刘泉综述 王新军审校
bcl-2 基因是1985年在研究滤泡型B细胞性淋巴瘤染色体t(14；18)(q32；21)异位断裂点时发现的凋亡抑制基因［1-5］。其过度表达所致的凋亡异常减少与多种肿瘤的发生、发展密切相关［2，4，5］。脑胶质瘤是中枢神经系统最主要的恶性肿瘤，其分子生物学发病机制尚且不清。本文就凋亡相关基因bcl-2与脑胶质瘤细胞的相关研究作一综述如下:
1.bcl-2 基因及其蛋白
细胞凋亡是当今生命科学中最热的研究领域之一。随着研究的逐渐深入，发现bcl—2家族蛋白是在细胞凋亡过程中起重要作用。目前已经在哺乳动物、线虫和细菌中发现并鉴定出了bcl—2家族的20余种蛋白质，根据它们在细胞凋亡中的作用可分为两类：一类是抗凋亡蛋白，包括bcl—2、bcl—xl、bcl—w、Mcl—1、A1、Boo和Ced—9等十余个成员；另一类是促凋亡蛋白，包括Bax、Bak、Bok、Bcl—xS、Bid、Bad和Egl-1等十余个成员[6]。
bcl—2基因是第一个被发现的细胞凋亡抑制基因[1]，位于18q21上，约230kb,含有3个外显子和2个启动子，其编码产物位于线粒体内膜上，主要存在于所有造血细胞、淋巴细胞和部分上皮细胞、神经元的线粒体膜、细胞核膜和内质网中。在85％人滤泡型淋巴瘤和20％弥漫性B细胞淋巴瘤中存在特征性的t(14：18)易位，Bcl—2原癌基因有2个断裂热点(mbr和mcr)，其断裂后从其正常位点18q2l移动到14q32的免疫球蛋白重链并列的位置，导致Bcl—2基因失调，使其编码的蛋白质过度表达，这在多种肿瘤发生中起重要作用[7，8]。研究还发现bcl—2基因本身无促细胞增殖作用，也无促细胞恶性转化作用。目前人们普遍认为bcl—2基因具有抑制多种细胞凋亡的能力。细胞凋亡是细胞正常的主动自杀过程，对维持细胞增殖与死亡的动态平衡非常重要。在肿瘤的发生中，bcl—2基因通过抑制细胞凋亡，延长细胞生存时间，增加了细胞染色体畸变和病毒感染的机会，最终可导致细胞恶变和肿瘤形成[3-5]。
2. bcl-2与细胞凋亡
目前，Bcl—2抑制细胞凋亡的机制尚不完全清楚，可能是通过干扰自由基的产生而发生作用，也有认为可能涉及免疫反应。Gulbins等研究认为细胞凋亡经由一系列信号传导分子和细胞器包括Caspases，鞘髓磷脂，Bcl—2样蛋白和切割DNA线粒体的蛋白等。线粒体可释放Cytoc、Procaspase 3和AIF（Apoptosis- inducing factor）等介导细胞凋亡的分子。释放的Cyto-c与Apaf-1、Procaspase 9结合在一起形成“凋亡体”（Apoptosome），导致 Caspase 9的激活。AIF在体外可作用于Procaspase 3，并且其本身可能就是一个Caspase。促凋亡信号会使Caspases激活（某些Caspase的底物就是位于线粒体膜上的蛋白）、胞浆Ca++水平升高、产生Ceramide，诸如此类的改变会，诱发细胞凋亡。这个过程似乎是由Bcl—2样蛋白和几个离子通道调节的，特别是由几乎所有促凋亡信号激活的PT通道（Permeability transiton pore，又叫Megachennal）调节[9]。BCL-2蛋白可抑制PT通道的开放。Howard等发现Bcl—2抗神经细胞凋亡的作用，除了阻碍细胞色素C从线粒体释放，阻止凋亡发生外，还存在抗氧化的机制，与氧化性损害通路相互作用，从而保护神经细胞[10]。
Bcl—X与Bcl—2有44％同源性，分为2种：Bcl—Xl，Bcl—Xs。研究证实，Bcl—Xl蛋白可抑制细胞凋亡，其功能相似于Bcl—2蛋白而较弱。Bcl—Xs的作用与Bcl—2、Bcl—Xs相反，系通过抑制后两者的作用而促进细胞编程死亡。近年来认为Bcl—Xs可能是作为Bcl—2的结构抑制子，通过对其下游的细胞凋亡调节子的作用而抑制Bcl—2的功能[11]。 Bax蛋白，与Bcl—2有21％的同源性，有对抗Bcl—2蛋白抑制凋亡的作用。Bcl—2／Bax两蛋白之间的比例是决定对细胞凋亡抑制作用强弱的关键因素，Bcl—2＞Bax，细胞趋于存活；Bax＞Bcl—2，细胞趋于凋亡。因此认为Bax是极重要的促细胞凋亡基因之一[12]。 Bak是新近发现的基因，对Bcl—2有抑制作用，类似Bak／Bcl—X。Bak蛋白对Bcl—2的抑制作用可能是通过其它蛋自质信号传递途径[13]。在酵母细胞中，Bak蛋白与Bcl—X或E1B19K蛋白形成异源二聚体。大量试验证明，这种异源二聚体的形成可能具有细胞特异性。由于Bak可与E1B19蛋白相互作用，而后者参与核骨架中核纤层作用，出此推测Bak可能通过E1B19蛋白或其它蛋白与核物质作用调控细胞死亡。由于Bcl—XI的分布不及Bak广泛，在细胞中可能存在与Bak相互作用的至今尚未发现的Bcl—2家族新成员。
3. bcl-2 与 脑胶质瘤
目前大量的研究结果显示bcl—2基因在多种肿瘤组织中呈阳性表达，与包括胶质瘤在内的肿瘤的发生发展密切相关。bcl—2基因过度表达，可抑制细胞的正常凋亡，延长细胞生存时间，增加细胞染色体突变和病毒感染的机会，可能是引发细胞恶变的一个重要原因。正常情况下bcl-2基因主要分布于机体长生细胞、旺盛增殖细胞，而正常脑组织中未见Bcl—2蛋白阳性表达，凋亡细胞百分率仅为(0．6土0．1)％, 脑肿瘤及其周围反应性增生的神经胶质细胞中可见有不同程度的bcl—2基因表达。
Korshunov 等回顾性分析了168例脑胶质瘤患者Bcl-2基因的表达，认为其可以作为评估患者预后的一项指标[14]。Fels 等发现约48%III 级和51% IV 级胶质瘤患者bcl-2 表达阳性, 且在III 级患者中bcl-2 的表达是患者生存时间的负相关因素, 此外, bcl-2 的表达可引起胶质瘤细胞对化疗药物和TK/GCV 自杀基因治疗不敏感[ 15]。McDonald 等对187例脑胶质瘤标本进行分析，其中157例检测到bcl-2的表达，阳性率高达84％，bcl-2蛋白表达高低与组织学分级无关但与患者生存时间明显相关[16]。我国方绮等检测58例脑肢质瘤患者手术切除标本中bcl—2蛋白表达强度，表达的阳性率为86．2％以上，且bcl—2蛋白表达强度随肿瘤病理分级升高而升高，III、IV级显著高于I- II 级。bcl—2蛋白表达越强，患者术后生存时间越短。II、III、IV级术后放疗，bcl—2蛋白高表达者，术后生存时间仍然较短[17]。Stege 等研究发现Fas,fasL,Bcl-2和TGFbeta2的表达与原发和复发的脑胶质瘤患者的生存期相关[18]。现多数研究认为：bcl—2蛋白表达水平能较好地反映脑胶质瘤恶性程度及患者预后，可作为评价脑胶质瘤生物学行为，预测患者术后生存时间长短的有效指标。但这也存在争议，如Miralbell回顾性分析了55例儿童髓母细胞瘤患者，认为bcl-2基因的表达与患者的预后无相关性[19]。
有关bcl-2与脑胶质瘤的研究不仅为肿瘤发生提供了新的病因学理论，也为今后肿瘤的基因诊断、基因治疗提供了新的研究课题和思路。Julien等针对bcl-2的前六个密码子设计反义寡核苷酸，将其导入脑胶质瘤细胞（Jon2和Roc）中，细胞凋亡率明显上升[20]。Jiang等用bcl-2/bcl-xl的反义寡核苷酸处理U87和N5008胶质母细胞瘤细胞，促使 bcl-2/bcl-xl表达下调，细胞死亡增加[21]。Moodbidri等用他莫昔芬处理bcl-2高表达的C6胶质瘤细胞，促进凋亡的发生[22]。
结 语
bcL-2基因的过度表达并不是导致细胞恶变的惟一原因，肿瘤的发生是多种基因及外在因素改变的共同结果。但随着对bcl-2基因的认识、研究进一步加深，人们必将揭开其与肿瘤发生的确切关系，为人类最终战胜肿瘤、治愈肿瘤提供有效方法及理论依据。
参 考 文 献
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