视网膜母细胞瘤

遗传性视网膜母细胞瘤是由染色体 13q14 上RB1 基因( 614041 ) 的一个等位基因的杂合种系突变和另一个等位基因的体细胞突变引起的。

另见染色体 13q14 缺失综合征( 613884 ),其中视网膜母细胞瘤是一个特征。

点位 表型 表型
MIM 编号
遗产 表型
映射键
基因/位点 基因/基因座
MIM 编号
13q14.2 视网膜母细胞瘤,三边 180200 AD,SMU 3 RB1 614041
13q14.2 视网膜母细胞瘤 180200 AD,SMU 3 RB1 614041

▼ 说明
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视网膜母细胞瘤(RB)是一种起源于视网膜的胚胎性恶性肿瘤。它几乎总是出现在儿童早期,并且通常是双侧的。在某些情况下会发生自发回归(“治愈”)。视网膜母细胞瘤基因(RB1) 是第一个克隆的肿瘤抑制基因。它通过结合转录因子 E2F( 189971 ) 和抑制 S 期所需基因转录的能力成为细胞周期的负调节剂( Hanahan and Weinberg, 2000 )。

▼ 临床特点
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康诺利等人(1983)报道了一个具有 3 种视网膜母细胞瘤基因表达模式的 4 代家族:坦率的视网膜母细胞瘤,单侧或双侧;视网膜瘤;除了随年龄增长的“正常变性”外,没有可见的视网膜病变(在 49 岁和 59 岁的 3 名 RB 携带者中的 2 名中观察到的“铺路石退化”类型,据Duane(1980 年)说发生在大约 20% 的成年人口中。)

在评论中,巴尔默等人(2006)指出,视网膜母细胞瘤最常见的表现体征是白瞳症(晚期体征)和斜视(早期体征),但也观察到了许多其他眼部或全身体征。尽管该恶性肿瘤可以通过早期治疗治愈,但仍存在继发性非眼部原发性肿瘤的主要风险。

视网膜瘤

Gallie 和 Phillips(1982)描述了视网膜母细胞瘤患者视网膜中的良性病变。这些病变的显着特征,被作者称为视网膜瘤,包括半透明的灰色视网膜肿块突出到玻璃体内,75% 的“奶酪”钙化,以及 60% 的视网膜色素上皮迁移和增殖。他们认为,视网膜瘤代表的不是 Knudson 2 阶段致癌模型假设的杂合状态,而是发生在分化细胞中的纯合状态。加利等人(1982)建议视网膜瘤代表视网膜母细胞瘤的自发消退或 RB 基因的良性表现。

三边视网膜母细胞瘤

布朗斯坦等人(1984)描述了 3 名患有双侧视网膜母细胞瘤和松果体区域形态相似的肿瘤的儿童。他们将此称为三边视网膜母细胞瘤。松果体有时被称为“第三只眼”。卢德等人(1991)描述了第四例与双侧视网膜母细胞瘤相关的松果体瘤。该患者是 56 名具有遗传性 RB 的患者之一。阿莫库等人(1996)报道了 5 名三侧视网膜母细胞瘤患者(包括先前报道的 2 名),在 1957 年至 1994 年间在英格兰西米德兰兹卫生当局地区的 146 名连续视网膜母细胞瘤患者中被诊断出来。这代表了 3% 的发病率。4 名松果体母细胞瘤患者,其中只有 1 名有阳性家族史。整个系列中 RB 的平均诊断年龄为 6 个月,而松果体母细胞瘤患者的平均诊断年龄为 2 岁。在最初的计算机断层扫描(CT) 扫描中,肿瘤并不明显。一名儿童在确诊双侧散发性视网膜母细胞瘤前 13 个月出现钙化的鞍上肿块。3 名未接受治疗的患者在诊断为颅内肿瘤后 1 个月内死亡。在接受治疗的另外 2 名患者中,

基维拉(1999)通过系统地查阅文献并联系作者以获取缺失的信息,对三边视网膜母细胞瘤进行了荟萃分析。来自 106 名儿童的数据用于确定频率和 Kaplan-Meier 生存曲线。没有发现性别偏好。诊断视网膜母细胞瘤时的中位年龄为 5 个月(范围,0 至 29 个月);47 名家族性视网膜母细胞瘤儿童(47%) 的诊断年龄低于 52 名散发性视网膜母细胞瘤儿童(53%) 的诊断年龄(2 个月 vs 6.5 个月;P 小于 0.0001)。三边视网膜母细胞瘤通常影响第二代或第三代视网膜母细胞瘤。从视网膜母细胞瘤到三边视网膜母细胞瘤的中位时间为 21 个月(范围为前 6 个月至后 141 个月);与 23 个(23%)鞍上肿瘤相比,78 个(77%)松果体肿瘤的三侧视网膜母细胞瘤发生时间更长(32 个月 vs 6.5 个月;P 小于 0.0001)。松果体和鞍上肿瘤的大小和预后相似。通过神经影像学筛查改善了结果。当肿瘤在检测时达到或低于15mm时,治愈率提高。

卡拉扎等人(2006)报道了 11 名患有视网膜母细胞瘤的儿童(2 名家族性和 9 名散发性)中的松果体囊肿模拟松果体母细胞瘤。

第二原发肿瘤

双侧视网膜母细胞瘤患者患骨肉瘤的风险增加了 500 倍,骨恶性肿瘤发生在眼部肿瘤放射治疗后的部位(Abramson 等人,1976 年)。Francois(1977)得出结论,在视网膜母细胞瘤患者及其亲属中,存在特殊的成骨肉瘤倾向,包括放射源性和非放射源性。Matsunaga(1980)估计患有视网膜母细胞瘤基因的人发生非放射源性骨肉瘤的相对风险为 230。骨肉瘤是视网膜母细胞瘤基础基因组变化的直接影响,没有视网膜母细胞瘤但有基因组变化的骨肉瘤病例表明那些视网膜母细胞瘤。

乔文克等人(2001)回顾了随后发展为骨肉瘤的视网膜母细胞瘤幸存者。他们发现,在接受外照射照射的患者中,骨肉瘤的发生时间比在辐射场外早 1.2 年。此外,放疗和骨肉瘤之间的潜伏期在放射野内比在放射野外短 1.3 年。观察到出现在辐射野内但不在辐射野外的骨肉瘤的潜伏期双峰分布:40% 发生在短潜伏期后,而其余 60% 的潜伏期与辐射野外发生的骨肉瘤相当。作者认为,不同的机制可能参与了放射性致癌作用。他们假设第二个 RB1 等位基因的辐射诱导突变可能是短暂延迟后发生骨肉瘤的原因,

为了理解为什么 RB 蛋白是专门针对骨肉瘤的,Thomas 等人(2001)研究了它在成骨中的功能。RB 的缺失而不是 p107( 116957 ) 或 p130( 180203 ) 的缺失阻止了晚期成骨细胞分化。RB 与成骨细胞转录因子 CBFA1( 600211),并以 CBFA1 依赖性方式在体内与成骨细胞特异性启动子相关。RB 与 CBFA1 和启动子序列的关联导致成骨细胞特异性报告基因的协同反式激活。这种反式激活功能在肿瘤衍生的 RB 突变体中丢失,强调了在肿瘤抑制中的潜在作用。因此,RB 作为促进成骨细胞分化的直接转录共激活因子发挥作用,这可能有助于 RB 在骨肉瘤中的靶向作用。

朋友等(1987)发现,他们从 13q14 中分离出并显示出具有视网膜母细胞瘤基因属性的相同 DNA 片段也是间充质肿瘤中体细胞突变的目标,而这些患者没有明显的视网膜母细胞瘤倾向。几乎三分之二的视网膜母细胞瘤患者继发性肿瘤起源于间充质。超过 60% 的间叶质肿瘤是骨肉瘤;软组织肉瘤包括纤维肉瘤、平滑肌肉瘤、脂肪肉瘤等。朋友等(1987)特别证明了在没有任何视网膜母细胞瘤病史的情况下,平滑肌肉瘤、恶性纤维组织细胞瘤和未分化肉瘤的散发病例中 RB1 基因座的纯合缺失。朋友等(1988) 回顾了视网膜母细胞瘤和其他疾病中肿瘤抑制基因的主题。

汉森等人(1994)发现 54 个信息丰富的高级别星形细胞瘤中有 16 个 RB1 蛋白的杂合性丢失,但在 12 个低级别胶质瘤中没有。具有排序标记的缺失映射显示视网膜母细胞瘤基因座优先被缺失靶向。SSCP 分析和直接 DNA 测序证明了剩余的视网膜母细胞瘤等位基因中的突变。这一证据向作者表明,虽然 p53 肿瘤抑制基因的突变( 191170) 是许多星形细胞瘤形成的早期事件,视网膜母细胞瘤基因的突变与星形细胞瘤进展为高级别星形细胞瘤或多形性胶质母细胞瘤有关。之前的研究表明星形细胞瘤中 9p、10、13q、17p、19q 和 22q 经常丢失。描述了 RB1 基因的突变。

坎斯等人(1990)发现 RB 基因产物表达降低的平滑肌肉瘤和其他软组织肉瘤比几乎所有细胞都表达这种蛋白质的肿瘤更具侵袭性。

莫尔等人(2001)评估外照射(EBRT) 年龄对 263 名遗传性视网膜母细胞瘤患者照射野内外第二原发肿瘤(SPT) 发生的影响。他们计算了 3 个亚组中 SPT 的累积发生率:12 个月前的照射(早期 EBRT)、12 个月后的照射(晚期 EBRT)和不照射。他们发现遗传性 RB 增加了 SPT 发展的风险,尤其是在 12 个月大之前接受 EBRT 治疗的患者。然而,他们得出的结论是,辐照场内外的 SPT 数量相似,这表明辐照不是原因。作者得出结论,他们的研究没有显示年龄对辐射相关风险的影响,

基维拉等人(2001)分析了视网膜母细胞瘤和眼睑皮脂腺癌(SC) 之间的关联,以改善对 RB 幸存者的监测。他们研究了 11 名随后发展为眼睑 SC 的遗传性 RB 儿童。其中 9 名儿童在辐射领域发展为 SC。所有 9 人均在 16 个月(范围,0.5-15 岁)的中位年龄接受了 46 Gy(范围,21-89)的中位 EBRT。他们在 SC 诊断时的中位年龄为 14 岁(范围,8-30 岁),从 EBRT 到 SC 诊断的中位间隔为 11 年(范围,5-26 岁)。从未接受过 EBRT 的 2 名儿童分别在 32 岁和 54 岁发生了眼睑 SC。在这个系列中,眼睑 SC 5 年生存的累积概率为 87%。作者得出结论,无论主要治疗如何,遗传性 RB 患者都可能发生眼睑 SC,

布兰特利等人(2002)检查了斑块放疗后葡萄膜黑色素瘤中 p53 和 Rb 肿瘤抑制通路的表达。他们发现斑块放疗会破坏 DNA、抑制细胞分裂并促进细胞死亡。他们表示,这些变化可能至少部分是由于 p53 的诱导,p53 激活了参与细胞周期停滞和细胞凋亡的基因。他们的结果还表明斑块放疗可引起 Rb 表达的改变,但作者指出,后一发现的意义需要进一步研究。

贡博斯等人(2007 年)确定了 15 名患有继发性急性髓性白血病(sAML;见601626)的视网膜母细胞瘤患者,其中 13 名在儿童时期发展为 sAML。从 RB 到 AML 诊断的平均潜伏期为 9.8 年(中位数,42 个月)。9 例为 M2 或 M5 法裔美英亚型。12 名患者(79%) 接受了拓扑异构酶 II 抑制剂化疗,8 名患者(43%) 接受了表鬼臼毒素化疗。十个孩子死于白血病。贡博斯等人(2007)质疑化疗是否是该系列患者发生 sAML 的危险因素。

▼ 其他功能
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Bonaiti-Pellie 等人(1975)发现与视网膜母细胞瘤相关的畸形频率增加,尤其是腭裂,并提出这与生发突变而不是体细胞突变有关。

吉本斯等人(1995)介绍了一名患者,该患者在异常早期(4 个月)时出现了散发性单侧视网膜母细胞瘤,同时存在范可尼贫血( 227650 )。在第二个孩子中,他们发现视网膜母细胞瘤与另一种染色体断裂综合征Bloom 综合征( 210900 ) 相关。

▼ 临床管理
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希尔兹等人(2000)分析了未经怀疑的视网膜母细胞瘤眼玻璃体切除术后的患者管理和预后。视网膜母细胞瘤可能表现为非典型特征,例如玻璃体出血或玻璃体炎症的迹象,特别是在年龄较大的儿童中。在这些情况下应避免玻璃体切除术,直到排除潜在的视网膜母细胞瘤的可能性。作者得出的结论是,如果对未知的视网膜母细胞瘤进行了玻璃体切除术,应立即进行摘除术联合辅助化疗、放疗或两者同时进行,以防止全身性肿瘤扩散。

霍纳瓦尔等人(2001)回顾了 45 名在视网膜母细胞瘤治疗后接受眼内手术的连续患者:34 名(76%) 接受了单一手术(白内障手术、巩膜扣带手术或玻璃体切除术),11 名(24%) 接受了 2 种或更多手术的组合. 16 名患者(36%) 的最终视力优于 20/200(法定失明)。不利结果包括 14 名患者(31%) 的视网膜母细胞瘤复发、16 名(36%) 的摘除术和 3 名(7%) 的全身转移。接受白内障手术的 5 名患者(20%)、接受巩膜扣带术的 5 名患者(63%) 和接受平部玻璃体切除术的 9 名患者(75%) 的结果不佳。结果良好的患者完成视网膜母细胞瘤治疗和眼内手术之间的中位间隔为 26 个月,而结果不良的患者则为 6 个月。作者得出结论,在大多数情况下,白内障手术是安全有效的。然而,他们警告说,巩膜扣带术和平部玻璃体切除术可能与更高的视网膜母细胞瘤、摘除术或全身转移复发风险相关。

霍纳瓦尔等人(2002)回顾了他们对 80 名单侧散发性视网膜母细胞瘤的连续患者的经验,这些患者曾接受过原发性摘除术治疗,并且在组织病理学上具有转移的高风险特征,例如前房种植、虹膜浸润、睫状体浸润、大量脉络膜浸润、视神经浸润筛板、椎板后视神经侵犯、视神经横断侵犯、巩膜浸润或巩膜外延伸。62.5% 存在单一高风险特征,而 37.5% 具有 2 个以上高风险特征。58% 的患者接受了去核后辅助治疗(化疗加或不加眼眶外照射放疗)。42% 的患者未接受辅助治疗。13% 的患者在中位时间为 9 个月(范围 6-57 个月)时发生转移。接受辅助治疗的患者中只有 4%(2/46) 发生转移,而未接受辅助治疗的患者中这一比例为 24%(8/34)。这种差异具有统计学意义(P = .02)。作者报告辅助治疗没有严重的全身并发症。因此,他们得出结论,在具有高风险组织病理学特征的视网膜母细胞瘤患者中,去核后辅助治疗是安全有效的,可显着减少转移的发生。

在一项包括 96 名视网膜母细胞瘤患者的 100 个摘除标本的回顾性研究中,Abramson 等人(2003)分析了手术室眼科医生在摘除眼球后测量的视神经长度与固定后病理学家测量的视神经长度之间的差异。在病理分析之前,他们发现固定后视神经有显着程度的收缩。他们告诫说,在比较不同系列和仅根据组织病理学检查提出化学预防建议时,必须考虑到这一点。

卡马西等人(2003)发现 FAS( 600212 ) 激活随着视网膜母细胞瘤侵袭性的增加而增加,并假设 FAS 抑制可能代表晚期和抗性视网膜母细胞瘤的替代治疗策略。

波拉基等人(2005)发现人类视网膜母细胞瘤细胞系对死亡受体(见 DR5;603612)介导的细胞凋亡具有抗性,因为由于过度甲基化导致表观遗传基因沉默继发的 半胱天冬酶-8(CASP8;601763)表达缺乏。用去甲基化剂处理恢复 CASP8 表达和对细胞凋亡的敏感性。波拉基等人(2005)建议,去甲基化药物与 DR 激活方式的组合,如 TNF 相关的凋亡诱导配体受体(见603163)单克隆抗体,可能有益于视网膜母细胞瘤患者。

Siffroi-Fernandez 等人(2005)研究了成纤维细胞生长因子(FGF) 高和低亲和力受体(FGFR) 的表达、酸性 FGF(FGF1; 131220 )对 FGFR1( 136350 ) 的激活以及对 Y79 视网膜母细胞瘤细胞的增殖作用。他们发现 Y79 视网膜母细胞瘤表达所有 4 种 FGFR 的蛋白质和 mRNA。FGFR1 被 FGF1 差异磷酸化。FGF1 诱导的 Y79 细胞增殖完全由 FGFR1 介导。FGF1 诱导的增殖取决于硫酸乙酰肝素蛋白聚糖(HSPG; 142460 )的存在和硫酸化。Siffroi-Fernandez 等人(2005)得出的结论是,他们的研究证明了 FGF1/FGFR1 通路在视网膜母细胞瘤增殖中的作用,并可能有助于制定治疗策略以限制视网膜母细胞瘤的生长。

德容等人(2006)记录了一名 27 岁男性的左眼在 2 岁时因视网膜母细胞瘤摘除眼球,并在功能良好的对侧眼中记录了视网膜母细胞瘤的生长、临床病程和组织病理学。尽管进行了照射、经巩膜冷冻凝固、氩激光光凝肿瘤及其饲养血管以及联合化疗,但由于肿瘤复发和种植、假性低下眼睑和眼压升高,剩余的眼睛需要摘除眼球。作者认为有足够的证据表明这不是自发消退的视网膜母细胞瘤的复发,并且患者的 RB1 基因罕见突变( 614041.0026) 可以解释非典型的过程。病例报告还表明,尽管接受了高剂量的电离辐射和化疗,成人的晶状体萌发上皮层仍然可以发挥作用。

▼ 遗传
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Smith 和 Sorsby(1958)得出结论,双侧视网膜母细胞瘤病例通常是家族性的。在他们看来,Falls 和 Neel(1951)给出的 2.3 x 10(-5) 突变率的估计值太高了。许多单侧病例可能是散发性的,对随后的孩子或先证者的后代的风险较低(根据经验,约为 4%)。

Knudson(1971)提出 2-mutation 模型最适合数据。根据这种观点,一小部分病例是非遗传性的,是由一个细胞中的 2 个体细胞突变事件引起的。其余的是遗传病例,发生在由于遗传了突变事件之一而易感的人身上(参见Knudson(1986)关于 2-突变模型和人类癌症遗传学其他方面的评论。)

Matsunaga(1982)提出双侧视网膜母细胞瘤的几乎同步出现反对 2-突变模型,该模型假设在基因携带者中眼睛孤立地获得肿瘤。

96 名新西兰散发性视网膜母细胞瘤患者的年龄特异性发病率在双侧病例中比单侧病例更早(Fitzgerald 等人,1983 年))。双侧和单侧患者诊断前的累积对数生存率分别遵循线性和二次曲线,从而支持 2 次打击假设。估计生殖细胞突变率为 9.3 x 10(-6) 到 10.9 x 10(-6)。有趣的是,在系谱中表现为显性的视网膜母细胞瘤是由仅在纯合子中表达的基因引起的,即是隐性的。由于视网膜母细胞瘤是由 13q14 基因的纯合子或半合子状态引起的,也许应该说易感性是显性的。视网膜母细胞瘤的总体经验是 5% 到 10% 的病例是遗传的;20% 到 30% 是新的生发突变;60% 到 70% 是散发性的,即体细胞突变。

Dryja 等人(1989)和朱等人(1989)发现双侧视网膜母细胞瘤在杂合性丢失(LOH) 过程中优先保留父本染色体。这可能表明(1) 由于雄性和雌性减数分裂、DNA 甲基化或环境暴露的差异,RB1 突变在精子发生过程中比卵子发生过程中更常见;或(2) 早期胚胎中的父系染色体更容易发生突变,或 DNA 修复缺陷。Dryja 等人(1989)使用已知在染色体带 13q14 上作图的 RFLP 分析了视网膜母细胞瘤基因座突变的亲本来源。10 个新种系突变中有 10 个来自父亲的 13 号染色体,而 7 个体细胞突变中有 4 个发生在母体视网膜母细胞瘤等位基因中。作者认为,在精子发生过程中,视网膜母细胞瘤位点的新种系突变比卵子发生过程中出现的频率更高,但基因组印记在导致这种恶性肿瘤的体细胞突变的发展中没有发挥重要作用。

松永等人(1990)在 225 例双侧视网膜母细胞瘤的散发病例和 10 例涉及 13q14 的染色体缺失或易位的散发病例中没有发现父母年龄影响,该病例被确定为父本。父母暴露于电离辐射或化学诱变剂,其影响随着年龄的增长而积累,似乎在 RB1 基因座处生发突变的产生中没有起主要作用。由于对 753 名散发性单侧视网膜母细胞瘤患儿出生月份的分析显示,与对照组无显着偏差或呈周期性趋势,因此非遗传性视网膜母细胞瘤不太可能与活性随季节显着变化的病毒相关。DerKinderen 等(1990)发现与一般人群中的父亲相比,50 岁或以上的父亲生出患有散发性遗传性视网膜母细胞瘤的孩子的相对风险为 5.0,而 35 岁或以上的母亲的相对风险为 1.7。人口一般。散发性视网膜母细胞瘤被定义为没有该疾病家族史的发生。当患者双侧受累或无家族史的单侧视网膜母细胞瘤患者后来生下患有视网膜母细胞瘤的孩子时,这些病例进一步归类为散发性遗传性视网膜母细胞瘤;或作为散发性非遗传性视网膜母细胞瘤,如果没有家族史,只有单侧视网膜母细胞瘤,并且没有亲属随后被诊断为视网膜母细胞瘤。与视网膜母细胞瘤有关,遗传性疾病中没有亲本效应表明存在印记;然而,有证据表明与骨肉瘤有关(霍尔,1993 年)。在 RB 相关骨肉瘤的情况下,该基因更常从父亲那里遗传。视网膜母细胞瘤基因的新突变最常发生在父亲身上。穆尼尔等人(1992)在一项对 8 个患有遗传性视网膜母细胞瘤的亲属的研究中通过眼科检查和 7 个基因内 RFLP 的测定发现了分离扭曲的证据。突变等位基因从父亲那里优先传递;女性携带者的孩子之间的隔离比例为 1:1,没有区别。

流行病学研究表明突变视网膜母细胞瘤等位基因优先父系传递给后代(Munier 等(1992)),表明减数分裂驱动的发生。为了研究这种机制,Girardet 等人(2000)分析了来自 5 个无关家庭的 6 个个体的精子样本,这些个体患有遗传性视网膜母细胞瘤。通过研究位于 RB1 基因中或靠近 RB1 基因的 2 个信息丰富的短串联重复序列,对每个样品进行了单精子分型技术。通过使用 SPERMSEG 程序评估精子样本中突变 RB1 等位基因的分离概率,该程序包括实验参数、标记之间的重组分数和分离参数。分析了来自 6 位捐献者的 2,952 个单精子。他们检测到整个数据中存在显着的分离失真(P = 0.0099),并且供体之间的分离率存在显着的异质性(0.0092)。进一步的分析表明,这一结果可以通过仅在 1 个供体中偏向于正常等位基因的分离扭曲来解释,并且它没有提供其他供体中显着的分离扭曲的证据。有利于突变 RB1 等位基因的分离扭曲似乎不会在精子发生过程中发生,因此,减数分裂驱动可能来自各种机制,包括受精优势或携带突变 RB1 基因的精子的更好流动性,或者来自位于人类 X 染色体上的有缺陷的印记基因。

Naumova 和 Sapienza(1994)提出了散发性和家族性视网膜母细胞瘤的流行病学和遗传分析,表明存在 X 连锁基因( 308290) 参与了该疾病的很大一部分新双侧病例的发生。从双侧散发性疾病雄性后代的性别比例扭曲有利于男性和遗传比例扭曲有利于受影响的发现,他们提出了X染色体上存在缺陷的印记基因。Wilms 肿瘤和胚胎横纹肌肉瘤的散发病例在与 11p 上推定的肿瘤抑制基因相关的基因座上表现出母体等位基因的优先丢失;骨肉瘤和双侧视网膜母细胞瘤的散发病例同样显示出在与 13q 上的肿瘤抑制基因相关的位点处的母体等位基因优先丢失。这些观察结果可以通过父亲的肿瘤抑制基因的优先种系突变或基因组印记来解释。瑙莫娃等(1994)检查了 74 例散发性视网膜母细胞瘤的肿瘤,其中至少发生了 2 个遗传事件:13q 标记杂合性的丧失和 6p 等染色体的形成。他们发现了 16 个包含这两个事件的案例。在 16 个此类肿瘤中的 13 个中,丢失的染色体 13q 和复制的染色体 6p 来自同一亲本。因为等染色体 6p 的形成被认为是一个体细胞事件,并且可能与肿瘤进展有关(Horsthemke 等,1989),种系突变模型不能预测 2 个事件之间的关系。另一方面,基因组印记模型假设产生肿瘤的原始细胞带有基因组印记。因为印记过程影响许多不同染色体上的基因座,如果两个基因座都被印记,则预计涉及 2 个未连锁基因座的遗传事件与起源亲本相关。户口田等人(1989)检查了 13 例散发性骨肉瘤,其中 12 例发现证据表明最初的突变发生在父系基因中。该发现表明生发印记参与了两种基因对突变的差异易感性的产生。越来越多的数据表明母系和父系衍生的常染色体基因的行为存在差异。生发印记可能由一些表观遗传过程介导,例如从头 DNA 甲基化,并延续到合子后阶段。

西佩尔等人(1998)评估了 156 个视网膜母细胞瘤家族,其中 RB1 基因的初始致癌突变已被确定。在 15 个家族(约 10%)中,他们能够记录先证者或先证者父母之一的视网膜母细胞瘤基因初始突变的嵌合现象。西佩尔等人(1998)指出该组中嵌合体的真实发生率可能高于 10%;在其他一些家庭中,嵌合现象可能但无法得到证实,因为无法获得来自关键家庭成员的体细胞或种系 DNA。在一位马赛克父亲中,在精子和白细胞 DNA 中都检测到了这种突变;一瞬间,这种突变只在精子中被检测到。在对新发现的患有视网膜母细胞瘤和其他疾病的家族进行遗传咨询时,应始终考虑嵌合体的可能性,其中高比例的病例代表新突变。生殖系 DNA 的基因检测可以提供通过分析体细胞(白细胞)DNA 无法获得的有价值的信息。

Kanber 等人基于对具有多个印迹缺陷的患者的全基因组甲基化分析(2009)在 RB1 基因的内含子 2 中发现了一个差异甲基化的 CpG 岛。CpG 岛是源自 KIAA0649 基因( 614056) 在 9 号染色体上,对应于祖先基因开放解读码组中的 2 个小的 CpG 岛。它在母本 13 号染色体上被甲基化,并作为父本 13 号染色体上替代 RB1 转录本的弱启动子。在位于 22 号染色体上的其他 4 个 KIAA0649 假基因拷贝中,2 个 CpG 岛已经退化,CpG 二核苷酸是完全甲基化。通过分析血细胞以及高甲基化和 5-aza-2-prime- deoxycytidine处理的淋巴母细胞中的等位基因 RB1 转录水平,Kanber 等人(2009)发现 CpG 岛(CpG 85) 的差异甲基化使 RB1 基因表达偏向于母本等位基因。因此,Kanber 等人(2009 年)得出结论,RB1 与 CDKN1C 的印迹方向相同(600856 ),它在 RB1 的上游运行。同一途径的 2 个成分的印记表明母体抑制细胞增殖存在强烈的进化选择。

外显率

Macklin(1959)证明了遗传的不规则性,表明不完全外显。在 10.5% 的病例中,受影响的人被确定为旁系。例子包括(1) 一个双侧病例,他单侧受累的兄弟和后者的一个双侧受累的女儿;(2) 一名妇女有 1 只小眼但拒绝检查的双侧受累后代 6 只;(3) 有 2 个或更多受影响的同胞与正常父母的几个实例。Connolly 等人报告了不完全外显率(1983)和Onadim 等人(1992)等。Connolly 等人描述的 2 代家族之间的外显率存在显着差异(1983)建议分离额外的上位性宿主抗性基因。Bundey 和 Morten(1981)报告了相当相似的外显率代际差异模式。谢弗等人(1989)通过在家族研究中使用连锁标记确定了 RB 基因的非外显性。

Dryja 等人(1993)检查了一些视网膜母细胞瘤家族中不完全外显的分子基础。在 1 个家族中,受影响和未受影响的专性携带者共享种系缺失。缺失包括 RB 基因的外显子 4,对应于没有残基 127-166 的突变蛋白。在另一个谱系中,这种现象只是“伪低外显率”,因为不完全外显率的出现是由 2 个远亲具有孤立衍生的突变这一事​​实造成的。穆尼尔等人(1993)报道了 2 个家庭具有“伪低外显率”,这是由孤立衍生的突变引起的散发病例的家族聚集引起的。

比亚和考威尔(1995)注意到罕见的家庭显示出不完全外显的证据,即个体在不受影响的情况下遗传突变基因。不完全外显的正式证明需要识别易感突变。他们报告了一个非凡的家族,其中在患有双侧疾病的表亲中发现了不同的突变。一个表亲在外显子 8 中进行了 C 到 T 转换,这将密码子 123 处的 CGA(arg) 更改为 TGA(停止)。这种突变也存在于他受影响的母亲身上。另一个表亲在外显子 20 中携带 8 bp 缺失,导致下游终止密码子的产生。这种突变不存在于他的母亲身上,他的母亲是他受影响的堂兄的受影响母亲的同父异母姐妹。因此,这不是外显率降低的例子,而是孤立的构成生殖系突变的例子。

坂井等人(1991)在 2 个不同的家族中观察到 RB 启动子区域内的种系突变,显示出不完全外显。在对 5 个外显率低的 RB 家族的研究中,Oterson 等人(1997)鉴定了 3 个单独的生殖系 RB 突变,它们显示出不同程度的 RB 蛋白部分功能失活。显然,有两类突变的低外显率 RB 等位基因,一类是影响启动子区域的,另一类是产生保留部分活性的突变蛋白。

具有不完全外显率的家族性视网膜母细胞瘤的特征是在专性携带者中没有临床疾病,或者存在具有散发性视网膜母细胞瘤特征的单灶性肿瘤的儿童。为了量化这些临床观察结果,Lohmann 等人(1994)提出了一个疾病眼比(DER),该比对每个家庭进行评分,即患有视网膜肿瘤的眼睛数量之和与专性携带者数量之比。具有典型家族性视网膜母细胞瘤的家族特征性地表现出接近 2.0 的 DER 评分,而具有不完全外显率的家族的 DER 评分低于 1.5。

奥特森等人(1999)研究了 3 个孤立的突变 RB 等位基因的 RB 口袋结合特性,这些基因存在于 12 个家族的生殖系中,具有家族性视网膜母细胞瘤的不完全外显表型。每个都源于 RB 口袋结构域内单个密码子的改变,指定为 del480( 614041.0023 )、661W( 614041.0019 ) 或 712R( 614041.0024))。3 个突变体在体外缺乏口袋蛋白结合活性,但保留了野生型在体内经历细胞周期蛋白介导的磷酸化的能力。当细胞在降低的温度下生长时,每个低渗透 RB 突变体都表现出显着增强的口袋蛋白结合。相比之下,在这个温度范围内,野生型 RB、706F 突变体或相邻的体外产生的点突变(707W) 的结合活性没有变化。奥特森等人(1999)证明许多家族性视网膜母细胞瘤外显率不完全的家族携带不稳定的突变 RB 等位基因,具有温度敏感的口袋蛋白结合活性。

Harbor(2001)指出,最近在理解 RB 蛋白的结构和功能方面取得的进展为了解低外显率视网膜母细胞瘤的分子基础提供了见解。低外显率视网膜母细胞瘤突变会导致产生的正常 RB 数量减少(1 类突变)或导致部分功能性突变 RB(2 类突变)。

在西班牙视网膜母细胞瘤患者生殖系 RB1 基因突变的调查中,Alonso 等人(2001)发现与低外显率表型相关的剪接突变。大多数影响剪接连接的突变对应于散发性或遗传性延迟发作(平均 32 个月)的视网膜母细胞瘤病例。相比之下,大多数无意义和移码突变与诊断时的年龄(平均 8.7 个月)有关。

在 2 个具有不完全渗透性视网膜母细胞瘤的无关家族中,Klutz 等人(2002)鉴定了一个剪接位点突变(IVS6+1G-T; 614041.0025) 在 RB1 基因中。对白细胞 RNA 的分析表明,这种突变会导致外显子 6 的跳跃。尽管这种缺失会导致移码,但大多数突变携带者并未发展成视网膜母细胞瘤。产生的无义 mRNA 的相对丰度在同一家族的成员之间有所不同,并且与正常等位基因的转录水平相似或显着降低。此外,相对转录水平的变化与传递突变等位基因的亲本的性别和表型表达相关:所有 8 个具有相似丰度的无意义和正常转录本的携带者都从他们的母亲那里获得了突变等位基因,其中只有 1 个已经发展成视网膜母细胞瘤;相比之下,所有 8 名无意义转录本丰度降低的携带者都从他们的父亲那里获得了突变的等位基因,除了 2 人之外,其他所有人都患有视网膜母细胞瘤。用放线菌酮处理后,来自父系遗传的突变等位基因的转录物的相对丰度部分恢复,因此表明转录后机制,而不是转录沉默,是导致低水平突变 mRNA 的原因。数据表明,根据传递父母的性别,特定的 RB1 突变可能与差异外显率有关。而不是转录沉默,是造成低水平突变 mRNA 的原因。数据表明,根据传递父母的性别,特定的 RB1 突变可能与差异外显率有关。而不是转录沉默,是造成低水平突变 mRNA 的原因。数据表明,根据传递父母的性别,特定的 RB1 突变可能与差异外显率有关。

菲策克等人(2002)观察到来自遗传性视网膜母细胞瘤儿童未受影响的父母的皮肤成纤维细胞对电离辐射有意外的超敏反应。在这 5 个家族中,至少有 4 个家族没有视网膜母细胞瘤家族史,表明存在新的种系突变。菲策克等人(2002)假设父母细胞对辐射的敏感性增加可能反映了视网膜母细胞瘤儿童的父母一方或双方存在尚未识别的遗传异常。庄等人(2006)使用 DNA 微阵列技术来确定与“正常”个体相比,遗传性视网膜母细胞瘤患者未受影响的父母的基因表达谱是否存在差异。微阵列分析通过定量逆转录-PCR 测量得到验证。在未受影响的视网膜母细胞瘤父母和正常对照之间的基因表达模式中观察到明显差异。当分析少至 9 个基因时,确定了两组之间的差异。

▼ 群体遗传学
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Macklin(1960)指出,在美国,视网膜母细胞瘤的发生率约为 23,000 名活产婴儿中的 1 名。Jensen 和 Miller(1971)发现,在 2 到 3 岁时出现了一个死亡率高峰,黑人的死亡率是白人的 2.5 倍。这是否反映了黑人的真正高频率或其他一些因素,例如延迟诊断导致的更高死亡率尚不清楚。

Pendergrass 和 Davis(1980)发现每百万 15 岁以下儿童的发病率为 3.58 例。超过 90% 在 5 岁之前被诊断出来。白人和黑人之间没有发现差异,但其他非白人的比率是白人的 4 倍以上。20%发生双侧病变。没有非遗传性视网膜母细胞瘤(占所有视网膜母细胞瘤病例的 55-65%)是双侧的。双侧和单侧遗传性视网膜母细胞瘤分别占所有病例的 25-30% 和 10-15%。

▼ 细胞遗传学
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实体瘤中细胞遗传学变化的最早例子是Stallard(1962)和Lele 等人对视网膜母细胞瘤中 D 组染色体的部分缺失的描述(1963)。

在报告的 12 例 D 染色体长臂缺失患者中,7 例患有视网膜母细胞瘤,其中 3 例为双侧(Taylor,1970;Gey,1970)。细胞遗传学证据表明,视网膜母细胞瘤的基因座位于 13 号染色体的长臂上。在Orye 等人的患者中(1971)和威尔逊等人的患者(1969),其中发现了 14q- 核型,但不存在通常与 13q- 相关的类型的临床特征。奥耶等人(1971)在双侧视网膜母细胞瘤的病例中发现一条 13 号染色体长臂的远端部分缺失。通常出现在长臂上的三个吉姆萨带中最宽的一条丢失了。格蕾丝等人(1971)描述了一名患有典型 13q 综合征加视网膜母细胞瘤的患者( 613884 )。核型包含环 D 染色体。威尔逊等人(1973)用新的条带技术重新研究了他们的双侧视网膜母细胞瘤病例,并得出结论认为,与所有其他缺失的 D 染色体病例一样,它是 13q- 的一个实例。奥耶等人(1974)提出 13q21 的缺失是视网膜母细胞瘤的主要原因。随着条带技术的出现,所涉及的染色体被鉴定为13号染色体,所有缺失共有的关键片段被鉴定为13q14带(Francke,1976)。

Riccardi 等人发现了 13q22 的缺失(1979),他回顾了已发表的具有 13 号染色体异常的视网膜母细胞瘤病例。他们指出,相反,该片段的重复只会产生轻微的有害后果。在 8 名视网膜母细胞瘤患者中有 1 名,戴维森等人(1979)发现了 1 号和 13 号染色体的相互易位。 13 号染色体的断点位于 q12 带,这表明视网膜母细胞瘤位点比其他数据认为的更近。斯帕克斯等人( 1979 , 1980 ) 发现视网膜母细胞瘤和酯酶 D(ESD; 133280) 对应到同一个波段,13q14。他们观察到 5 名 13 号染色体部分缺失或重复的人中酯酶 D 的定量和定性表达支持该基因定位于 13q14。在视网膜母细胞瘤病例中发现相同的条带被删除。里维拉等人(1981)得出结论,视网膜母细胞瘤和酯酶 D 基因座位于 13q14 带的近半部分。本尼迪克特等人(1983)研究了一名 ESD 活动为正常的 50% 但在 550 波段水平上没有 13q14 缺失的患者。然而,在该患者的视网膜母细胞瘤中鉴定出的 2 个干系中,他们发现了缺失的 13 号染色体,并且在肿瘤中没有发现可检测的 ESD 活性。因此,在肿瘤中,患者在视网膜母细胞瘤基因的位置完全丢失了遗传信息。因此,纯合性似乎是该肿瘤的基础。

奈特等人(1980)研究了家族性视网膜母细胞瘤与 13 号染色体荧光标记的连锁。不一致分离的实例归因于交叉。尼科尔斯等人(1980)研究了一名患有 13q;Xp 易位和视网膜母细胞瘤的患者。13q14 条带完整易位到 X 染色体而不是易位的断点。通过后期标记和其他结果显示的衍生 X 染色体的遗传失活被认为有可能导致 13q14 条带的功能单体。1981 年已经描述了大约 20 例涉及 13q14 带的异常病例,作为所有体细胞的异常(Balaban-Malenbaum 等,1981)。

在具有异常核型的 42 名患者中的 3 名患者中有 2 名发现了 13q 细胞系的镶嵌现象(Motegi,1981)。所有 3 例均患有双侧散发性视网膜母细胞瘤,2 例马赛克病例除眼部肿瘤外均具有明显正常的表型。

肿瘤细胞结构变化与一些患者成纤维细胞结构变化的比较支持了 Knudson 的 2-hit 假设。Horsthemke 等人使用 2 个探针(1987)在近 20% 的双侧或多灶性单侧视网膜母细胞瘤患者中发现了缺失。一种探针还检测到 RFLP 在某些家族中可用作遗传标记。8 个缺失中的 3 个不包括酯酶 D 基因座,并且无法通过常规细胞遗传学分析检测到。RB cDNA 克隆的序列分析表明,一个长的开放解读码组编码一种假设蛋白质,具有暗示 DNA 结合功能的特征。

江岛等人(1988)表明导致视网膜母细胞瘤的细胞遗传学可见的种系突变通常发生在父系衍生基因中。对于散发性(非家族性)肿瘤,预计不会出现这种偏差,其中两种突变都发生在体细胞组织中,但有一些迹象表明,散发性 Wilms 肿瘤中 11 号染色体上的父本衍生基因的初始体细胞突变存在偏差(Shroeder 等等,1987 年)。勒米厄等人(1989)使用微带分析方法定位子带 13q14.11 中的 RB 轨迹。该方法涉及使用抗体和金通过 BrdU 进行高分辨率 G 显带。通过电子显微镜观察条带。勒米厄等人(1989)表明免疫化学条带提供的分辨率提高,加上电子显微镜,将证明在检测临床综合征和肿瘤中的小染色体异常方面非常有用。格雷格等人(1990)研究了一个父亲和他的两个孩子患有双侧视网膜母细胞瘤的家庭。发现父亲是 2 个不同缺失的嵌合体,其中一个显示出复杂的重排。2 个缺失共享 1 个断点,但向相反方向延伸。

视网膜母细胞瘤和 Wilms 肿瘤都是罕见的儿童肿瘤,与分别位于 13q14 的 RB1 和位于11p13 的WT1( 607102 ) 的丢失或失活相关。庞内特等人(2003)报道了一个独特的家族,其中包括 13q14 带插入 11p13 的染色体片段的插入易位,导致父亲的儿童肾母细胞瘤,其孩子发展为双侧视网膜母细胞瘤。因此,插入易位引起了两种肿瘤。这位父亲的后代患肾母细胞瘤的风险估计高达 50%,患视网膜母细胞瘤的风险为 25%,都没有肿瘤的风险为 25%,同时患有两种肿瘤的风险为 0%。

▼ 测绘
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斯帕克斯等人(1983)表明非缺失型视网膜母细胞瘤的基因座与 ESD 基因座密切相关。Connolly 等人建立了与 ESD 的紧密联系(1983)。Dryja 等人(1983)在所有 51 名视网膜母细胞瘤患者中发现酯酶 D 定量正常,并且没有已知的染色体异常。考威尔等人(1986)调查了 200 名视网膜母细胞瘤患者(75% 双侧和 25% 家族)的酯酶 D 基因座缺失的剂量证据。发现 9 名患者的水平约为正常水平的一半;5以前未被识别为缺失携带者。

邓肯等人(1987)发现 cDNA 探针与 13q14.2 和 13q14.3 杂交最强。他们重新研究了一个个体,据说该个体的缺失将密切相关的 ESD 和 RB1 基因座分开,将 ESD 置于 RB1 的近端。然而,该缺失的定量原位杂交研究表明,缺失的 13 号染色体缺失 ESD,并在正常同源物中复制。这使他们得出结论,该个体的缺失不能用于确定 ESD 和 RB1 在 13q14 区域内的方向或亚定位。

考威尔等人(1988)在视网膜母细胞瘤患者中发现了 50% 的酯酶 D 活性水平和 13q14 区的小缺失。母亲表现出相同的正常酯酶 D 水平的 50% 和相同的缺失,但没有视网膜异常。考威尔等人(1988)指出,这是缺失直接遗传的第一个实例,也是第一个缺失不导致肿瘤形成的实例。

希金斯等人(1989)使用场反转凝胶电泳(FIGE) 构建了围绕 RB1 基因座的大约 1,000 kb DNA 的限制图谱,并检测了 3 名视网膜母细胞瘤患者的易位断点。推测的 RB1 基因的大尺寸(大约 200 kb)及其多个分散的外显子使产前和症状前诊断以及携带者检测的分子筛查复杂化。通过FIGE,希金斯等人(1989)可以在推定的 RB1 基因内检测和绘制所有 3 名视网膜母细胞瘤患者的易位断点,从而证实该候选序列的真实性,并证明了 FIGE 在检测影响该基因座的染色体重排中的效用。

在通过 PFGE 分析构建围绕 RB 基因的远程限制图谱的过程中,Blanquet 等人(1991)发现了可能的基因组印记的证据:NruI 限制模式因缺失或其他重排的亲本来源而异。

▼ 诊断
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诊断和咨询

检眼镜检查通常显示白色“猫眼”反射和一只或两只眼睛的视网膜肿瘤,通常在 3 岁时。

斯帕克斯等人( 1979 , 1980 ) 建议,如果发现视网膜母细胞瘤和酯酶 D 之间存在联系,这将提供遗传咨询和早期诊断(包括产前诊断)的手段。图尔洛等人(1983)由于缺失了具有平衡插入易位的亲本后代中 13q 的关键部分,因此在患有视网膜母细胞瘤的患者中添加了第四个家族(Riccardi 等,1979;Rivera 等,1981;Strong 等。 , 1981)。他们指出,如果不进行核型分析,1 例正常父母出生后的复发风险可能被认为几乎为零,而实际上,如果其中一个正常父母是插入易位的携带者,则复发风险为 25%。同样的风险,25%,适用于三体后代的发生。

卡维尼等人(1985)表明,2 例遗传性视网膜母细胞瘤的肿瘤中残留的 13 号染色体来自受影响的父母。识别受影响父母的哪条染色体携带易患视网膜母细胞瘤的突变的能力在遗传咨询中具有明显的用处。卡维尼等人(1986)证明了 RB1 基因座侧翼的多个 RFLP 和同工酶标记在产前和产后预测视网膜母细胞瘤易感性中的有用性。

威格斯等人(1988)使用检测 RFLP 的“视网膜母细胞瘤基因”的克隆片段,并测试了这些 RFLP 在预测 20 个遗传性视网膜母细胞瘤家族中的癌症方面的有用性。20 个家庭中有 19 个可以预测;在 19 个中的 18 个中,标记 RFLP 显示出与易患视网膜母细胞瘤的突变一致的关联。在第19个亲属中,缺乏共隔离,但这可能是由于该亲属关键成员视网膜病变的临床诊断不准确。格雷格等人(1988)证明了 DNA 标记连锁分析在遗传性视网膜母细胞瘤家族遗传咨询中的有用性。

Maat-Kievit 等(1993)通过超声波在妊娠 21 周时检测到巨大的视网膜母细胞瘤。

由于约 75% 的由体质突变引起的视网膜母细胞瘤病例代表新的突变,Janson 和 Nordenskjold(1994)认识到需要方法来识别这种种系突变的携带者,以便提供知情的遗传咨询。使用脉冲场凝胶电泳筛查 20 例不相关的双侧视网膜母细胞瘤病例,检测到 1 个构成突变,发现是由平衡易位 t(4;13) 引起的,断点位于视网膜母细胞瘤基因的内含子 17 内。

RB1 突变的及时分子诊断有很多好处:它可以为视网膜母细胞瘤患者提供更早的治疗、更低的风险和更好的健康结果;使家庭能够做出知情的计划生育决定;并且成本低于传统监控。然而,复杂性阻碍了其临床实施。大多数 RB1 突变是独一无二的,分布在整个 RB1 基因中,没有真正的热点。里希特等人(2003)设计了一种灵敏而有效的策略来识别 RB1 突变,该策略结合了定量多重 PCR、双外显子测序和启动子靶向甲基化敏感 PCR。通过随机动态编程优化测试顺序以及针对 4 个反复出现的点突变开发等位基因特异性 PCR,将估计的周转时间缩短至不到 3 周,并将直接成本降低了三分之一。使用这种多步方法,Richter 等人(2003)在双侧受累的先证者中检测到 89% 的突变(224 个中的 199 个),在来自单侧受累的先证者的 84%(134 个中的 112 个)肿瘤中检测到两种突变等位基因。通过揭示那些没有携带相关先证者中发现的突变的家庭成员,分子分析使来自 20 个代表性家庭的 97 名高危儿童避免了 313 次麻醉监测和 852 次就诊。这些家庭中的孩子避免的临床检查直接成本的平均节省大大超过了分子检测的成本。此外,医疗保健储蓄将继续增加,因为后代将避免不必要的重复麻醉和检查。

拉什洛等人(2009)发现,通过使用高度敏感的等位基因特异性 PCR(AS-PCR) 检测 11 个复发性 RB1 无义突变的低水平嵌合,提高了 1,020 个视网膜母细胞瘤家族的 RB1 基因突变检出率。在 421 名双侧受累先证者中的 23 名(5.5%)和 572 名单侧受累先证者中的 22 名(3.8%)以及单侧先证者的 1 名未受影响的母亲中存在明显镶嵌现象。注意到一半的镶嵌突变只能通过 AS-PCR 检测到,Rushlow 等人(2009)表明大量具有其他类别 RB1 突变的低水平嵌合体可能仍未被当前技术识别。此外,由于 142 名未受影响的父母中只有 1 人(0.7%) 显示先证者突变的体细胞嵌合,而视网膜母细胞瘤患者的总体体细胞嵌合率为 4.5%,Rushlow 等人(2009)建议 RB1 突变的嵌合体极有可能表现为视网膜母细胞瘤。

筛选

诺拉尼等人(1996)比较了对患有视网膜母细胞瘤的个体亲属进行分子筛查和常规筛查的直接医疗保健成本。将变量设置为最可能的值(基线),传统筛查的预期成本(1994 年加元)对于一个由 7 个有风险的亲属组成的原型家庭来说是 31,430 美元。费用包括每位亲属在生命的前 3 年内进行 3 次诊所检查和 8 次麻醉检查。使用基线变量,分子策略包括筛选 1 个先证者和 7 个有风险亲属的原型家族,费用为 8,674 美元,包括先证者 RB1 突变的鉴定,随后对该突变的相关亲属进行检测,和临床随访类似于具有突变的亲属的常规策略。

Zeschnigk 等人(1999)报道了一种基于 PCR 的检测方法,用于检测 RB1 启动子的甲基化。该测定给出的结果与通过南方印迹分析在 40 个样品中获得的结果一致。

蔡等人(2004)报道了蛋白质截断测试(PTT) 在快速检测和测序 RB1 基因中的种系突变方面的有用性。27 名先证者中有 19 名(70%) 通过 PTT 检测出生殖系突变呈阳性。在 1 个亲属中,先证者的 PTT 结果为阴性,但另一个受影响的亲属的 PTT 结果为阳性。使用多层次的基因检测方法,27 个亲属中有 23 个(85%) 发现了突变,PTT 检测到的突变在短短 7 天内得到了阳性结果。在对照受试者中,PTT 没有产生假阳性结果。作者得出的结论是,当用作初始筛查时,PTT 可以增加其他检测方式的产量,为诊断视网膜母细胞瘤患者的遗传性种系突变提供及时且具有成本效益的方法。

▼ 分子遗传学
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冯等人(1987)使用 cDNA 探针来确定视网膜母细胞瘤的病变。Fung 等人用 cDNA 探针研究了 40 例视网膜母细胞瘤中的 16 例(1987),RB 基因的结构变化是可识别的,在某些情况下,包括具有相应截短转录物的纯合内部缺失。骨肉瘤也有一个纯合的内部缺失和截短的转录本。在 RB 基因组位点内鉴定了可能的缺失热点。在那些没有可识别结构变化的肿瘤中,要么不存在 RB 转录物,要么存在 RB 转录物的异常表达。

布克斯坦等人(1988)在 RB 基因的基因组克隆中鉴定了至少 20 个外显子并对其进行了临时编号。使用来自内含子 1 的独特序列探针,他们检测到来自 3 个视网膜母细胞瘤细胞系的基因组 DNA 中的杂合缺失和来自 2 个遗传性视网膜母细胞瘤患者的成纤维细胞中的基因组重排,表明内含子 1 包含一个常见的突变位点,这些突变赋予了视网膜母细胞瘤的易感性。证明 1 个 RB 等位基因的外显子 2-6 的 DNA 缺失,以及其他缺失的证明,解释了缩短的 RB mRNA 转录本的起源。

视网膜母细胞瘤候选基因 4.7R 在大多数视网膜母细胞瘤中没有表现出明显的缺失或重排。邓恩等人(1988)使用核糖核酸酶保护方法来分析来自视网膜母细胞瘤的 4.7R mRNA,以寻找更细微的突变。在核糖核酸酶(RNase) 保护试验中,RNases A 和 T1 在 RNA:RNA 或 RNA:DNA 杂交体中碱基对错配处切割单链 RNA。该测试仅识别约 50% 的单个碱基对突变。邓恩等人(1988)发现 11 个 RB 肿瘤中有 5 个表现出正常的 4.7R DNA 和正常大小的 RNA 转录物,显示出异常的核糖核酸酶切割模式。5 种突变中的 3 种影响 mRNA 的同一区域,与对涉及尚未鉴定的 5 主要外显子的剪接的影响一致。

罐头和干果(1989)发现视网膜母细胞瘤或骨肉瘤患者的 49 个肿瘤中有 12 个的视网膜母细胞瘤基因缺失。删除断点的映射揭示了没有 2 个断点的重合。因此,他们不能支持其他人关于该基因中存在缺失断点的“热点”的结论。在 4 个肿瘤中,他们对每个缺失断点周围的 200 个碱基对进行了测序。三个缺失在大小为 4 到 7 个碱基对的短、同向重复对内具有末端。他们将此解释为表明“滑动错配”可能在 RB 基因座缺失的产生中占主导地位。β-珠蛋白基因座的 20 处缺失中有 15 处涉及短的同向重复序列。在其他基因座中,经常发现断点处的 Alu 序​​列,例如,)、ADA 基因( 608958 ) 和 β-氨基己糖苷酶基因( 606869 )。Efstratiadis 等(1980)认为在 β-珠蛋白基因座缺失的断点处发现的重复长度不足以通过同源重组介导不等交叉,因此需要替代模型,在 DNA 复制过程中“滑动错配”。

邓恩等人(1989)扩展了 RB1 突变的表征,使用 RB1 转录本的 RNase 保护来定位可能的突变,然后是聚合酶链反应(PCR) 来扩增和测序突变等位基因。在 21 个 RB 肿瘤中的 15 个中发现了突变;在8个肿瘤中,核苷酸序列的精确错误被表征。4 个种系突变中的每一个都涉及小的缺失或重复,而 3 个体细胞突变是点突变,导致剪接改变和成熟 RB1 mRNA 的外显子丢失。通过 PCR 技术,Yandell 等人(1989)证明了来自 7 名单纯性视网膜母细胞瘤患者(无家族病史)的肿瘤中的单核苷酸变化。在 4 名患者中,突变仅涉及肿瘤细胞,在 3 名患者中,它涉及正常体细胞和肿瘤细胞,但在父母双方中均未发现。因此,这 3 个代表新的生发突变。所有 3 种都是成视网膜细胞瘤基因编码链中的 C 到 T 转换。3 个中的两个发生在 CpG 对处。由于视网膜母细胞瘤基因的新生发突变更有可能发生在父本等位基因上(Dryja 等,1989),C 到 T 转换的过度表达可能是雄性配子发生过程中发生的过程的结果。直接分析致病突变特别适用于以高比例新突变为特征的疾病。这种方法已经与莱-尼综合征(成功使用300322)和杜氏肌营养不良症(31.02),分别与高频率的新点突变和新缺失相关。基因组 DNA 的分析避免了分析 RNA 转录本或蛋白质基因产物的困难,并允许检测可能发生在剪接位点或从 RNA 转录本中排除的其他序列的突变。在 10 个突变(7 个视网膜母细胞瘤肿瘤和 3 个其他突变)中,5 个发生在外显子 21-24 区域,该区域仅占视网膜母细胞瘤基因编码序列的 15%。已经发现,由这些外显子编码的氨基酸已被删除的异常蛋白质缺乏对腺病毒 E1A 显性转化蛋白的结合活性。

布兰奎特等人(1995)对 232 名遗传性或非遗传性视网膜母细胞瘤患者的 RB1 基因进行了突变调查。他们系统地探索了所有 27 个外显子和侧翼序列,以及启动子。代表所有类型的点突变,发现它们沿 RB1 基因序列分布不均。在研究的人群中,外显子 3、8、18 和 19 被优先改变。表型表达和分子改变之间的相关性难以辨别,至少对于错义和框内突变而言。然而,布兰奎特等人(1995)观察到一些携带外显子 19 突变的患者也发生了非眼部肿瘤,如松果体母细胞瘤、纤维肉瘤或骨肉瘤。在 25 个家族性病例的 36%、双侧散发或单侧多灶性病例的 20.5% 和单侧散发病例的 7.1% 中检测到种系突变。由于在遗传病例中对生殖系突变的检测水平较低,他们推断必须涉及其他 RB1 失活机制。

洛曼等人(1996)研究了 119 名遗传性视网膜母细胞瘤患者的生殖系 RB1 突变。Southern印迹杂交和PCR片段长度分析揭示了48名患者的突变。在其余 71 名患者中,他们通过应用异源双链分析、非同位素 SSCP 和直接测序检测到 51 名(72%) 的突变。在 4 名患者中也发现了罕见的序列变异。RB1 基因的任何区域都没有优先参与单碱基替换。在 RB1 基因内的 14 个 CGA 密码子中的大多数处观察到反复转换。在外显子 25-27 中未观察到突变,尽管该区域包含 2 个 CGA 密码子。这向作者表明,RB1 基因的 3-prime 末端区域内的突变可能不是致癌的。对于 119 名患者的整个系列,在 99 名(83%) 中发现了突变。

洛曼等人(1997)研究了孤立性单侧视网膜母细胞瘤患者中 RB1 基因突变的频率和性质。在来自 36 名患者的肿瘤中总共检测到 45 个突变。在相应的外周血 DNA 中未检测到 39 个突变——包括 34 个小突变、2 个大的结构改变和 3 个肿瘤中的高甲基化。在 36 名患者中的 6 名(17%) 中,在结构性 DNA 中检测到突变,并且已知这些突变中有 1 名与表达能力降低有关。体质突变的存在与治疗时年龄过早无关。在 1 名患者中,外周血 DNA 和 RNA 的分子分析证实了体细胞嵌合现象。在外周血中没有检测到突变的 2 名患者中,

Hagstrom 和 Dryja(1999)研究了一组匹配的视网膜母细胞瘤和白细胞 DNA 样本的杂合性丢失,这些样本来自 158 名患者的 DNA 多态性信息。在 101 例病例中观察到 RB 基因座的杂合性丢失,其中 7 例具有导致半合子的体细胞缺失和 94 例具有纯合性(同二体)。在男性和女性患者的肿瘤中,在具有生殖系与体细胞初始突变的患者中,以及在初始突变发生在母本与父本等位基因的患者中,纯合子的频率大致相同。用分布在间隔 13cen-q14 中的标记物研究了一组 75 个表现出纯合性的肿瘤。41 个肿瘤在所有信息性标记位点均形成纯合子,表明纯合子是通过染色体不分离发生的。其余病例表现出有丝分裂重组。在男性与女性患者之间或在具有生殖系与体细胞初始突变的患者中,表观不分离与有丝分裂重组之间没有统计学上的显着偏差。Hagstrom 和 Dryja(1999)将分析区间中体细胞重组事件的位置与先前报道的减数分裂重组图进行了比较。尽管有丝分裂交叉发生在整个测定间隔,但与相当数量的减数分裂交叉相比,它们更可能发生在近端。他们观察到 4 个三重交叉案例,表明对有丝分裂重组的负面干扰,与通常观察到的减数分裂重组相反。

布雷姆纳等人(1997)研究了 RB1 基因第 24 和 25 外显子的 4-kb 缺失并与低外显率相关,因为该家族中只有 39% 的风险眼睛发展为视网膜母细胞瘤。据说这是在低外显率家族中观察到的最大缺失。与通常的 RB 突变不同,后者在 95% 的风险眼睛中导致视网膜母细胞瘤并且无法产生可检测的蛋白质,del24-25 等位基因转录一条信息,将外显子 23 剪接到外显子 26,导致可检测的蛋白质缺乏 58 个氨基酸。 C 端结构域,证明该结构域对于抑制视网膜母细胞瘤是必不可少的。del24-25 部分削弱了两种功能,即核定位和 E2F 的抑制,这与低外显率突变通过减少但不消除基本活动产生“弱等位基因”的想法一致。然而,

桑皮耶里等人(2006)在 35 名无关的意大利视网膜母细胞瘤患者中,有 13 名(37% )发现了 RB1 基因突变。在 9 例家族性病例中的 6 例和 26 例散发病例中的 7 例中发现了突变。13 个突变中有 11 个是新的。

格拉蒂亚斯等人(2007)分析了 58 名已知 RB1 突变患者的 16q 染色体上的 22 个短串联重复位点,并检测到 58 个肿瘤中有 18 个(31%)的杂合性丢失,16q24 的端粒部分有 5.7-Mb 的最小缺失区域, CDH13 基因( 601364 )外显子 10 中 Mb 82.7 的着丝粒边界。与视网膜母细胞瘤组织相比,视网膜中 16q24、CBFA2T3( 603870 ) 和 WFDC1( 605322 )的 CDH13 或其他两种候选抑制因子的表达没有丢失。格拉蒂亚斯等人(2007) 注意到几乎所有具有染色体 16q24 缺失的视网膜母细胞瘤都显示出弥漫性眼内播种,这表明最小缺失区域的遗传改变与细胞间粘附受损有关。

张等人(2012)表明,视网膜母细胞瘤基因组是稳定的,但多种癌症通路可以在表观遗传上失调。为了鉴定与视网膜母细胞瘤中 RB1 缺失相关的突变,Zhang 等人(2012)对视网膜母细胞瘤进行了全基因组测序。总体突变率非常低;RB1 是唯一已知的突变癌症基因。张等人(2012)然后评估了 RB1 在基因组稳定性中的作用,并考虑了癌症通路失调的非遗传机制。例如,原癌基因 SYK( 600085 ) 在视网膜母细胞瘤中被上调并且是肿瘤细胞存活所必需的。用小分子抑制剂靶向 SYK 在体外和体内诱导视网膜母细胞瘤肿瘤细胞死亡。因此,张等人(2012)得出的结论是,由于 RB1 丢失的直接或间接结果,关键癌症通路的表观遗传失调可能会导致视网膜母细胞瘤迅速发展。

多默林等人(2014)在荷兰国家视网膜母细胞瘤登记处研究了来自 433 个无关家庭的 529 名视网膜母细胞瘤患者。在 92% 的双侧和/或家族性患者和 10% 的非家族性单侧患者中检测到 RB1 突变。总体而言,在 433 个 RB 家族中的 187 个(43%) 中检测到种系突变;突变为 37% 无义、21% 剪接、20% 移码、9% 大插入缺失、5% 错义和 1% 启动子,以及 7% 的染色体缺失。10% 的患者因 RB1 突变而嵌合。鉴定了六个具有不完全外显RB1突变的3代家族。多默林等人(2014)指出,在这个无偏见的国家队列中,RB1 突变类型的频率与世界范围内描述的突变谱相同。

▼ 基因型/表型相关性
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洛曼等人(1996)发现移码或无义突变的位置与视网膜母细胞瘤的表型特征(包括诊断年龄、肿瘤病灶数量和非眼部肿瘤的表现)之间没有相关性。

泰勒等人(2007)研究了来自 50 个具有视网膜母细胞瘤家族史的无关家系的 165 个 RB1 突变携带者。二十五个(50%) 家庭有无义或移码突变,并显示出高或完全的疾病外显率。在外显子 1 中具有无义突变的两个家族显示出略微降低的外显率,表明转录修饰符或对无义介导的衰变的抵抗力。在 13 个(26%) 家族中鉴定出异常剪接突变,并与不完全外显率和可变表达性相关。八个(16%) 家族具有与高外显率相关的大基因重排。启动子和错义突变与低外显率相关。无论突变类型如何,六名完全外显性突变携带者在中位年龄为 15 岁时发展为继发性肉瘤。

▼ 病机
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Murphree 和 Benedict(1984)提出 RB1 基因是一类具有“抑制”或“调节”功能的隐性人类癌症基因的模型。视网膜母细胞瘤发展的主要机制是该基因的两个等位基因的丢失或失活。这种机制与被认为在激活或改变后诱发癌症的假定人类致癌基因的机制形成对比。遗传了一种视网膜母细胞瘤基因的患者中第二原发肿瘤的高发病率表明该癌症基因在其他几种原发恶性肿瘤的病因学中起着关键作用。在一些视网膜母细胞瘤中,会出现特定染色体区域的额外非随机拷贝,这表明可能涉及“表达”基因(可能是癌基因)。

在形态学标准上,视网膜母细胞瘤长期以来一直被认为是感光细胞谱系的恶性肿瘤。博根曼等人(1988)表明,这种体外生长的肿瘤表达高度特异性的感光细胞基因:转导蛋白 α 亚基,它是视锥细胞特有的,以及红色或绿色视锥细胞感光色素的转录物。博根曼等人(1988)没有发现对视杆细胞特异的标记基因。

魏克塞尔鲍姆等人(1988)提出的证据表明,在软组织肉瘤和骨肉瘤中,RB 基因的转录失活或转录后下调可能在病因学上很重要。他们使用与 RB mRNA 的 cDNA 探针杂交来分析没有视网膜母细胞瘤的患者的 3 例软组织肉瘤和 4 例骨肉瘤。大多数研究的肿瘤没有表达可检测水平的 RB mRNA,而正常细胞和上皮肿瘤细胞表达了。除了正常的 4.7-kb 物种外,一种骨肉瘤表达了 2.4-kb 的转录本。

泡菜等(1988)证明视网膜母细胞瘤细胞缺乏 TGF-β 受体。而在对照细胞中,在这种情况下来自胎儿的视网膜细胞,用 TGF-β 处理抑制细胞分裂,用相同物质处理视网膜母细胞瘤细胞对 DNA 合成、细胞分裂或细胞形态没有影响。

黄等人(1988)证明了通过逆转录病毒介导的基因转移引入克隆的 RB 基因,可以抑制培养的视网膜母细胞瘤或骨肉瘤细胞中的肿瘤表型。这是令人信服的证据,表明这些细胞中内源性 RB 基因的失活是肿瘤发生的关键步骤。

本尼迪克特等人(1990)建议视网膜母细胞瘤可能是独一无二的,因为两个 RB 等位基因的功能丧失足以导致恶性发展。在骨肉瘤中,p53 位点的额外改变可能是必要的,而在小细胞肺癌中,p53 和 3 号染色体短臂的改变可能是必要的。

许多实验的结果表明,RB基因产物的正常功能是细胞增殖的负调节因子,这是通过隔离参与细胞生长的多种核蛋白来实现的。DNA 肿瘤病毒癌蛋白通过从无活性的复合物中释放这些细胞蛋白来转化细胞,至少部分转化。结合的两种细胞蛋白 E2F( 189971 ) 和 MYC 蛋白(NMYC; 164840 ) 是转录因子。班达拉等人(1991)报道了一种自然发生的功能丧失 RB 等位基因,该基因编码一种无法与 DRTF1 复合的蛋白质( 189902 )。他们还表明细胞周期蛋白 A(CCNA; 123835) 还与 DRTF1 复合并促进 RB 蛋白有效组装到复合物中。

古德里奇等人(1991)发现将含有 T 抗原结合区的 RB 蛋白的全长或截短形式注射到细胞中可抑制从 G1 到 S 期的进展。抗RB抗体的共注射拮抗这种作用。结果表明,RB 通过在 G1 的特定点限制细胞周期进程来调节细胞增殖,并建立了 RB 活性的生物学测定。将 RB 与 T 抗原肽共注射或注射到表达 T 抗原的细胞中不会抑制进入 S 期。这被解释为表明某些 DNA 肿瘤病毒的转化蛋白,包括 SV40 T 抗原和腺病毒 E1A,可能至少部分通过结合和灭活 RB 来促进细胞生长。

坂井等人(1991)研究了从 56 例原发性视网膜母细胞瘤中纯化的 DNA 中 RB 基因 5-prime 末端的甲基化模式,包括其启动子区域和外显子 1。目的是研究启动子区域的超甲基化可能是导致肿瘤的基因功能丧失的原因。在其中 5 个肿瘤中,他们发现了高甲基化的证据;所有肿瘤均来自单侧的“单纯性”患者。在从这些患者的白细胞中纯化的 DNA 中没有检测到甲基化异常。在其中 1 个肿瘤中,高甲基化仅限于 1 个等位基因。在包括高甲基化区域的 1,306 bp 序列中没有发现解释等位基因特异性高甲基化的突变。如果高甲基化确实是肿瘤的原因,

RB1 基因中很大一部分致病突变导致蛋白质合成过早终止,并且这些突变中的大多数发生在 CpG 二核苷酸处的 C 到 T 转换。曼奇尼等人(1997)提供的证据证实了这种反复出现的 CpG 突变是这些 CpG 中 5-甲基胞嘧啶脱氨基的结果的观点。他们使用亚硫酸氢钠转化方法检测 RB1 代表性外显子中的胞嘧啶甲基化。他们分析了来自各种组织的 DNA,并专门针对 RB1 中的 CGA 密码子,据报道,RB1 中经常发生终止突变。他们发现 RB1 外显子 8、14、25 和 27 内的 DNA 甲基化似乎仅限于 CpG,包括 6 个 CGA 密码子。其他含有甲基化胞嘧啶的密码子没有发生突变的报道。因此,RB1 中 CpGs 的致病突变似乎由几个因素决定,包括 CpGs 内胞嘧啶处 DNA 甲基化的组成性存在,甲基化胞嘧啶所在的特定密码子,

Gallie(1997)评论说,“RB1 蛋白产物的生物学已经点燃了细胞周期调节领域,因此现在更多的文献提到视网膜母细胞瘤蛋白而不是疾病。” 然而,她的社论的主要观点是强调需要在研究、创新创业活动和临床管理之间建立一种新型伙伴关系,以充分利用在鉴定人类疾病基因(如 RB1)方面的投资。 .

Nevins(2001)回顾了 Rb/E2F 通路在细胞增殖、细胞命运决定和癌症中的作用。

范阿肯等人(2002)研究了视网膜母细胞瘤和正常视网膜组织中的钙粘蛋白-连环蛋白复合物。在这两种情况下,他们发现 N-钙粘蛋白( 114020 ) 与 α-和β-连环蛋白( 116805;116806 ) 相关,但与 E-或 P-钙粘蛋白无关。此外,与正常视网膜相比,成视网膜细胞瘤细胞表达 N-钙粘蛋白/连环蛋白复合物,其分布不规则且与细胞骨架的连接较弱。在视网膜母细胞瘤中,这种复合物充当入侵促进剂。

莫汉等人(2007)发现侵袭性视网膜母细胞瘤中 N-钙粘蛋白和 α-连环蛋白表达增加以及 E-钙粘蛋白和 CD9( 143030 ) 表达的丧失,并表明这些抗原可能有助于 RB 肿瘤的侵袭性。

Tucker 和 Friedman(2002)回顾了遗传性肿瘤可能发生的机制,并得出结论,特定肿瘤抑制基因的两个等位基因的丢失是一个常见的事件,但并非总是必要或充分的。他们提出了 4 个模型,并附有可能的例子,说明遗传性肿瘤易感综合征患者如何产生各种肿瘤,例如遗传性视网膜母细胞瘤、结节性硬化症(见191100)或神经纤维瘤病(见162200)。他们指出,即使是一种特定类型的肿瘤,也可能由不止一种机制发展而来。多步模型类似于Vogelstein 和 Kinzler(1993)提出的模型用于结直肠癌。在招募模型中,第二次打击发生在疾病位点,导致功能完全丧失。这些细胞招募其他周围的基质细胞,这些基质细胞仍保留 1 个疾病基因座的功能性拷贝进入该区域,从而促进肿瘤进展。在 LOH 模型中,所有细胞在遗传的致病基因中都具有 1 个突变。一个细胞需要在额外的基因座上发生另一种突变;这种突变可能导致肿瘤形成,或者在疾病位点的第二次体细胞“打击”可能导致肿瘤。在单倍剂量不足模型中,只有 1 个疾病基因功能拷贝的细胞对增殖刺激更敏感,从而形成肿瘤。

徐等人(2014)表明有丝分裂后的人视锥前体对 RB 耗竭具有独特的敏感性。RB 组合式在预期分离的人群和完整的视网膜中诱导锥体前体增殖。增殖遵循 E2F 调节基因的诱导,并取决于在成熟视锥前体中具有强表达和在视网膜母细胞瘤细胞增殖中起关键作用的因子,包括 MYCN( 164840 ) 和 MDM2( 164785 )。RB 耗尽的视锥细胞和成视网膜细胞瘤细胞的增殖也依赖于 RB 相关蛋白 p107(RBL1; 116957 )、SKP2( 601436 ) 和 p27(CDKN1B; 600778)) 与锥体前体成熟相关的下调。此外,RB 耗尽的锥体前体在原位异种移植物中形成肿瘤,具有人类视网膜母细胞瘤的典型组织学特征和蛋白质表达。徐等人(2014)得出的结论是,这些发现为视网膜母细胞瘤的锥状前体起源提供了令人信服的分子原理。

▼ 动物模型
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温德尔等人(1990)通过向受精卵显微注射含有 SV40 T 抗原(Tag) 蛋白质编码区的嵌合基因,创造了转基因小鼠,该基因由促黄体激素β-亚基基因的启动子驱动。其中一名男性创始人在大约 5 个月大时患上了双侧视网膜母细胞瘤。该表型是可遗传的,在转基因后代中具有完全外显率,其中在大约 2 个月时首次观察到肿瘤。温德尔等人(1990)证明了小鼠视网膜母细胞瘤细胞中 p105(Rb) 和 T 抗原之间的特定关联。因此,由于可以在功能上使 Rb 蛋白失活的 Rb 结合癌蛋白的眼部特异性表达,为肿瘤发生提供了证据。

马里诺等人(2000)通过 Cre-LoxP 介导的小脑外颗粒层(EGL) 细胞中 Rb 和 p53 肿瘤抑制基因的失活生成了髓母细胞瘤的小鼠模型( 155255 )。在星形胶质细胞和发育中的小脑 EGL 的未成熟前体细胞中都发现了由 Gfap( 137780 ) 启动子驱动的 Cre介导的重组。在 p53-null 背景中 Gfap-Cre 介导的 Rb 失活产生了具有成神经管细胞瘤典型特征的小脑高度侵袭性胚胎肿瘤的小鼠。这些肿瘤早在 7 周龄时就在分子层的外表面被识别出来,对应于 EGL 细胞在发育过程中的位置。马里诺等人(2000)得出结论,Rb 功能的丧失对于小鼠成神经管细胞瘤的发展至关重要,并表示他们的结果强烈支持成神经管细胞瘤起源于位于 EGL 中的多能前体细胞的假设。

李等人(1992)通过有针对性的破坏产生了缺乏 Rb 的小鼠。这些小鼠无法存活并且在神经发生和造血方面表现出缺陷(Lee 等人,1992 年;Jacks 等人,1992 年;Clarke 等人,1992 年)。小鼠中 Rb 的失活导致计划外的细胞增殖、细胞凋亡和广泛的发育缺陷,导致胚胎在第 14.5 天死亡。吴等人(2003)表明,Rb 的损失导致滋养层细胞过度增殖和胎盘中正常迷宫结构的严重破坏。这伴随着血管化的减少和胎盘转运功能的降低。吴等人(2003)使用互补技术——四倍体聚集和条件敲除策略——证明提供野生型胎盘的 Rb 缺陷胚胎可以进行足月,但在出生后很快就会死亡。大多数被认为是导致 Rb 缺失动物胚胎致死的神经系统和红细胞异常在获救的 Rb 缺失幼崽中几乎不存在。吴等人(2003)得出的结论是,这些发现确定并定义了 RB 在胚胎发育和活力所需的胚胎外细胞谱系中的关键功能,并为 RB 在发育中的细胞自主与非细胞自主作用提供了机制。

在转基因视网膜母细胞瘤小鼠模型(LH-β-Tag 小鼠)中,Dawson 等人(2003)发现低剂量的 1-α-羟基维生素 D2(0.1-0.3 微克,每周 5 次,持续 5 周)可抑制视网膜母细胞瘤,而死亡率没有显着增加。

为了模拟与人类 RB 肿瘤抑制基因失活相关的散发性癌症,Sage 等人(2003)产生了小鼠 Rb 基因的条件等位基因。圣人等(2003)证明原代静止细胞中 Rb 的急性损失足以进入细胞周期,并且具有不同于生殖系 Rb 功能损失的表型后果。这种差异的部分原因是 Rb 相关基因 p107( 116957 )的功能补偿。圣人等(2003)还表明衰老细胞中 Rb 的急性损失导致细胞衰老程序的逆转。

脂肪细胞前体细胞产生两种具有不同生理作用的主要细胞群:白色和棕色脂肪细胞。汉森等人(2004)证明视网膜母细胞瘤蛋白调节白色与棕色脂肪细胞的分化。通过表达猿猴病毒-40 大 T 抗原使野生型小鼠胚胎成纤维细胞和白色前脂肪细胞中的视网膜母细胞瘤蛋白功能失活,导致棕色脂肪特异性解偶联蛋白-1(UCP1;113730)在脂肪状态下表达。Rb-null 小鼠胚胎成纤维细胞和干细胞,但不是相应的野生型细胞,分化为脂肪细胞,其基因表达模式和线粒体含量类似于棕色脂肪组织。从这些和其他观察中,汉森等人(2004)提出,视网膜母细胞瘤蛋白充当决定白色和棕色脂肪生成的分子开关,表明该关键细胞周期调节剂在脂肪细胞谱系定型和分化中具有以前未表征的功能。

通过有针对性的破坏,Sage 等人(2006)删除了主要在内耳中的 Rb 基因。在出生后早期发育期间,Rb -/- 毛细胞继续分裂并转导机械刺激。然而,由于 Corti 器官的进行性退化,成年 Rb -/- 小鼠表现出严重的听力损失。许多 Rb -/- 前庭毛细胞在成年小鼠中存活并继续分裂,并且前庭毛细胞具有功能。

戴等人(2002)开发了来自 Rb -/- 小鼠胚胎的 Rb -/- 前列腺上皮(PrE) 细胞。Rb -/- PrE 细胞在培养中表现出血清孤立性和体内永生性。细胞周期分析显示 S 期 DNA 含量升高,同时细胞周期蛋白 E1 和增殖细胞核抗原的表达增加(PCNA; 176740 )。Rb -/- PrE 培养物在高密度培养条件下也表现出减弱的生长停滞能力。

麦克弗森等人(2003)在中枢神经系统(CNS)、周围神经系统(PNS) 和晶状体中产生了条件性 Rb 缺失的小鼠胚胎,同时保持了正常的红细胞生成。与胚胎第 13.5 天 Rb 空胚胎中大量 CNS 细胞凋亡相反,条件突变体在 CNS 中没有升高的细胞凋亡,尽管 PNS 和晶状体中有显着的细胞凋亡。在胚胎第 13.5 天,CNS、PNS 和晶状体中的 Rb -/- 细胞经历了不适当的 S 期进入。到第 18.5 天,条件突变体的大脑大小和重量增加,骨骼肌发育缺陷。麦克弗森等人(2003)假设缺氧是发育中的 Rb 突变胚胎中 CNS 神经元死亡的必要辅助因素。

海吉斯等人(2006)发现 Rb 在小鼠结肠的所有上皮细胞中表达,而 p107 主要在隐窝的下半部分表达,而 p130 在隐窝的上部和腔内衬的上皮中表达。同样,小鼠小肠隐窝中的未分化细胞表达 Rb 和 p107,而绒毛中的分化细胞表达 Rb 和 p130。Rb 或 p130 的条件性缺失增加了 p107 水平,而 Rb/p130 双突变体的 p107 水平甚至更高。尽管单独突变这 3 个基因中的任何一个几乎没有影响,但 Rb 和 p107 或 p130 的丢失共同导致小肠和结肠上皮的慢性增生和发育不良。在 Rb/p130 双突变体中,

在转基因视网膜母细胞瘤小鼠模型 LH-β-Tag 中,Jockovich 等人(2007)在形态学肿瘤变化明显之前检测到视网膜内核层中细胞增殖和血管生成增加。随着肿瘤大小的增加,血管生成随着新血管的出现而减少。用 CA4P 和醋酸阿奈可他治疗导致总血管密度显着降低。然而,这两种药物都没有减少 α-平滑肌肌节蛋白阳性成熟血管的数量。乔科维奇等人(2007)得出的结论是,这些发现表明靶向血管生成过程在治疗儿童视网膜母细胞瘤方面具有很高的潜在价值。

Wenzel 等人在 T 抗原视网膜母细胞瘤(TAg-RB) 小鼠模型中使用光学相干断层扫描(OCT) 成像(2015)最早在 2 周内表征了 TAg 阳性细胞,对应于肿瘤在组织学上明显的最早阶段,并且早在它们通过眼底镜检查明显之前。温泽尔等人(2015)得出结论,OCT 是一种用于跟踪体内早期 TAg-RB 肿瘤生长的无创成像方式。