胸苷激酶及其在泌尿系统肿瘤中
的研究进展
贾全安Ξ　综述　张杰　张孝斌　审校
  【摘要】　胸苷激酶(TK)是近年研究较多的一类肿瘤标志酶，与细胞内DNA合成、细胞分裂和增殖密切相关。本文概述TK生物学特点、功能及其在泌尿系统肿瘤早期诊断和中的研究进展。
  【关键词】　泌尿系肿瘤；胸苷激酶
[中图分类号]R737.1　[文献标识码]　A　[文章编号]100124594(2004)0420006204
  胸苷激酶(ATP:thymidine5’2phosphotrans ferase, EC2.7.1.21,Thymidine kinase，简称TK)是嘧啶代谢循环中的关键酶之一，又称补救酶[1]。能够催化脱氧胸苷(deoxythymidine,dTdR)转变为脱氧胸苷酸(deoxythymidylic m onophosphate,dT MP)[2]。近年来, TK在全身脏器肿瘤的发生、发展及其预后中的作用逐渐引起人们关注，并将其视为肿瘤的一种敏感性指标。本文就TK特点及在泌尿系统肿瘤中的研究进展作一概述。
1　DNA合成的补救途径和胸苷激酶
细胞内DNA的合成有两条途径，即从头合成(de nov o)和补救途径(salvage pathway)。从头合成途径是在核糖核苷酸还原酶的作用下，嘌呤和嘧啶核糖核苷酸被还原成相应的脱氧核糖核苷酸；补救途径则是核酸分解产生的游离碱基和核苷被重新利用来合成核苷酸。因为从头合成途径能够提供细胞生长所需的所有DNA前体细胞，故补救途径虽然不是正在复制的哺乳动物细胞生存所必须的。但是也具有非常重要的作用，如：在胸腺淋巴细胞增殖的S 期，嘌呤DNA前体细胞主要由从头合成途径产生，嘧啶DNA前体细胞则主要靠补救途径合成；在静止细胞或G1期细胞,DNA前体细胞的从头合成途径缺乏，补救合成途径是唯一提供脱氧核糖核苷酸用于DNA的修复或线粒体DNA的复制。同时，补救合成途径在维持DNA池的平衡、线粒体DNA的复制等方面也具有重要作用。
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TK作为嘧啶代谢循环中的关键酶之一，它在补救途径催化dTdR转变为dT MP过程中发挥作用。卿步骤分两步，第一步是胸腺嘧啶在胸腺嘧啶磷酸化酶(thymidine phosphorylase,TP)的催化作用下转化为dTdR，第二步就是TK在有Mg2+的情况下，催化dTdR磷酸化，生成dT MP(ATP+dTdR dT MP+ADP)。而dT MP是合成DNA的重要原料。TK虽然对DNA 的复制并非必须，缺乏TK的细胞仍能生存，然而它与细胞内DNA的合成、细胞的分裂和增殖密切相关。
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(收稿日期:2003212208)
Ξ作者单位:430060湖北，武汉大学人民医院泌尿外科
2　TK 同工酶与细胞循环
在哺乳动物细胞中，虽然绝大部分TK 活性位于细胞质，但是有一些TK 活性位于细胞核和线粒体。利用离子交换谱法和dTdR 2琼脂糖凝胶亲和谱法，两种TK 同工酶被分离，即TK 1和TK 2。TK 1和TK 2具有不同的遗传起源，分别为两个不同的基因编码，其细胞定位、组织分布、
动力学和底物
特异性均不同。除了TK 1和TK 2外，至少还有三种
TK 被鉴定和命名，它们是TK 3、TK 4和TK 12onc ，但研究较少。
在人类细胞,TK 1基因定位于17号染体[3],TK 2基因定位于16号染体[4]。人类TK 基因已经克隆和排序[5]。其同工酶TK 1和TK 2的主要特性见表1。
表1　人类TK 1和TK 2的主要特性[6]
王宝强农村原配妻子TK 1
TK 2
EC 号码
EC2.7.1.21
无自己的EC 号码
基因17号染体,cDNA 已被克隆，在细胞周期调控中有广泛的研究
16号染体
青岛必玩景点排行蛋白质90～160kDa 四聚体。在缺乏ATP 时最终形成二聚体
(25.5kDa 亚单位被总cDNA 编码)
29kDa 单体天然底物Thd ,dUrd
Thd ,dCyd ,dUrd
临床上重要的磷酸化类似物52氟脱氧尿苷和其他的52卤代的dUrd 内似物:AZT ,F LT
底物特异性碱基:T 或U (有小的52置换)
碱基:T ,C (有小的52置换)或U (有52置换)
细胞骨架
糖：较小的3’2置换(H ，卤素,N )，但是无阿拉伯
糖：以C 作为严格限定的碱基(小的2’2，但是无3’2置换和呋喃糖，双脱氢糖或循环糖
无阿拉伯呋喃糖类似物)，然而较完全的特异性以U 或T 作为碱基(3’2置换和阿拉伯呋喃糖类磷酸化两者都有)
抑制剂
dTTP  在所有底物之间竞争性抑制
dTTP (竞争性的)　dCTP (负协同作用)　D4T 酶反应动力学
米2曼方程
Thd 显示负协同转运。然而dCyd 和dUrd 磷酸化后
符合米2曼方程
组织分布在所有增生细胞均有高表达。细胞质蛋白质。
在某些恶性组织中血清水平增高
线粒体蛋白质，随线粒体分布。在细胞液中
可能也存在细胞周期调控
严格地S 期相关
组成型表达
  在20世纪50年代，通过改变TK 活性来研究DNA 的合成，曾引起了众多学者的关注。其中以TK 1活性与细胞循环的关系研究最多。TK 1活性在静止细胞或细胞分裂G 1期细胞比较低，在DNA 合成开始后及整个S 期，其活性至少增长10～20倍，至G 2期，活性仍高或下降[7]。虽然早就知道TK 1活性的周期性变化的调控因素出现在细胞进入S 期之前，但是其具体的分子机制尚不完全清楚[8]。
为了解TK 1活性的的调控机制，大多实验都集中在细胞周期的不同水平来研究其基因表达的调控(包括基因和mRNA 水平、生长调节因子、受体水平以及一般的生化因素等)。在细胞周期的G 1期和静止细胞的G 0期,TK 1的表达不同。如G 1期,TK 1活性非常低，在整个S 期和G 2期显著增高，在有丝分裂期间达到最高水平，而TK 1mRNA 变化很小。这被解释为TK 1蛋白在G 2期和M 期的快速降解而没有新蛋白的合成，导致其在子代G 1期细胞的低水平[9]。当静止的G 0期细胞受刺激增生时，在受刺激后10～15小时,TK 1活性从非常低的水平开始增加，与此同时,TK 1mRNA 的转录水平也增加2～10倍[10]。总之，结合这些研究结果，表明TK 活性
的调控涉及整个细胞周期中的转录、翻译等不同水平[11]。3　TK 的产生
高水平的TK 1主要出现在胎儿组织或成人组织的增殖细胞中，如再生的肝脏、脾脏、胸水和骨髓以及胎儿的脂肪组织。另外，在一些赘生性疾病如肉瘤、肝细胞瘤、脑肿瘤、肺癌、乳腺癌、结肠癌、白血病、恶性淋巴瘤以及某些病毒感染等患者的血清和癌症细胞中TK 1活性也很高[12]。K 2产生在成人组织中，在胞浆内合成后转运至线粒体。TK 2大多存在于静止细胞中，在增殖细胞中也存在，但活性较低[12,13]。
在健康组织的细胞外液或血浆中不能检测到TK 活性。在正常人细胞中，血清总TK 活性(TK 1和TK 2)(S 2TK )含量极低，只是在细胞过度增生的情况
下，才出现较高的水平;TK 活力增加会引起细胞DNA 合成速度提高，细胞和体液内高水平的TK 活
性表明存在增殖细胞。虽然TK 1和TK 2均可以出现在增生和肿瘤细胞中,TK 病理水平95%以上为TK 1活性，故绝大部分情况下提到的TK 活性是指
TK1活性。人类肿瘤中TK1活力水平与肿瘤细胞增殖速度成正比，并与疾病的轻重程度有关，因此TK1被认为是一种肿瘤标记酶[14]。
4　TK与泌尿系统肿瘤
1990年Lewenhaupt等[15]收集了102例前列腺癌患者资料，研究其中90例肿瘤分级、分期及有或无骨骼转移资料完整的前列腺癌患者的7种肿瘤标志物血清浓度，用于判断前列腺癌的预后。多变量分析发现TK是最好的预测因子。TK血清浓度反映了前列腺癌的生物活动度，有助于指导前列腺癌的个体化。
4.2　肾脏肿瘤
2003年Mizutani等[16]用二乙氨基乙醇纤维素薄膜法，检测了66例肾癌患者的未固定的新鲜冰冻肾癌
标本和正常肾脏组织的TK活性，用来了解TK 活性水平与肾癌患者的分级和分期的关系。结果发现，肾癌标本的TK活性大约是正常肾脏组织4倍高。肾癌患者的分级和分期越高，则其TK活性也越高。TK活性与胸腺嘧啶核苷合酶(thymidine syn2 thase,TS)活性肯定有关，而后者是嘧啶从头合成途径的关键酶之一。肾癌患者的TK活性与它对52FU 的敏感性相反。本研究首次证实TK活性与肾癌分级和分期有关，并且TK活性越高预示它它对52FU 的低敏感性。本结果提示TK活性与肾癌的恶性程度相关,TK可能是肾癌患者的一个分子靶。另外，联合TK和胸腺嘧啶核苷合成酶(thymidine syn2 thase,TS)抑制剂可能有助于肾癌的。
4.3　膀胱癌
2002年Mizutani等[17]检测了55例膀胱癌患者的TK活性来研究它在膀胱癌患者的预后意义。用二乙氨基乙醇纤维素薄膜法，检测未固定的新鲜冰冻膀胱癌标本和正常膀胱组织的TK活性。结果发现，膀胱癌标本的TK活性大约是正常膀胱组织两倍高。浸入肌层的膀胱癌标本的TK活性大约是表浅膀胱癌组织(T a和T1)的两倍高。另外,T1期膀胱癌组织的TK活性大约是T a期膀胱癌组织的两倍高。III期膀胱癌组织的TK活性大约是I期和II期膀胱癌组织的两倍高。2年的随访表明，低TK活性的T a和T1期膀胱癌患者手术后的无瘤期较高TK 活性的T a和T1期膀胱癌患者长。TK活性与胸腺嘧啶核苷合成酶(thymidine synthase,TS)活性有关，而后者是嘧啶从头合成途径的关键酶之一。本研究首次证实TK活性与膀胱癌分级和分期有关，并且TK活性增高可以早期预测T a和T1期膀胱癌患者的复发。结果表明TK活性水平
可能用于膀胱癌患者的预后指标,TK可能是膀胱癌患者的一个分子靶。
5　展望
TK的生物学特点和功能已被人们认识和阐明，作为近年来研究较多的一类肿瘤标志酶，在泌尿系肿瘤的临床应用上，有可能为肿瘤的早期诊断、疗效的监测、预后的判断带来新的曙光。
参　考　文　献
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前列腺癌雄激素非依赖性相关研究的进展
汪涌Ξ邵晨　综述
  【摘要】　前列腺癌的雄激素依赖性使得前列腺的内分泌成为可能。但是，最终前列腺癌都转
化为雄激素非依赖性前列腺癌(androgen2independent prostate cancer,AIPC)，并因此死亡。如果能够明确前列腺
癌的雄激素非依赖性发生机理，就能够提出针对性的方法。本文详细综述了AIPC的可能发生机理，并
对未来AIPC的提出了方向。
  【关键词】　前列腺肿瘤；雄激素类
[中图分类号]R737.25　[文献标识码]　A　[文章编号]100124594(2004)0420009206
  前列腺癌(prostate cancer,PCa)是男性泌尿生殖系肿瘤中最为重要的一种，是人类特有的疾病，其他哺乳动物自发倾向极为少见。
在欧美等国家，前列腺癌是男性肿瘤死亡的主要原因之一。据统计，前列腺癌的发病率在北欧各国占男性肿瘤的第一位，在美国它仅次于肺癌，占男性癌症死因的第二位，仅1994年美国就发现了200000例，其中38000例死于肿瘤转移[1]。在对其他原因致死的男性常规尸检中发现50～60岁年龄组潜伏性前列腺癌的发病率为10%，而70～79岁年龄组为30%，说明其发病率与年龄呈明显的正相关。
李谷一的女儿在前列腺癌的中，内分泌现已成为常规方法，但对于部分病人来说，通过上述后，最终他们体内的雄激素依赖性前列腺癌(andro2 gen2dependent prostate cancer,ADPC)都不可避免的转化为雄激素非依赖性，使得内分泌疗法失去其效果，而仅仅起到阻滞肿瘤细胞生长的作用[2]，而前列腺癌细胞激素依赖性发生变化，是肿瘤细胞发生转移和对抗内分泌，从而导致临床患者病情恶化的主要原因。这些雄激素非依赖细胞来自何处?它与正常前列腺上皮细胞有什么区别?组织为环境是否干预和怎样作用于肿瘤细胞的生长?对这些问题的研究，对于前列腺癌的诊断和，无疑有着重大意义。
1　雄激素的作用及其机理研究进展
在前列腺中，雄激素是最主要的细胞增殖的刺激物和细胞凋亡的抑制物。雄激素在血液循环中最主要的形式是睾酮(testosterone)。睾酮由睾丸分泌，但也可在体内由肾上腺皮质类固醇转化而来。睾酮在血液中循环时结合于白蛋白和性激素结合球蛋白(sex2horm one2binding globulin,SH BG)，并有少量以游离形式存在。睾酮进入前列腺中后,90%以上被5α2还原酶(5α2reductase,SRD5A2)转化为双氢睾酮(di2 hydrotestosterone,DHT)。DHT的亲和活力比睾酮大5倍。AR属于类固醇2甲状腺素2维生素A类核受体超家族成员。它由氨基末端激活结构域、碳末端配体结合结构域和中间段的包含两个锌指结构的DNA结合结构域构成。同其他核受体一样，在基础状态，雄激素以一个不能与DNA结合的构相结合于
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(收稿日期:2004202209)
作者单位:710032陕西，西安第四军医大学西京医院泌尿外科