活性。(https://www.daowen.com)
VHL基因是与VHL综合征和肾细胞癌有关的抑癌基因,同HIF-α降解密切相关,HIF-α的水解过程需VHL蛋白和E3蛋白连接酶存在。中国人群中的研究发现,VHL和HIFlA基因多态变异与肾癌预后密切相关,4个SNPs(rs779805、rsll549465、rsll549467和rs2057482)与肾细胞癌的预后关系密切。上述研究结果表明,HIF-1α基因上常见的多态变异可能是影响肾细胞癌发生发展及其预后的重要分子事件。
相对于正常肾组织,VEGF在肾细胞癌中表达升高。VEGF是参与肿瘤血管生成的主要调控因子,能特异地结合血管内皮细胞,促进内皮细胞生长,增加血管通透性,进而促进血管生成。研究还表明,在缺氧条件下调节VEGF表达的信号通路中,HIF起着关键作用,其功能包括增强VEGF基因的转录活性与增加VEGF-mRNA稳定性,两者协同参与肾细胞癌的发生与发展。但目前有关VEGF的表达调控机制尚未完全明确。不同人群中VEGF基因多态变异在肿瘤发生与发展中所起的作用并不完全相同。
4)哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)通路
mTOR是调节细胞生长和增殖的重要信号分子,也是一种蛋白激酶,主要通过激活核糖体40s小亚基S6蛋白激酶(p70s6k)和抑制真核起始因子4E(eIF-4E)结合蛋白-1而发挥重要作用。mTOR信号通路的异常激活与肿瘤的发生、发展及转移密切相关。中国人群中mTOR基因启动子区rs2295080G>T变异可显著降低肾细胞癌的发生风险,AKT3基因rs4132509A>C变异则可增加肾细胞癌的发生风险。
5)miRNA相关研究
miRNA充当癌基因或抑癌基因参与肿瘤的发生、发展过程。通过实时荧光定量PCR技术研究miRNA-142-5p在肾透明细胞癌中的表达,发现相对于癌旁正常组织,miRNA-142-5p的表达水平明显增高。miR-210在肾癌患者血清中存在差异性表达,可能成为肾癌患者的潜在分子标志物。