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关键词 分子生物学 儿科 基因工程
中图分类号:Q7文献标识码:A
1 分子生物学为儿科的发展提供了新的驱动力
儿科这种称谓源自于欧洲,在15至16世纪之后,受到欧洲文艺复兴运动的影响,整个科学技术获得了极大的发展,医学也不例外,但是这一时期的儿科是包含在产科以及内科里的,产科与内科依据病儿的年龄分别诊断,也就是说这一时期,儿科并没有获得独立的研究与发展。世界上第一个儿童医院于1820年在法国巴黎诞生,14年之后的1834年俄国建立了世界上第二个儿童医院。此后,儿科作为一个独立学科进入人们的研究视野。早期的儿科研究内容主要针对的是小儿疾病的诊治。儿科疾病的诊治也主要是依据成人疾病诊治。对于儿童不同年龄所不同的生理、病理现象及其特点认识不足,对于儿童成长的环境、膳食、营养、卫生、保健等影响因素的认识也并不多。此后随着营养学、免疫学、细菌学等一些学科的快速发展,学术界对于上述问题也有进一步的认识。到了21世纪,物质代谢、免疫学等学科以前所未有的速度发展,抗菌素、激素、预防接种等获得极大发展,儿科领域的研究也突飞猛进,儿童的营养性以及感染性疾病有了新的控制方法,发病率与死亡率不断下降。尤其值得一提的是,以费明翰调查作为典型的第二次流行学革命对于学者们研究儿童的生活方式、心理-行为对疾病模式的意义产生了极大影响,甚至可以说是革命性的,这也是儿科首次对医学革命做出的巨大贡献。
不可否认的是,在分子生物学出现之前,儿科的研究基本上都局限在传统的疾病诊治的经验桎梏中。分子生物学虽然在20世纪50年代产生之后就是生物学研究的前沿,其深度和广度是人类有史以来从未达到过的。分子生物学的成果给儿科医学的发展提供了极其广阔的空间。在传统儿科研究的主要驱动力中主要包括三个驱动力,也即科学驱动、技术驱动与技巧驱动。在分子生物学产生以前,这些驱动力是分割的,但是分子生物学产生之后为儿科研究的这些驱动力进行了整合,分子生物学在针对儿科研究里的发现、分析以及解决问题等方面都展现出强劲的展动力。可以说在很大程度上,分子生物学为解决儿科发展所遇到的一些特殊性、个案性、疑难性问题时提供了清晰的思路、犀利的灵感以及独特的视角,为儿科的发展提供了全新的驱动力,从而大大促进了儿科的发展。
2 分子生物学拓展了儿科研究范围提高了发展质量
分子生物学理论主要包括DNA结构、中心法则、基因调控等方面的研究,分子生物学里基因工程的发展对于传统的病毒学、生物学以及遗传学都产生了革命性影响。众多常见儿科疾病的病原学诊断也获得了极大的发展。举例而言,目前已分离出的呼吸道病毒已超过百种、肠道病毒近百种。这些病毒参与了从呼吸道到消化道以及神经系统疾病的发生。疫苗和化学治疗的发展使过去的难治性疾病得到了较好的控制。有关遗传性疾病(染色体疾病、遗传代谢性疾病)诊断和治疗的理论、方法和技术使从前无法认识和处理的上百种疾病有了正确的解释与治疗手段。分子生物学的诊断方法以令人眩晕的速度遍及儿科各个疾病。分子生物学研究所带来的各种变化极大拓展了传统儿科学的研究领域,对于儿科学知识的丰富也起了很大作用,尤其是在阿波罗登月以及人类基因组计划等活动之后,分子生物学的发展也明显加速。这也使得人们更进一步的对儿科的疾病、健康以及生命现象本质的研究上达到的一个高峰。人们不再像传统的儿科研究,只关注儿童疾病的诊治了,对于儿童的健康以及生命质量也作为关注的重中之重。对于儿童成长的环境,研究已经不仅仅局限于自然物质环境,对于儿童成长的心理精神环境关注增多。分子生物学的产生及其发展,在很大程度上使得新一代的儿科研究工作者们所面临的任务、机遇以及(下转第53页)(上接第11页)挑战与前辈们发生了改变,前辈儿科研究工作者的重点在于通过儿童疾病诊治降低儿童死亡率和发病率,当前的研究者重点在于保持这一局面并提高儿童生活和生命的质量。如传统的研究对于儿童的孤独症抑郁症关注不够,但是分子生物学产生之后,人们的关注明显提高了,如北京大学医学遗传中心的钟南、张茜医生在其《儿童孤独症的分子生物学研究进展》中专门论述了分子生物学对儿童孤独症的影响。分子生物学的产生与发展也在很大程度上拓展了儿科研究的范围,大大提高了研究的质量,这种质量的提高主要是通过提供新的途径与方法来实现的,如朱汝南、钱渊、王芳、刘成贵等人的《分子生物学方法在儿童流行性感冒监测中的应用》一问中就认为流行性感冒(流感)病毒是引起急性呼吸道感染的重要病原,它可在短期内突然发生,起病急,蔓延快,往往造成不同程度的流行,甚至造成世界性大流行。儿科呼吸道感染病人的突然大量增加往往是流感流行的晴雨表,因此儿童中的流感监测有着特殊重要的意义。在他们的研究中,充分利用了经典病毒学方法(病毒分离和血凝 (HA)试验)对儿童中流感流行情况进行监测的同时,还建立了分子生物学方法检测和鉴定流感病毒,并对近年A3型流感病毒分离株的血凝素基因进行了序列分析。又如,著名遗传学家吴希如在20世纪90年代就逐步建立并开展了儿科分子生物学及分子遗传学研究。对于分子生物学在小儿惊厥、癫痫及其相关遗传病机制等领域的影响与作用进行了大量的研究,并取得了丰富的成果。
参考文献
[1]钟南,张茜.儿童孤独症的分子生物学研究进展[J].中国实用儿科杂志,2008(3).
[2]龙华.分子生物学前沿[A].全国首届动物生物技术学术研讨会论文集[C].2004.
关键词 分子生物学 妇科 产前诊断 免疫遗传
中图分类号:Q7文献标识码:A
1 分子生物学与妇产科的基本情况概述
分子生物学的兴起是上世纪50年代以后的事情,但是自其兴起和发展以来,发展的巨大成就十分引人关注。六十多年来产生了巨大的影响,繁荣的势头依然十分强劲。分子生物学研究要进行的问题在于对生命本质一致性的分析,学者们通过分子水平的研究,发现由最低级、最简单的单细胞生物到最复杂最高等的人的基本组成(这些组成主要由蛋白质、核酸、糖等三类物质构成)的构成与遗传信息的物质基础(主要包括DNA和RNA)、流向(中心法则)以及含义(遗传密玛)乃至能量转换的机理都是高度一致的,正是因此,人们才发现在分子水平层面,生物取得了相对的统一。分子生物学的这一成就具有极其重要的意义,它使得基因在不同生物个体、种属之间的转移成为可能,从而大大的提高了生命科学各个分支学科以及整个生命科学的发展。在21世纪,分子生物学的发展将不断深入和扩大,关于脑的活动、生命发育、疾病免疫等复杂难题将成为分子生物学研究的重中之重。
要准确客观理解分子生物学对妇产科的影响,必须对妇产科的基本情况所有了解,在长期的医学研究和发展实践中,妇产科的研究和实践内容不断丰富和发展,如在生命发育阶段,对胎盘、胎儿生理、母体子宫平滑肌的功能调节以及分娩发动机制、早产等问题都有研究。在妊娠期目前对于绒毛外滋养细胞以及胎儿胎盘转运方面的问题也引起了学界的高度重视。在欧美国家,分子生物科学较为发达,对生物的基因芯片以及微RNA的研究不断深入,探讨了一些生物学的病理机制及治疗方法,典型的如子痫、慢性高原疾病、肥胖等问题。以世界卫生组织(WHO)为代表的一些研究结构对妇科流行病学、早产病因基因组研究以及基于循证医学早产临床干预等问题进行了深入研究。
2 分子生物学在妇产科领域的应用与发展分析
事实上,妇产科的发展历史较之于分子生物学要早很多,但是分子生物学兴起之后,对妇产科的发展产生了极大的影响,有些影响甚至可以说是革命性的。比如在女性的产前诊断中,分子生物学的兴起使得我们对一些具有严重出生缺陷或者遗传病等问题在宫内期即可作出诊断并及时采取科学合理的对策措施。分子生物学产生之前,该领域主要运用的是胎儿镜以及影像技术,但是,近年来,致病基因不断分离克隆,高危胎儿的基因突变分析不仅重要而且必须,分子生物学技术为此提供了可能性,如分子杂交、荧光原位杂交、PCR技术等分子生物学技术在单基因病以及染色体畸变的诊断中获得了较为广泛的应用。此外,一些全新的分子细胞遗传学技术,诸如端粒探针、锚定原位标记技术、基因组杂交等在妇产科的应用问题也已经被提上议事日程。笔者通过以上的分子生物学在产前诊断的应用问题的论述,已经很明显的说了分子生物学对提高植入前遗传诊断或用孕妇血中胎儿细胞诊断问题具有十分重要的作用。
当前,应用到妇产科的分子生物学技术是多种多样,纷繁复杂的,如索森印迹杂交(Southern blot hybridization)、聚合酶链反应(polymerase chain reaction)、荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization)、单链构象多态性(single strand conformation polymor-phism)、异源双链分析(heteroduplex analysis)、DNA序列分析、蛋白截短测试(protein truncation test)等等,不一而足。这些技术在妇产科的很多具体方面得到了应用与发展,如在遗传方面的研究,当前,我们已知一些遗传性肿瘤(视网膜母细胞瘤、Wilm氏瘤)的突变基因是按孟德尔方式遗传的。当然也有一些基因与肿瘤的易感性有关,但是其遗传方式都是孟德尔方式,分子生物学技术可以对这些基因可以进行产前检查。又如多聚合酶链反应这一分子生物学技术的广泛应用,对于一些妇产方面的疾病,比如Duchenne's肌营养不良症、囊性纤维化症、苯丙酮尿症、脆性X染色体综合征等进行诊断和治疗已经成为可能。再如,分子生物学在母婴感染传播方面的应用,超微量的DNA扩增技术具备敏感性、特异性以及简便性的优点在母婴感染传播方面的应用优势十分明显。分子生物学的应用使得对于母婴传播方面存在可能的人类免疫缺陷病毒(HIV)、巨细胞病毒(CMV)、风疹病毒等进行一些提前的检测与预防成为可能。值得一提的是利用PCR技术还可以根据不同引物的特点进行预后。近年来,丙型肝炎病毒(HCV)的母婴传播已成为一个研究热点,PCR技术在这一领域也取得了诸多成就。此外,在妇科肿瘤基因研究方面,目前学界对肿瘤发生和发展的认识进入了分子水平。在分析肿瘤细胞中复杂的染色体异常组成以及对癌基因的定位及其抑制方面都有贡献。当前免疫遗传研究热点是人类白细胞抗原系统(human leucocyte antigen,HLA)与该病的关系。分子生物学技术的应用使HLA分型研究从抗原水平进入到基因水平,使与疾病关联的HLA基因准确分型、定位。以上所举的一些也只是分子生物学在妇产科领域应用和发展的冰山一角,我们有理由相信,随着分子生物学和妇产科的不断交叉融合,两个学科以及交叉部分都会取得更多崭新的成就。
参考文献
[1] 李隆玉,万建萍,钟传庆.子宫内膜癌发生分子机制及治疗的研究进展[J].中华肿瘤防治杂志,2008(19).
关键词:土壤微生物生态学;核酸探针杂交;梯度凝胶电泳;PCR
土壤中存在着极其丰富的微生物种类,它们在土壤生态系统中各自行使着独特的功能。自1953年以来,分子生物学理论和技术取得了惊人的成就,许多分子生物学研究方法和理念被应用到微生物生态学研究中,为微生物生态学研究领域注入了新的活力,极大地推动了微生物分子生态学的发展。下面介绍近年主要的几种研究方法:
一、标记核酸探针杂交技术
1.基本原理
以核酸分子杂交技术为核心,利用探针分析DNA序列及片段长度多态性。探针是能与特定核苷酸序列发生特异性互补的已知核酸片段,它可以是长探针(100~l000bp),可以是短核苷酸片段(10~50bp),也可以是从RNA制备DNA探针,斑点印迹和狭线印迹杂交等不同的方法。
2.应用
科学家应用核酸杂交方法研究了被燃油污染及不污染的土壤提取的细菌DNA,结果表明:被污染的土壤提取的细菌DNA中各种烃的降解基因的检出率显著高于不污染的样品,且定量分析结果表明污染越严重,这种降解基因的含量越高,因而可以用该方法作为对土壤中燃油污染程度的评价。
3.原位荧光杂交技术
(1)基本原理。FISH是以荧光标记取代同位素标记的一种新的原位杂交方法。它检测核苷酸序列是利用荧光标记的探针在细胞内与特异的互补核苷酸序列杂交,通过激发杂交探针的荧光来检测信号。
(2)应用及其优缺点。可以进行样品的原位杂交,应用于环境定微生物种群鉴定、种群数量分析及其特异微生物跟踪检测,现已成为微生物分子生态学研究中的热点技术,在土壤微生物分子生态学领域应用广泛。FISH技术的应用受到环境样品微生物的生理状态的影响,芽孢、放线菌及休眠时期的细胞的细胞膜的通透性低,影响群落中部分种属丰度的错误估计。
二、基于PCR技术的研究方法
PCR是一种聚合酶链式反应技术,主要特点是短时间内在实验室条件下人为地控制并特异扩增目的基因或DN段,使研究的目的基因及其环境样品中的微量微生物基因得到无限的扩增,为这些基因和微量微生物种群的研究提供了保证。
1.PCR-RFLP方法
(1)原理。PCR-RFLP法是将PCR引物中的一条加以荧光标记,其基本原理是用PCR扩增目的DNA,扩增产物再用特异性内切酶消化切割成不同大小片段,直接在凝胶电泳上分辨。
(2)应用。现在很多研究人员利用16SrRNA来研究土壤微生物的多样性。该技术还可以用来监测因环境改变而引起的微生物种群的变化。
2.PCR-SSCP方法
(1)原理。日本Orita等研究发现,单链DN段呈复杂的空间折叠构象,这种立体结构主要是由其内部碱基配对等分子内相互作用力来维持的。当有一个碱基发生改变时,会或多或少地影响其空间构象,使构象发生改变。空间构象有差异的单链DNA分子在聚丙烯酰胺凝胶中受排阻大小不同。因此,通过非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳,可以非常敏锐地将构象上有差异的分子分离开。
(2)应用。Sabine Peters等人用该法研究群落的演替和菌种的多样性,并同传统的培养方法比较指出PCR-SSCP方法避免了传统培养的费时费力以及误差大的干扰,适合对微生物群落结构和演替的分析。
三、DNA扩增片段梯度电泳检测技术
1.变性梯度凝胶电泳
(1)基本原理。双链DNA分子在一般的聚丙烯酰胺凝胶电泳时,其迁移行为决定于其分子大小和电荷。DGGE技术在一般的聚丙烯酰胺凝胶基础上,加入了变性剂(尿素和甲酰胺)梯度,从而能够把同样长度但序列不同的DN段区分开来。
(2)应用。DGGE方法是应用最早也是最常用的单碱基突变筛查方法之一,自从1993年DGGE被引入微生物学以来,该技术被广泛地用作分子工具比较微生物群落的多样性以及监视种群动态。PCR-DGGE用于分析华盛顿州东部4种土壤细菌群落结构和多样性,结果表明:管理和农学实践对细菌群落结构的影响比年降水量更大。
2.温度梯度凝胶电泳
(1)基本原理。温度梯度凝胶电泳技术则是利用温度梯度变性的原理,利用了不同分子在温度改变下构象的差别进行分离。
末端端粒的长度,随着年龄的变化而变化。因此,可以用分子生物学方法准确推测年龄。
【关键词】d型/l型天冬氨酸,碱基加合物和正常碱基,端粒,分子生物学,年龄
【中图分类号】13919.2;075
【文献标识码l a
【文章编号】1007—9297(20__)01—0040—02
在法医学实践中,经常需要对无名尸体、组织碎块进行
年龄估计。一般情况下应用法医人类学方法对牙齿、骨骼
等检材估计个体年龄。而在很多情况下,现场仅有组织碎
块存在,或者有的部位的骨骼不适合精确估计年龄,在这种
情况下用分子生物学方法估计年龄,尤为重要。体内的许
多物质随着年龄的变化而发生改变,目前有几种物质随着
年龄的改变而发生变化,一种是质的变化,一种是量的变
化。
胶质原存在于人体的各种组织、器官中,胶质原含有d
型、l型天冬氨酸。尤其在牙釉质、牙本质中,d型、l型天
冬氨酸的含量随着年龄的增加会发生改变,d型天冬氨酸
随着年龄的增加而增加,而l型天冬氨酸随着年龄的增加
而发生消旋作用,转变为d型天冬氨酸而含量下降。d型/
l型天冬氨酸的比值随着年龄的增加而增加。在牙本质中
这种变化较稳定,适合于用d型/l型天冬氨酸估计个体的
年龄_1 j。国外许多学者建立了利用天冬氨酸的消旋作用
推测年龄的方法。20__年,pilin等利用此方法计算15~95
岁之间的样本,年龄与d/l型天冬氨酸的比值的关系,其
相关系数达到0.93。此方法的优点在于当牙齿的形态遭到
严重破坏时,可以利用牙本质中天冬氨酸的稳定性来估计
个体年龄。此方法在实际应用中,水解蛋白质和手性分离、
检测氨基酸的衍生物尤为重要,影响结果的准确性,可应用
gc、hplc、毛细管电泳进行手性分离和检测ll 。
随着年龄的增长,人体的体细胞线粒体产生的自由基
增多,自由基的增多会对dna产生损伤。尤其活性氧弓l起
的dna氧化性损伤,导致碱基结构的损伤,进而引起dna
在体内复制时发生突变。自由基对核dna和线粒体dna
都会产生损伤,由于线粒体dna没有组蛋白和hmg蛋白
的保护,更容易产生损伤【6-8 。活性氧对dna的损伤,表
现在dna的碱基形成加合物,在复制过程中,这些碱基产
生错配,导致突变。活性氧是结构最简单、稳定性最差、氧
化性最强、与四种碱基的反应活性最强的自由基,因此在细
胞中最多见的是活性氧导致的碱基损伤,活性氧攻击碱基
的不饱和键形成碱基加合物。人体也存在抗自由基损伤的
修复能力,但随着年龄的增加,修复能力下降。活性氧可和
碱基形成8一oh—g、5一oh—dg、5一oh—du、8一oxo
— da,dug、2一oh—da碱基加合物_6 j。通过对动物细
胞和体外培养细胞的研究,发现随着年龄的增长细胞的碱
基加合物含量会增加,其中8一oh—da、8一oh—g含量
最多。检测碱基加合物和正常碱基的含量,可用于推测个
体的年龄,但这种方法只能粗略估计年龄,适合于组织碎块
的年龄估计。
在人类染色体的末端存在端粒,端粒由蛋白质和dna
组成,真核生物的线型染色体都存在端粒。端粒dna不存
在蛋白质编码基因,端粒基本由六核苷酸核心重复单位
(111aggg)组成,其中有的重复单位存在变异,重复序列问
亦存在一些插人序列。端粒虽然不存在功能基因,但端粒
起着稳固基因组、保护染色体末端、决定核内染色体定位作
用及调控体细胞复制作用l9 。由于端粒调控着体细胞
的分裂、复制,体细胞分裂、复制有一定复制生命周期,端粒
决定体细胞分裂次数,可以说是细胞分裂的“生物钟”,因为
端粒不能进行半保留复制,其复制依赖于端粒酶的存在。
大部分体细胞不存在端粒酶,体细胞每分裂一次,端粒就丢
失一段,随着细胞分裂而不断缩短,因而端粒的长度反映细
胞复制历史。也可以说端粒长度随着个体的年龄变化而缩
短,反映生物个体的年龄变化。而端粒长度的变化不受体
法律与医学杂志20__年第1o卷(第1期)
外因素的影响。细胞每分裂一次,不同的细胞缩短的长度
不同,因此端粒长度可以作为推断年龄的一个理想标
记[1卜15]。
端粒长度的检测方法目前有trf(末端限制性片段
法)、fish(荧光原位杂交法)、 a(杂交保护法)等。这些
方法检测都是46条染色体端粒的平均长度,而不同染色体
的端粒长度存在差别,以及同一染色体的两个端粒亦存在
差别[16]。通过检测平均长度而推测年龄,误差较大。如果
能准确检测一个端粒的长度,推测年龄准确性将大大提高。
随着分子生物学和分子遗传学及相关技术的发展,用
分子生物学方法可以准确推测个体的年龄。
参考文献
[1]mornstad h,pfeiffer h,teivens a.estimate of dental age using
hplc——technique to determine the degree of aspartic acid racem—
ization.j forensic sic,1994,39(6):1425~1431
[2]ohtani s,yarnamoto k.ag e estimation using racemization of
amino acid in human dentin.j forensic sci,1991,36(3):792~
800.
13]ohtani s,yarnamoto k.estima tion of age from a tooth by means
of racemization of an amino acid.especially aspartic acid—compari—
sonof enamal and dentin.j forensic sci,1992,37(4):1061~
1067.
[4]carolan va,gardner mlg,liuy d,et a1.some considerations
reg arding the using of~nino acid racemization in human dentine 8s
a indicator of age of death.j forensic sic,1997,40(1):l0~l6.
15]pilina,cabalar,pudilf,eta1.the use ofthed一,l—aspartic
ratio in decalcified collagen from human dentin as an estima tion of
humanage.j forensicsic,200l,46(5):1228~1231.
【6]hamilton ml,remmen i-iv,drake ja,et al oxidatine
damage to dna increase with age. proc natl acad sci usa,
20__。98(18):10469~10474.
· 41 ·
[7]nakae d,arai h,kishida h,et al,age and organ dependent
spent aneous generation of nuclear 8 一hydroxydeoxyguanosine in
ma le fisher 344 rats.lab invest,20__。80:249~ 261.
[8]mihowa 0,arai t,hirano m,et a1.mmh/oggz gene inactivation
results in accumulation of 8 一hydrodeoxyguan ine in mice. proc
natl acad sei usa,20__.97(8):4156~4161.
[9]hodes rj.telomere lenght,aging,and somatic cell turnover.j
exp med,1999,190(2):153~156.
1 10]patel pk,koti asr,hosur rv.nmr studies on truncated se—
quences of human telomeric dna:obeservation of a novel atetrad,
nucleic acid res,1999.27:3836~3843.
[1 1]frenck rw ,blakbum eh,shannon km .the rato of telomere
squencelossin human leukocytes varies withage.procnatlaead
sci usa.1998,95(10):5607~5610.
[12]sediw jm.can ends justify the meltrls:telomeres and the mecha—
nisma of replicative senescence and immortalization in mammalian
cells.proc natl acad sci usa.1998。95(16):9o78~9081
l13 jsurralles j,i-lande mp,marcos r,et a1.accelerated telomere
shortening in the human inactive x chrom e.am j hum
genet,1999.65:1617~ 1622.
__ jfinch cf,tanzi re.genetics of aging .sci,1997,278:407~
4l1.
[15]slagboom pe,droog s,boomsina d1.ge netics determination of
telomere size in humans:a twin study of three age groups am j
hum ge net,1994,55;876~882.
[16]la nsdorp pm ,verwoerd np,van de rijke fm,et a1.hetem—
geneity in telomere length of human chromosomes hum mol
[关键词] 早期宫颈癌;复发;分子生物学
[中图分类号] R737.33 [文献标识码] A [文章编号] 2095-0616(2013)10-39-03
宫颈癌是女性最常见的生殖道恶性肿瘤。宫颈癌死亡率每年大约26万,其中80%发生在发展中国家,HPV16和18是最常见的两种致宫颈癌的病毒,70%的宫颈癌由这两种病毒引起[1]。近年来采用阴道脱落细胞图片检查的普及,使不少宫颈癌患者能早期发现、早期治疗,提高了患者的生存期。但临床发现宫颈癌年轻化倾向明显,25~54岁人群发病率不降反升[2]。导致早期宫颈癌复发的因素较多,许多国内外学者对早期宫颈癌的各方面进行了大量的研究分析,得出了很多与早期宫颈癌复发有关的原因。本资料通过对国内外最近五年相关文献资料的研究学习,总结导致早期宫颈癌复发的分子生物学因素。
1 宫颈上皮细胞间质转化
大量的研究表明宫颈上皮细胞间质转化(EMT)与宫颈癌的形成和转移复发有密切关系。
1.1 上皮细胞间质转化(EMT)
正常的上皮细胞靠专门的细胞间粘附力紧密连接在一起,而且具有顶-基底极性。间质细胞形似纺锤体,连接松散,流动性强,具有前-后极性。上皮细胞通过复杂的程序转变成间质细胞的过程称为上皮细胞间质转化。上皮细胞转变为间质细胞后会失去原来的特性,中间会形成一种亚稳定的细胞既有上皮细胞又有间质细胞的特性,这是一种很多肿瘤都有的过程[3]。上皮细胞间质转化有3种类型,其中第3型存在于肿瘤的侵袭与转移中[4]。宫颈上皮细胞通过EMT过程,形成上皮样的癌细胞失去极性,不稳定,但是还具有上皮细胞的其他特性,经恶化和分化形成具有转移、侵袭能力的癌细胞。癌细胞离开原始位置,侵入基底膜下,侵入血管和淋巴管随血液转移到另一个地方形成转移灶。在这过程中,还有以下因素参与,干细胞机制[5]、抗吞噬作用[6]、免疫逃避、药物抗性等。
1.2 EMT的分子生物学
上皮细胞间质转化的标志性分子变化主要有:(1)E-钙粘蛋白和β-连环蛋白的下调。E-钙粘蛋白和β-连环蛋白的下调与早期宫颈癌的组织学分化、转移和复发成正相关[7]。(2)N-钙粘着糖蛋白、纤维连接蛋白以及波形蛋白的上调表达。波形蛋白的上调表达与早期宫颈癌的转移、复发成正相关[7]。(3)Rho GTP酶介导的细胞骨架重排。RhoC在正常宫颈组织、CIN 组织和宫颈癌组织中的表达逐渐增高,在有淋巴结转移的宫颈癌组织中的表达明显高于无淋巴结转移组织,同时RhoC的沉默可以明显降低SiHa细胞的体外粘附能力和侵袭、迁移能力[8]。(4)调控EMT的基因转录因子的上调和易位,如Twist1、Twist2、Snail、Slug、Six1等。Twist1、Twist2和E47抑制E-钙粘蛋白的表达以及调节其它基因功能诱导EMT过程[9]。
1.3 EMT的信号通路
上皮间质转化的信号通路有转化生长因子(TGF-β)通路、Wnt通路、Notch通路、NF-κβ通路等。这些通路相互作用,共同调节EMT的过程[10]。
1.3.1 TGF-β信号通路 TGF-β是一组具有广泛生物活性的多肽,哺乳动物中有三种亚型TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3,其中TGF-β1是TGF-β相关的致瘤作用研究的重点,TGF-β1在肿瘤细胞中是上调的[11]。TGF-β通过细胞膜表面具有丝氨酸/苏氨酸激酶活性的TβR Ⅰ和TβR Ⅱ结合形成复合物。TβR Ⅰ有ALK1/TSR-1、ALK1/TSK7L、ALK5/TβRⅠ 3种受体,TβR Ⅱ只有一种受体。TGF-β与TβR Ⅱ结合形成复合物使TβR Ⅰ磷酸化,随之smads被磷酸化,诱导该复合物进入细胞核;这一信号通路受到干扰发生异常,与肿瘤的发生有重要关系[12]。与TGF-β信号通路影响细胞核内转录的因子有smad、Ras、Rho、TAK1、PP2A、β-catenin 以及NF-κβ、ATF2等。Smad7和TGF-β1与宫颈癌的发生发展、临床分期、侵润和淋巴结转移相关[13]。Stephanie等[14]的研究发现TGF-β信号通路在EMT过程中起着重要作用,从而导致癌细胞具有侵袭和转移能力。Iancu等[15]研究TGF-β通路在HPV诱导的宫颈癌中发现TGF-β通路的破坏与宫颈恶性进展有很大关系;在宫颈上皮样瘤变到宫颈癌的过程中TGF-β1表达减少;同时TGF-β1受体基因表达也下降。
1.3.2 Wnt信号通路 Wnt信号通路有经典的Wnt信号通路、Wnt/ca+通路、Wnt/PCP通路,其中经典通路最重要,通过β-catenin激活基因转录;其机理概括为WntFzdDshβ-catenin降解复合体解聚β-catenin入核TCF/LEF基因转录[16]。参与Wnt信号通路的蛋白有Frizzled、Dishevelled、Gsk3β、CK1、APC、β-catenin等。Wnt信号通路受到刺激后,APC基因突变使β-catenin降解复合物合成障碍,以及β-catenin基因突变使β-catenin不能被磷酸化和泛素化降解,从而使β-catenin降解障碍,胞浆内游离的β-catenin聚集,进入核内激活Cyclin D1、C-myc等基因转录,导致肿瘤发生。细胞核的Survivin、Cyclin D1受Wnt通路的激活[17],影响宫颈癌的复发和转移。Survivin、P21、Cyclin D1蛋白对早期宫颈癌复发的影响中发现,三者在早期宫颈癌中的表达明显升高,并且三者共表达时与临床分期、病理分级有关;Survivin、Cyclin D1表达与早期宫颈癌复发有关,二者共同表达与盆腔淋巴结转移有关[18]。
1.3.3 Notch信号通路 Notch信号通路是肿瘤血管生成和转移的一个关键因素[19]。Notch信号通路由Notch、Notch配体(Jagged)、受体等组成,其中配体有Delta-like1、3、4,Jagged1、2,CSL,受体有Notch1、2、3、4,Notch信号通路在不同的肿瘤以及不同的阶段作用不同。Notch信号通路概括为DeltaNotch酶切ICN细胞核CLS/ICN复合体基因转录[19]。Notch1中有Notch1-RBP-Jκ路径、Notch1-PI3K-PKB-Akt路径、Notch1-IKK-NF-κB路径共同相互影响宫颈癌的发生发展[20]。Bajaj等[21]研究发现CD66+细胞中Notch信号通路对宫颈癌有重要作用。免疫组织化学分析显示Notch3在宫颈鳞癌中过度表达,Notch阳性表达的宫颈癌患者比阴性表达的患者的生存率小[22]。
1.3.4 NF-κB信号通路 基本的NF-κB信号通路包括受体、受体近端信号衔接蛋白、IκB 激酶复合物、IκB 蛋白和NF-κB二聚体。受到刺激后IκB 激酶复合物被激活,IκB 蛋白磷酸化和泛素化,IκB 蛋白被降解,NF-κB二聚体释放修饰后进入细胞核内,进行基因转录。NF-κB一般情况下位于细胞胞浆内,由两个功能亚单位P65和P50组成,与其抑制因子IκB-α和IκKB-β结合在一起。宫颈癌中IκB-α的去磷酸化使IκB-α减少,从而NF-κB的P65进入细胞核内[23],参与细胞核内基因的表达调控。NF-κB激活对肿瘤的促进作用主要有:(1)①NF-κB激活对宫颈癌的转移有明显促进作用[24];(2)NF-κB的GADD45α和γ表达下调使肿瘤细胞逃避凋亡;(3)NF-κB上调Cyclin D1等,促进肿瘤细胞生长。NF-κB的P65和c-IAP2的过度表达和caspase-3的下调,是宫颈癌发生发展的重要因素[24]。
2 小结
目前国内外对早期宫颈癌治疗后复发的因素研究较多,都认为复发是由于多方面、多路径的因素共同作用的结果。发现复发转移的关键因素,提高患者的生存率,减轻患者的痛苦是有必要的。除EMT、VEGF信号通路、notch信号通路等,是否可以发现更多关键的分子生物学层面的相关因素,使早期宫颈癌能更早的发现,得到早期治疗,阻断关键的分子生物路径,减少复发率。
[参考文献]
[1] Castellsagué X. Natural history and epidemiology of HPV infection and cervical cancer[J]. Gynecol Oncol,2008,110(3 Suppl 2):S4-7.
[2] 汤钊猷.现代肿瘤学[M].第3版.上海:复旦大学出版社,2011:1124-1169.
[3] Lee JM,Dedhar S,Kalluri R, et al.The epithelial- mesenchymal transition:new insights in signaling, development, and disease[J]. Cell Biol,2006,172:973-981.
[4] kalluri R,Weinberg RA.The basics of epithelial-mesenchymal transition[J].J clin invest,2009,119(6):1420-1428.
[5] Mani SA, Guo W, Liao MJ,et al.The epithelial-mesenchymal transition generates cells with properties of stem cells[J]. Cell,2008,133:704-715.
[6] Franco DL, Mainez J, Vega S,et al. Snail1 suppresses TGF-β induced apoptosis and is sufficient to trigger EMT in hepatocytes[J]. J Cell Sci,2010,123:3467-3477.
[7] Cheng Y, Zhou Y, Jiang W,et al.Significance of E-cadherin, β-catenin, and vimentin expression as postoperative prognosis indicators in cervical squamous cell carcinoma[J].Hum Pathol,2012,43(8):1213-1220.
[8] 贺晓琪. RhoCGTP酶对宫颈癌侵袭转移的影响以及与上皮间质转化的相互调控机制[D].武汉:华中科技大学,2008:34-39.
[9] Peinado H,Olmeda D,Cano A.Snail,Zeb and bHLH factors in tumour progression: an alliance against the epithelial phenotype?[J].Nat Rev Cancer,2007,7:415-428.
[10] Yang J,Weiberg RA.Epithelial-mesenchymal transition at the crossroads of development and tumor metastasis[J].Dev Cell,2008,14(6):818-829.
[11] Rik Derynck,Rosemary J.Akhurst,Allan Balmain. TGF-βsignaling in tumor suppression and cancer progression[J].Nature Genetics,2001,9(29):117-129.
[12] 刘成敏,张成仁,王秀梅.Smads介导的TGF-β信号转导通路与肿瘤关系的研究进展[J].中华肿瘤防治杂志,2010,17(8):631-634.
[13] 孟茜,孟娟.Smad7和TGF-β1在宫颈癌中的表达及意义[J].当代医学,2010,16(21):78-79.
[14] Stephanie B.Walsh,Jianmin Xu,Hui Xu,et al.Cyclosporine A mediates Pathogenesis of Aggressive Cutaneous Squamous Cell Carcinoma by Augmenting Epithelial-Mesenchymal Transition:Role of TGF-β Signaling Pathway[J]. Mol Carcinog,2011, 50(7): 516527.
[15] Iancu IV, Botezatu A, Goia-Ru?anu CD,et al.TGF-beta signalling pathway factors in HPV induced cervical lesions[J].Roum Arch Microbiol Immunol,2010,69(3): 113-118.
[16] Paul Polakis.Wnt signaling and cancer[J].Genes Dev,2000,14:1837-1851.
[17] Clevers H.Wnt/beta-catenin signaling in development and disease[J].Cell,2006,127(3):469-480.
[18] 李全红,姚嘉斐,胡淑敏. Survivin、P21WAF1/CIP1及Cyclin D1蛋白表达及与早期宫颈癌复发的关系[J]. 中国癌症杂志,2003,13(6):495-499.
[19] Alejandro Garcia,Jessica J.Kandel.Notch:A key regulater of tumor angiogenesis and metastasis[J].Histol Histopathol,2012,27(2):151-156.
[20] 周建松,叶枫.宫颈癌NOTCH1相关信号路径研究进展[J].国际妇产科学杂志,2009,36(3):238-240.
[21] Bajaj J, Maliekal TT, Vivien E,et al.Notch signaling in CD66+cells drives the progression of human cervical cancers[J]. Cancer Res,2011,71(14):4888-4897.
[22] Yeasmin S,Nakayama K,Rahman MT,et al.Expression of nuclear Notch3 in cervical squamous cell carcinomas and its association with adverse clinical outcomes[J]. Gynecol Oncol,2010,117(3):409-416.
[23] Kuncharin Y, Sangphech N, Kueanjinda P,et al.MAML1 regulates cell viability via the NF-κB pathway in cervical cancer cell lines[J]. Exp Cell Res,2011,317(13):1830-1840.
【关键词】 子宫腺肌病;血管生成;免疫
Abstract:Adenomyosis (AM) is the common disease in department of gynaecology. In clinical aspect, it has the characteristics of implantation,recurrence and invasive growth of endometrial tissues which are similar to biological behaviors of malignant tumors. However, their mechanisms have not been well-clarified yet. The pathogenesis of human adenomyosis might be correlated with the factors of vascular formation, immune, apoptosis, neurophysin receptor and heredity
Key words:adenomyosis(AM);vascular formation; immune
子宫腺肌病(adenomyosis)是指具有生长功能的子宫内膜腺体和间质在多种致病因素的作用下侵入子宫肌层而引起的以经量过多、经期延长、继发性痛经渐进性加重为主要临床表现的良性病变。该病首次由Frank命名,为良性疾病,但在生物学行为上具有粘附、侵袭、转移等许多类似恶性肿瘤之处。近年来,随着分子生物学和现代诊断技术的发展,许多学者对本病的发病机制进行了深入的研究,提出了许多相关因素。现就近年来有关本病发病机制的分子生物学研究概况综述如下:
1 血管生成与子宫腺肌病的相关性
近年来血管因子在细胞的增生、迁移发生过程中的重要意义受到学术界的重视。研究表明,血管生成可能在子宫腺肌病发病过程中起重要作用[1]。Han[2-3]用免疫组化染色发现子宫腺肌病的子宫内膜和肌层的血管生成活性显著升高。Hirotaka[3]通过宫腔镜检查发现近一半的子宫腺肌病内膜有异常血管形成。某些血管生成因子活性增高或是抑制因子活性降低,或两者平衡失调,经过一系列过程形成新生血管,其中至少包括微血管基底膜和细胞外基质的降解,血管内皮细胞迁徙及增殖分裂,新的原始血管分化成熟,最后形成新的毛细血管。以上过程受到多因素的调节,如血管生成因子、细胞因子、整合素家族和其他黏附分子、成纤维生长因子、蛋白水解酶、透明质酸酶及小分子物质等,其中血管生成因子家族在血管生成中起着非常重要的作用,该家族包括血管内皮生长因子(VEGF)、血小板来源的内皮细胞生长因子(PD-ECGF)、巨噬细胞移动抑制因子(MIF)、肿瘤坏死因子(TNF)等,而VEGF是最为关键的因素,其他因子最终都是通过它而发挥调节血管形成作用。
VEGF通过增加血管通透性,改变血管细胞基因表达,促进血管内皮细胞的有丝分裂等途径导致新生血管形成,成为目前公认的最关键的促血管形成因子,是参与调控血管生成的最重要的血管生长因子,它在组织中的表达反映了该组织的血管生成活性。
2 免疫与子宫腺肌病的相关性
免疫系统是机体的一个重要功能系统,担负着免疫防御、免疫监视与免疫自稳的功能,但免疫系统功能失调可引发或促进疾病。近年国外有研究表明,子宫腺肌病患者的细胞免疫和体液免疫均增强,免疫功能失调在子宫肌腺病的发病中可能起一定的作用[4]。
2.1 细胞免疫
(1)免疫细胞:包括T细胞、B细胞、单核- 吞噬细胞、NK细胞等。正常的子宫内膜间质中具有一定数量的免疫细胞,约占子宫内膜间质细胞的10%~15%,主要成分为T细胞与巨噬细胞,免疫细胞数量及功能的异常与子宫腺肌病的发生发展密切相关。Propst 等[5]用免疫组化染色证实子宫腺肌病组织确实表达巨噬细胞单克隆刺激因子(GM – CSF),且GM - CSF 配体的表达在子宫腺肌病组织腺上皮比在位内膜明显增加,尤其在月经周期的分泌期更明显。表明子宫腺肌病腺上皮产生的GM- CSF 配体水平上调,可能在子宫腺肌病活化的巨噬细胞水平的增加上起作用。
(2)细胞因子:细胞因子( cytokine, CK)是指由免疫细胞和某些非免疫细胞(如血管内皮细胞、表皮细胞、成纤维细胞)经刺激而合成、分泌的一类小分子蛋白质,主要调节免疫应答、参与免疫细胞分化发育、介导炎症反应、刺激造血功能并参与组织修复等。免疫细胞数量及功能的异常,导致其分泌的细胞因子发生变化,而细胞因子的变化,又可影响局部一些生长因子的活性,从而引发疾病。
ENA-78属于趋化性细胞因子超家族,主要来源为活化的巨噬细胞,对中性粒细胞有特异性趋化作用。有研究显示,子宫腺肌病患者体内存在着一系列的免疫反应,包括细胞表面抗原表达增强、巨噬细胞活化及免疫球蛋白和补体成分的沉积,激活的免疫细胞分泌不同的细胞因子或生长因子,如IL-1、TNF、IFN-γ等,形成复杂的细胞因子网络, ENA-78是其中一个重要环节,有学者报道在子宫内膜上皮细胞产生ENA-78和IL-8可增加IL-1、TNF、IFN -γ的量[6]。
基质金属蛋白酶(MMPS)是一类降解细胞外基质的酶,主要参与细胞外基质的重建,在很多生理和病理过程中发挥作用。Qiu F等[7]于2006年研究认为,AM异位内膜组MMP-2的表达显著高于在位内膜组,提示MMP-2的过度表达使内膜的侵袭力增强,异位内膜组织能降解包括基底膜在内的ECM成分,破坏了阻止子宫内膜侵入的“天然屏障”,为AM异位病灶的形成提供了条件。
E-cadherin属粘附因子家族,其功能主要是调节细胞与细胞之间的黏附反应,对维持组织结构形态起重要作用。有学者研究发现,在月经周期的各个阶段,子宫内膜中E-cadherin都有表达,而在分泌期明显高于增殖期,主要在上皮细胞表达。子宫腺肌病是雌激素依赖性疾病,子宫内膜分泌雌二醇、孕酮能力增强或其受体表达能力增加,使局部激素水平上升,从而导致E-cadherin表达增强。在妊娠、流产等因素作用下,子宫内膜、子宫内膜—子宫肌层连接区、子宫肌层受到损伤,而高表达E-cadherin的子宫内膜腺上皮细胞有较强的黏附力,在其与子宫内膜接触后,黏附并在子宫肌层生长,形成异位的子宫内膜,发生子宫腺肌病,这也解释了肌层中的异位内膜与宫腔表面的子宫内膜有直接通道相连的病理表现。我们认为E-cadherin在子宫腺肌病的发生、发展过程中发挥了一定作用。
(3)人类白细胞抗原( human leucocyte antigen,HLA)是人类主要组织相容性抗原,由抗原呈递细胞使抗原内在化并降解、加工抗原,然后作为免疫原复合物释放至细胞表面。HLA-DR(主要组织相容性复合物- Ⅱ型抗原(MHC - Ⅱ))是经典的HLA基因之一, 其被巨噬细胞识别,进而激活T细胞并刺激B细胞产生抗体,研究结果[8]显示子宫腺肌病的在位和异位内膜腺上皮细胞中HLA-DR 抗原的表达比正常子宫内膜明显增高, HLA-DR 优先分布于子宫腺肌瘤的腺上皮细胞,且分泌期高于增殖期。HLA-DR抗原表达升高引起抗原传递以及其后的免疫反应异常可能是子宫腺肌病发病的原因之一。
2.2 体液免疫
在子宫腺肌病患者的外周血中存在自身抗体,如磷脂次黄嘌呤IgG、磷脂酰甘油IgG和磷脂酰丝氨酸IgG的增高,在切除子宫或使用达那唑治疗后,这些抗体明显下降,说明了与自身免疫性疾病和反复流产有关的抗磷脂抗体的存在,也预示了该病患者常常伴发不孕和体外受精成功率低。同时,相关研究报道补体系统通过沉积C3和C4也参与子宫腺肌病的免疫调节。
3 细胞凋亡与子宫腺肌病的相关性
细胞凋亡又称程序性死亡(PCD),指有核细胞在凋亡刺激信号的作用下,通过启动细胞内死亡机制,经过一系列信号传导途径,最终发生细胞程序性变性和坏死的主动死亡过程,是受高度调节的生理过程,它与细胞有丝分裂相互协调,共同调控胚胎发育、形态发生、正常组织的更新,同时消除多余、衰老和受损伤的细胞,以维持机体内环境的稳定[9]。目前, 已经认识到, 细胞凋亡不仅参与了胚胎发生、组织塑形、造血调控、发育、生殖、老化、免疫等生理过程, 而且与病毒感染、增殖性疾病、肿瘤等多种疾病的发生及治疗有关。子宫腺肌病是一种增殖性疾病,因此它的发生可能与凋亡调控基因有关。
Survivin 基因:Survivin (生存素)作为凋亡抑制蛋白( inhibitor of apop tosisp rotein, IAP)家族中的新成员, 越来越受到学者们的重视。Survivin 位于17q25染色体上,与细胞分裂、增生有关,是目前发现的最强凋亡抑制基因,是通过直接抑制凋亡通路下游的caspase - 3 (半胱氨酸天冬氨酰蛋白酶- 3 )和caspase - 7而发挥抗凋亡作用[10]。Survivin主要分布于胚胎及分化不成熟的组织中,在正常成人分化成熟组织一般不表达[11]。生存素高表达时能促进细胞增殖,参与调节细胞的有丝分裂,并能对抗各种凋亡诱导因子如IL-3、TNF-α、Bax、Fas和某些抗癌药物及放射线等的作用,可调节细胞周期,并可参与血管生成,而一些细胞因子如血管内皮生长因子(VEGF)还可以促进生存素再表达[12]。汤淼等[13]采用免疫组化抗生物素蛋白-过氧化物酶染色法(SP法)检测Survivin在AM (子宫腺肌病)中的表达发现: 腺肌病中异位内膜生存素高表达,细胞凋亡抑制作用增强,增生增加,使异位内膜细胞存活期延长,细胞死亡与增生失衡,过度的增生使增生性疾病发生。由此推测,生存素引起的凋亡抑制可能是腺肌病发生的一个因素。
4 激素、受体蛋白与子宫腺肌病的相关性
子宫腺肌病通常被认为是一种雌激素依赖性疾病, 多见于育龄期妇女,绝经后异位的内膜组织逐渐萎缩被吸收,如使用雌激素替代疗法可使原病变复发,其异位内膜也随卵巢分泌的甾体激素周期性变化而改变,均提示本病与雌激素水平相关。目前雌激素在子宫腺肌病发生发展中的重要作用已经得到公认。
Noel JC[14]等发现子宫内膜异位症腺体、间质及肌层均有PR (孕激素受体)及ER (雌激素受体)的表达,且主要集中在异位病灶,在月经周期的各个阶段均为PR>ER,除直肠阴道异位病灶外(增生期PR及ER的表达水平高于分泌期),其他部位异位病灶无明显周期性变化。还有学者发现异位病灶本身还能分泌雌激素,因异位内膜中雌激素合成酶的含量增加,使组织中的雌激素水平异常增高所致,这些酶包括芳香化酶细胞色素P450、17p羟类固醇脱氢酶2型、硫酸雌酮脂酶。异位间质细胞芳香化酶高表达和雌激素浓度增加,促进环氧合酶- 2 (COX - 2)活性,增加前列腺素PGE2 生成[15]。反过来, PGE2通过增强异位内膜芳香化酶活性,进一步促进雌激素生成,如此芳香化酶- 雌激素- 前列腺素在子宫内膜异位组织内形成正反馈调节循环。动物实验中发现子宫腺肌病的小鼠血清中有高水平的催乳素,子宫催乳素受体表达也增加;研究还发现子宫腺肌病异位子宫内膜腺上皮绒毛膜促性腺激素、黄体生成素的受体基因mRNA 和受体蛋白的表达明显高于在位子宫内膜,而间质细胞的表达无明显差异,提示子宫内膜腺上皮绒毛膜促性腺激素、黄体生成素受体表达水平的升高与子宫腺肌病的发生有关。
5 遗传基因与子宫腺肌病的相关性
Patois等[16]发现异位子宫内膜间质细胞可见染色体(7q) (q21.2. q31.2)部位缺失。Zong 等[17]发现HLA - DQA1 0301 和0401 等位基因与子宫腺肌病和子宫内膜异位症均有关,两者可能在HLA - DQA1 和HLA - DRB1 等位基因频率上有共同的发病机制。此外,还有众多关于癌基因与子宫腺肌病的研究,p53、MDM2、和p21Waf1都是癌基因蛋白,他们都具有调节细胞周期的能,Anas-tasiaa[18]等的研究发现这些癌基因蛋白在子宫内膜异位症中表达而在子宫腺肌病不表达,p53, MDM2,和p21Waf1癌基因蛋白的表达表明了这些癌基因蛋白在调节子宫内膜异位症的细胞生长中起作用,但是在子宫腺肌病中没有调节作用。近年研究还发现,氧自由基代谢失衡可引起组织细胞发生破坏性的反应,与子宫腺肌病的发生有一定的相关性。同时,多次妊娠分娩及宫腔操作均可造成子宫内膜和浅肌层的损坏,有利于基底细胞增生并侵入子宫肌层。
综上所述,子宫腺肌病虽为良性病变,但具有恶性肿瘤远处转移、种植和生长的恶性生物学行为,探讨本病的发生机制有利于临床选方用药及新药的研发,提高本病的治愈率,减少远期复发率。
参考文献
[1] Kang S,Zhao J.Vascular endothelial growth factor gene polymorphisms are associated with the risk of developing adenomyosis[J].Environ Mol Mutagen,2009,50(5):361-366.
[2] Han Y,Zhou Y,Zheng S,et al.Study on the expression of vascular endothelial growth factor In patients with adenomyosis of the uterus[J].Zhonghua fuchanke zazhi,2002,37(9):539-541.
[3] Hirotaka O,Tanaka T.Stromal vascularization in the endometrium during adenomyosis[J].Microsc - Res – Tech,2003,60(4):445-449.
[4] Kawahara R,Matsuda M,Mori T.Increase in the number of integrinbeta1-immunoreactive monocyte-lineage cells in experimentally-induced adenomyosis in mice[J].Life Sci,2003,73(7):907 - 916.
[5] Propst AM,Quade BJ,Nowak RA,et al.Granulocyte Macrophage Colony Stimulating Factor in Adenomyosis and Autologous Endometrium[J].J Soc Gynecol Investig,2002,9(2):93-97.
[6] Bersinger NA,Frischknecht F,Talylor RN,et al.Basal and cytokine-stimulated production of epithelial neutrophil activating peptide -78(ENA-78) and interleukin-8 ( IL-8) by cultured human endome-trial epithelial and stromal cells[J].Fertility and Sterility, 2007,28.
[7] Qiu F,Gao XM.Expression of matrixmetalloproteinase and tissue inhibitor of metalloproteinase in adenomyosis[J].Sichuan Da Xue Xue Bao Yi Xue Ban,2006,37(1):118-122.
[8] Koumantakis EE,Panayiotides JG et al. Different HLA-DR expression in endometriotic and adenomyotic lesions:correlation with transvaginal ultrasonography findings[J].Arch Gynecol Obstet,2009,8.
[9] Nasu K,Yuqe A.Involvement of resistance to apoptosis in the pathogenesis of endometriosis[J].Histol Histopathol,2009,24(9):1181-1192.
[10] Ye CP, Qiu CZ,Huang ZX,et al. Relationship between Survivin expression and recurrence,and prognosis in hepatocellular carcinoma [J].World Gastroenterol, 2007,14;13(46):6264–6268.
[11] Li E.Role of Survivin and its splice variants in tumori - genesis[J].Br J Cancer, 2005,31:92(2):212–216.
[12] Cheng KW,Lahad JP,Gray JW,et al.Emerging Role of RAB GTP ases in Cancer and Human Disease[J].Cancer Res,2005,65:2516-2519.
[13] 汤淼,王敏. 生存素在子宫腺肌病异位病灶中的表达及其意义[J].中国妇产科临床杂志,2007,3(8):213 – 215.
[14] Noel JC,Chapron C.Estrogen and progesterone recaptors in smooth muscle component of deep infiltrateing endometriosis[J].Fertil Steril,2009,11 .
[15] Carli C,Metz CN. Up-regulation of cyclooxygenase-2 expression and prostaglandin E2 production in human endometriotic cells by macrophage migration inhibitory factor:involvement of novel kinase signaling pathways[J]. Endocrinology,2009,150(7):3128-3137.
[16] Nikos P,Christos K,Georgia B,et al . Chromosome Analysis of Uterine Adenomyosis: Detection of the Leiomyoma - Associated del(7q) in Three Cases[J].Cancer Genet Cytogenet,1995,80:118-120.
关键词:猪传染性胃肠炎;病毒分子;生物学检测方法
中图分类号 S858.28 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2016)12- 0110-02
猪传染性胃肠炎(TGE)是由猪传染性胃肠炎病毒(TGEV)导致猪出现脱水、水样腹泻以及呕吐等为主要临床症状的高度传染性疾病,该病在春季、初秋以及冬季具有较高的发病率[1]。猪传染性胃肠炎最早发生于美国,随后在世界各地均有发生,我国于20世纪50年代首次发现该病,目前全国大部分地区均发生过猪传染性胃肠炎。不同日龄和品种的猪均可以感染传染性胃肠炎,其中以15日龄左右的仔猪发病后死亡率最高,高达100%;5周龄以上的仔猪感染传染性胃肠炎后死亡率较低,但是会影响仔猪后期的生长,降低仔猪的饲料利用率。目前,该病已被世界动物卫生组织列为B类必检传染性疾病。近年来,随着分子生物学技术的不断发展,该技术已经广泛用于各种细菌性和病毒性疾病的检测[2]。本文综述了分子生物学技术在传染性胃肠炎中的应用,以期能为从事传染性胃肠炎诊断和防控的工作者提供帮助。
1 传染性胃肠炎病毒基因组结构和基因表达方式
1.1 TGEV基因组结构 传染性胃肠炎病毒属于冠状病毒科冠状病毒属,该病毒的基因组不分节段、单股正股RNA,具有高度传染性。传染性胃肠炎基因组全序列分为7个区29kb,结构序列为5'-la-lb-S-3a-3b-sM-M-N-7-3',并且该基因组的3'-末端以共价键结合的poly结构,5'末端有帽结构[3]。基因组1约有20kb,主要负责病毒的编码,其余基因均在近3'端。传染性胃肠炎病毒全基因组编码由4种结构蛋白和3种非结构蛋白组成,其中基因7、基因3和基因1为非结构蛋白,N、M、sM、S为传染性胃肠炎的结构蛋白。
1.2 基因表达方式 传染性胃肠炎病毒在胞浆脱壳以后,其正链RNA就呈现了mRNA的功能,使基因1转录表达RNA聚合酶,同时该基因有作为模板合成负链RNA,进而亲代RNA与负链RNA形成双链复制中间体。因此,在感染传染性胃肠炎病毒的细胞内,可以检测出不完全RNA、基因组RNA、mRNA以及双链中间体4个特异性RNA,这可以作为猪传染性胃肠炎病毒分子生物学检测指标之一[4]。
2 结构蛋白及功能
猪传染性胃肠炎病毒的结构蛋白主要为S糖蛋白、M蛋白、N蛋白以及sM蛋白等。S蛋白是猪传染性胃肠炎病毒纤突的主要成分之一,在病毒粒子的表面,该蛋白基因全长4.3kb,蛋白分子量为195~220ku;S蛋白不仅是决定猪传染性胃肠炎病毒抗原的重要结构,也影响着病毒对细胞的致病性、亲嗜性等。M蛋白是构成病毒粒子蛋白的主要有效成分之一,研究表明[5],M蛋白前体是由膜外区、信号肽、极性区、跨膜区突于病毒粒子内C-端区等功能区域构成,分子质量为29~31ku;M蛋白不仅决定了病毒粒子的出芽位点和装配位点,也可以影响病毒变异。N蛋白是一种酸性蛋白质,分子量为47KDa,含有382个氨基酸残基,该蛋白不仅是猪传染性胃肠炎病毒的结构蛋白,同时对病毒基因组的加工、复制都具有重要作用。sM蛋白分子质量为78ku,含有1种小膜蛋白和82个氨基酸残基,该功能蛋白在抗猪传染性胃肠炎病毒感染的体液和细胞免疫中具有重要作用。
3 分子生物学检测方法
3.1 核酸探针 核酸探针检测方法的基本原理是利用核苷酸碱基互补,在碱基互补过程中,采用标记物标记与被检测靶序列互补的单链核酸分子,进而检测到目的核序列。该检测方法与扫描电镜、荧光抗体试验、病毒分离等相比,具有较好的特异性,并且可以实现快速检测的目的。现代研究表明[6],不同的病毒探针可以分别扩增出与其对应的病毒模板,对其他病毒模板影响不大,同时核酸探针扩增的最低检测限为3 000~6 000个拷贝的单个病毒核酸,具有较高的特异性和敏感性。
3.2 普通RT-PCR方法 该检测方法使用的首要条件是知道被检测病原的相关目的基因序列,根据相关目的序列后,采用相关软件设计相应的引物,然后进行体外扩增目的基因,进而达到检测的目的。王黎等[7]采用RT-PCR方法检测猪传染性胃肠炎病毒,并采用相同浓度做重复性检测,结果显示RT-PCR扩增的特异性条带为590bp左右;然后又以猪瘟病毒、猪细小病毒、猪流行性腹泻病毒、猪伪狂犬病病毒以及猪轮状病毒做特异性试验,结果显示仅有猪传染性胃肠炎病毒得到了特异性目的条带,所以RT-PCR检测方法对猪传染性胃肠炎病毒检测具有较好的重复性和特异性。
3.3 多重RT-PCR方法 多重RT-PCR检测方法是以普通PCR为基础发展的一种新型检测方法,该检测方法可以在一个PCR反应体系中加入多对引物,并通过采用优化后的PCR反应条件,达到同时检测多种病原的目的,具有快速、成本低等优点,目前也常用于各种疾病的诊断。霍金耀等[8]建立了多重RT-PCR法检测传染性胃肠炎病毒、猪流行性腹泻病毒、嵴病毒和A群轮状病毒的方法,并对该检测方法进行了敏感性试验和特异性试验,结果显示,多重RT-PCR法可以检测出50TCID50的混合病毒,且能扩增出长度为275bp、544bp、750bp的3条特异性片段,具有较高的特异性和敏感性,可以在临床上推广使用。
3.4 套式PCR方法 套式PCR方法需要设计内、外2对引物,并通过2次扩增对样品进行检测,该方法相对其他PCR检测方法,具有较高的敏感性,且节约成本。现代研究表明,PCR技术在检测病毒时,可以省略不同病毒分离的过程,具有较高的敏感性和特异性,而套式PCR方法在病毒粒子较少的情况下依然能够检测出,表明套式PCR比常规PCR具有更好的敏感性。沈海娥等[9]采用套式PCR检测猪呼吸道冠状病毒和猪传染性胃肠炎病毒的S基因序列,根据两组病毒的基因序列分别设计了2对引物,然后分别以猪呼吸道冠状病毒细胞和猪传染性胃肠炎病毒细胞为模板进行套式PCR特异性片段扩增,结果显示,猪呼吸道冠状病毒扩增的基因片段为214bp,猪传染性胃肠炎病毒扩增的基因片段为886bp,同时检测出了这种病毒,具有较高的特异性和敏感性。
3.5 荧光定量RT-PCR方法 荧光定量RT-PCR检测方法的原理是在PCR反应体系中采用荧光探针标记法或加入了SYBR GreenI荧光染料标记PCR的反应产物,然后使用反应仪器收集反应产物的荧光信号,并根据荧光信号的强弱确定产物的量,进而达到与起始模板准确定量的目的。该检测方法与常规RT-PCR相比,不需要进行电泳试验检测PCR反应产物,反应结果更为直观、方便,同时又避免了因电泳试验对环境造成污染。王建中等[10]根据猪传染性胃肠炎病病毒的S基因序列设计了引物,并通过多组试验对荧光定量RT-PCR反应条件进行优化,结果显示,优化后的检测方法对其他病原的检测结果均为阴性,检测结果的敏感性高达43.07拷贝/μL,是常规PCR检测方法的100倍,具有较高的敏感性和特异性。
3.6 环介导等温扩增技术 环介导等温扩增技术是近几年新兴的一种分子生物学检测方法,因其具有特异性强、敏感性高、检测速度以及操作简单等优点,目前已经广泛应用于病毒病和细菌病检测。高睿泽等[11]根据猪传染性胃肠炎病毒的N基因建立了环介导等温扩增快速检测方法,并对该检测方法的敏感性和特异性进行了评价,结果显示,该方法在63℃下可以使猪传染性胃肠炎病毒N基因获得较高的特异性扩增,且与猪流行性腹泻病毒等物交叉反应,具有加高的特异性;同时该检测方法可以检测到131.4fg/μL的DNA,其灵敏度比常规PCR高出3个数量级。
参考文献
[1]王文秀,王善辉,沈志强,等.猪传染性胃肠炎病原学检测方法的研究进展[C]//2012第四届中国兽药大会论文集.2012:90-92.
[2]刘邓,袁秀芳,徐丽华,等.猪传染性胃肠炎诊断技术研究进展[J].动物医学进展,2008,29(12):64-68.
[3]霍芳,宋道祯,汤少伟,等.猪传染性胃肠炎病毒诊断技术研究进展[J].饲料与畜牧・规模养猪,2014,(2):30-33.
[4]董加才.猪胃肠炎病毒的分离鉴定及S基因的克隆、序列分析与原核表达[D].郑州:河南农业大学,2008.
[5]闫贵伟,库旭钢,陈淑华,等.猪乳汁中抗猪传染性胃肠炎病毒IgA抗体间接ELISA检测方法的建立[J].中国预防兽医学报,2015,37(1):31-34.
[6]陈伯祥,杨明,郭慧琳,等.猪传染性胃肠炎间接ELISA检测方法建立[J].中国农业信息(上半月),2012,(1):167-168.
[7]王黎,李碧,周远成,等.猪传染性胃肠炎病毒RT-PCR检测方法的建立及临床应用[J].中国兽医学报,2015,35(2):190-194.
[8]霍金耀,郑逢梅,陈陆,等.猪流行性腹泻病毒、传染性胃肠炎病毒、A群轮状病毒和嵴病毒多重RT-PCR检测方法的建立及临床应用[J].中国兽医学报,2013,33(12):1792-1797.
[9]沈海娥,郭福生,龚振华,等.应用套式PCR检测和区分猪传染性胃肠炎病毒和猪呼吸道冠状病毒的试验[J].中国动物检疫,2003,20(7):21-23.
[10]王建中.猪传染性胃肠炎病毒S基因实时荧光定量RT-PCR检测方法的建立及初步应用[J].中国畜牧兽医,2014,41(1):66-71.