威尔姆斯肿瘤1; WT1
肾母细胞瘤
Wilms 肿瘤 1(WT1) 是由染色体 11p13 上 WT1 基因(607102) 的杂合突变引起的。
▼ 描述
肾母细胞瘤是儿童最常见的肾肿瘤,发病率为万分之一,中位诊断年龄为 3 至 4 岁。肾母细胞瘤被认为是由肾源性残余物中异常持久的胚胎细胞发展而来。在组织学上,肾母细胞瘤反映了正常肾脏的发育,通常由 3 种细胞类型组成:胚基、上皮细胞和间质(Slade 等人总结,2010)。
肾母细胞瘤的遗传异质性
对肾母细胞瘤的易感性具有遗传异质性。WT2(194071) 是由染色体 11p15 上的 H19/IGF2 印记控制区(ICR1; 616186) 突变引起的。WT3(194090) 代表对应到染色体 16q 的基因座。WT4(601363) 代表对应到染色体 17q12-q21 的基因座。WT5(601583) 是由染色体 7p14 上的 POU6F2 基因(609062) 突变引起的。WT6(616806) 是由染色体 4q12 上的 REST 基因(600571) 突变引起的。
肾母细胞瘤中也有 BRCA2 基因(600185) 突变的报道。肾母细胞瘤中还报道了 HACE1 基因(610876) 的罕见体细胞和结构破坏。
磷脂酰肌醇蛋白聚糖 3 基因(GPC3; 300037) 的体细胞突变已在肾母细胞瘤中得到描述。还描述了男性肿瘤中单个 X 等位基因和女性肿瘤中活性 X 等位基因上 WTX 基因(300647) 的体细胞突变。
▼ 临床特征
肾母细胞瘤(WT) 是儿童期最常见的实体瘤之一,每 10,000 名儿童中就有 1 人发生,占儿童癌症的 8%。据信,这是由保留胚胎分化潜能的异常持续肾干细胞的恶性转化引起的(Breslow 和 Beckwith,1982;Rahman 等,1996)。
肾母细胞瘤的风险增加与几种可识别的先天性畸形综合征相关,尽管这些病例仅占所有临床肾母细胞瘤患者的不到 5%(Tsuchida et al., 1995)。
“WAGR”综合征(194072) 的特点是易患肾母细胞瘤、无虹膜、泌尿生殖系统异常和智力低下;WAGR 是一种“连续基因综合征”,其中染色体 11p13 上的结构性缺失影响多个连续基因,导致一系列缺陷(Schmickel,1986;Park 等,1993)。
梅多斯等人(1974) 描述了一个家庭,其中母亲患有先天性偏侧肥大(235000),而她的 3 个孩子患有肾母细胞瘤。第四个孩子患有尿路异常。其中一名儿童的肾母细胞瘤是双侧的,而另一名儿童的肾母细胞瘤是多中心的。
Bond(1975) 在 11 例双侧肾母细胞瘤病例中发现 5 例存在相关先天性异常,而在 76 例单侧肾母细胞瘤病例中仅发现 3 例存在相关先天性异常。
Beckwith(1998) 提供了关于与综合征相关的 WT 病例中诊断第一个肾母细胞瘤时的年龄的有用数据。在 121 例 Beckwith-Wiedemann 综合征(BWS; 130650) 病例中,96% 在 8 岁时被诊断;最年长的 BWS 患者在 10 岁零 2 个月时检测到 WT。在 203 名偏侧增生患者中,94% 在 8 岁时被发现;年龄最大的 HH 患者在 12 岁零 4 个月时检测到 WT。在 61 名 WAGR 患者中,98% 在 6 岁时检出肾母细胞瘤;年龄最大的 WAGR 患者在 7 岁零 3 个月时检测到 WT。在 52 名 Denys-Drash 综合征(DDS; 194080) 患者中,5 岁时 96% 的患者检测到 WT;年龄最大的 DDS 患者在 6 岁时检测到 WT。
▼ 遗传
不到 5% 的肾母细胞瘤是由种系突变引起的;大多数 WT 都是零星的(Bove,1999)。然而,已有许多同胞患有肾母细胞瘤的例子(Fitzgerald 和 Hardin,1955)。Strom(1957)描述了一个家庭,3代中有5例病例。一名健康男性的 1 名妻子育有 2 个受影响的孩子(共 5 个),另一名妻子育有 1 个受影响的孩子。他的一个妹妹和一个阿姨在婴儿期或幼儿期死于腹部肿瘤。布朗等人(1972) 报告了一个家庭连续 3 代的 4 名成员中发生肾母细胞瘤:先证者、一个女孩、她的母亲、阿姨和祖父。4 例中有 3 例经组织病理学证实存在肾母细胞瘤。右肾首先受到影响。这位阿姨最终患上了左肾肾母细胞瘤,导致她 7 岁时去世。
Matsunaga(1981) 得出的结论是,家族病例中的遗传“占所有病例的不到 1%”,是常染色体显性遗传,具有不完全外显率和可变的表达性。大约20%的家族病例是双侧的;约 3% 的散发病例是双侧的。双侧病例也可能是家族性的。Matsunaga(1981) 进一步得出结论,他的“宿主抵抗模型”符合数据,在该模型中,拥有抑制基因会导致肿瘤基因携带者无法诱导肿瘤。
Knudson 和 Strong(1972) 回顾并总结了 58 例肾母细胞瘤家族病例的数据。他们的结论是,双侧肿瘤更有可能是家族性的,家族性肿瘤由 2 种突变(1 种生发突变和 1 种体细胞突变)引起,而散发性肿瘤则由 2 种体细胞突变引起。费伦等人的工作(1984),Koufos 等人(1984),奥金等人(1984)和里夫等人(1984)证明Wilms肿瘤中存在11p变化的纯合性,从而为Knudson假说提供了支持。
Comes(1973)提出,显性遗传肿瘤可能是由于一对通常抑制结构转化基因表达的调节基因失活或丢失而产生的。
▼
Narahara 等人根据基因剂量研究绘制的图谱(1984) 得出结论,CAT 和 WAGR 位点均位于染色体片段 11p1306-p1305,其中 CAT 位于 WAGR 远端。中込等人(1984) 得出结论,11p13 带中部的缺失对于 WAGR 综合征至关重要;其他人则认为后半部分至关重要。
图洛等人(1984)总共审查了42个案例。Turleau 等人以一名 11p13 大部分缺失、过氧化氢酶低、肾母细胞瘤、腱索和隐睾但虹膜正常且无智力障碍的男孩为基础(1984)提出无虹膜的决定因素可能与肾母细胞瘤的决定因素不同。作者指出,在所有已发表的无虹膜病例中,11p13 的远端一半被删除,而在他们目前报道的病例中,有“一个微小的残留远端段”。观察结果可能表明顺序为 cen--CAT--WILMS--aniridia--tel;然而,奈良原等人(1984) 将过氧化氢酶基因座置于 WAGR 基因座远端。
de Martinville 和 Francke(1983, 1984) 的绘图研究似乎排除了 HRAS1(190020) 与导致肾母细胞瘤易感性的区域之间存在密切的物理关联。然而,删除可能会将它们聚集在一起。他们将 HRAS1、HBB 和胰岛素置于 11p15-p14.2 片段中。通过体细胞杂交,Junien 等人(1984) 发现 HRAS1 对应到 11p15.5-p15.1。在 4 个使用 WAGR 删除 11p13 的案例中,他们发现存在 HRAS1 典型的限制性内切酶消化模式。因此,HRAS1 在 WAGR 中并未被删除,这一发现与映射中的差异一致。里夫等人(1984) 在散发性肾母细胞瘤病例中证明了 HRAS 的缺失。他们指出了关于 HRAS 位置的相互矛盾的证据,他们得出的结论是,在确定 HRAS 的染色体位置之前,人们不能排除该癌基因在肾母细胞瘤发展中可能发挥功能作用。Michalopoulos 等人通过对无虹膜-维尔姆斯肿瘤患者的细胞进行分子遗传学研究(1985)得出结论,11p13中细胞学上可见的缺失删除了过氧化氢酶基因座,但没有删除近端的LDHA基因座,也没有删除位于远端的胰岛素、γ-球蛋白基因座、HRAS1和降钙素。
范·海宁根等人(1985) 研究了 5 名 11p 体质缺失的人。所有人都患有无虹膜症;2 人已切除肾母细胞瘤。使用过氧化氢酶的 cDNA 探针,他们发现 5 个基因座中有 4 个被删除,并且它必须接近 Wilms 和 aniridia 基因座。HBB和CALC没有被删除;因此,这些基因座可能位于 11p15.4-p12 区域之外。与肾母细胞瘤相关的 11p 区域也与横纹肌肉瘤和肝母细胞瘤有关(Koufos 等,1985);参见 WT2(194071)。所有这 3 种罕见胚胎癌均发生在 Beckwith-Wiedemann 综合征(130650) 中。
Raizis 等人通过使用对应到 11p 的 RFLP(1985) 发现有丝分裂重组是肾母细胞瘤中纯合性的机制。他们的研究结果表明,肿瘤中的胰岛素和 β-珠蛋白已达到纯合性,但 PTH 仍为杂合性。因此,PTH 必须接近 11p13,即细胞学确定的肾母细胞瘤“基因”位点。斯科金等人(1985) 表明,在 WAGR 病例中,由 11 号染色体编码并由单克隆抗体定义的 E7 相关细胞表面抗原被删除。该抗原可能与之前称为“a1”(151250) 的抗原相同。对 11p 小缺失的 WAGR 病例的研究允许将抗原 a1 分配到 11p13 进行区域化。
Reeve 等人在 4 例肾母细胞瘤病例中(1985) 发现与邻近的正常肾脏相比,胰岛素样生长因子 II(IGF2; 147470) 的转录物高度升高。通过原位杂交,Reeve 等人(1985) 将 IGF2 基因定位到 11p14.1,靠近 WAGR 基因座。Francke(1990)指出,Wilms瘤位点与IGF2接近,IGF2是该位点Wilms瘤的候选基因。
Lewis 和 Yeger(1987) 用来自 11p 缺失区域的 4 个克隆绘制了肾母细胞瘤区域图,以及含有来自易位 t(11;14) 的白血病 T 细胞的 11 号染色体的体细胞杂交体,来自来自具有 t(4;11) 易位的家族性无虹膜患者,以及来自患有肾母细胞瘤且 11p 缺失但无无虹膜的患者的淋巴母细胞。推导出以下顺序:着丝粒--CAT--T细胞断裂--无虹膜断裂--FSHB--端粒。
波蒂厄斯等人(1987) 使用染色体介导的基因转移为 11p 提供丰富的 DNA 标记来源。他们定义了 11p 的 10 个不同区域,其中 5 个细分为 11p13。他们还将 2 个孤立的 11p13 易位断点对应到由 WAGR 删除定义的最小重叠区域(SRO) 内。第一个病例来自一名家族性无虹膜患者,第二个病例发现于一名新生儿,其临床特征为Potter面容,病理特征为泌尿生殖发育不良,尿道和输尿管闭锁,双侧睾丸未降。波蒂厄斯等人(1987) 提出了肾母细胞瘤和泌尿生殖系统发育不良是否是同一位点突变的另一种表现的问题。
Seawright 等人使用荧光激活细胞分选仪来选择一系列带有删除的易位染色体的体细胞杂交体,该染色体与其正常同源物分离(1988) 使用基因特异性探针和细胞表面标记表达分析了这些细胞杂交体,以对标记进行排序并找到 WAGR 的 SRO。他们发现 FSHB 对应到 WAGR 远端,而 CAT 对应到它附近。11p13 中的两个易位断点(1 个与家族性无虹膜相关,1 个与尿道和输尿管闭锁导致的先天性肾功能不全的散发病例相关)在该 SRO 中进行了映射。
普伊桑特等人(1988) 报道了一名患有 WAGR 和从头相互易位 46,XY,t(5;11)(q11;p13) 的患者。Southern blot分析显示,编码过氧化氢酶的基因已被删除,但编码促卵泡激素(FSHB)β亚基的基因完好无损。
Mannens 等人使用一系列 11 号染色体探针(1988) 证明,Wilms 肿瘤中杂合性的丧失可能不一定涉及 11p13 处提出的 Wilms 肿瘤基因座,并且可能仅限于 11p15.5。Bonetta 等人提出了编码泌尿生殖系统发育不良(符号为 GUD)的单独基因(1989),他发现患有 Potter 面容和泌尿生殖系统发育不良的患者中的易位 t(11;2)(p13;p11) 的删除断点与删除的片段对应到相同的 225-kb 脉冲场凝胶电泳片段在维尔姆斯瘤中。范·海宁根等人(1990) 提出,Wilms 肿瘤基因本身可能作为多效性效应导致 WAGR 中泌尿生殖系统发育异常。
▼ 异质性
Grundy 等人(1988)和赫夫等人(1988) 提出证据表明另一种形式的常染色体显性肾母细胞瘤不对应到 11p。在对肾母细胞瘤家族分离的多点连锁分析中,Grundy 等人(1988) 排除了 11p13 和 11p15 的突变。在第二个家族中,肿瘤中丢失的 11p15 等位基因来自受影响的父母,因此排除了该区域作为遗传突变的位置。赫夫等人(1988) 同样研究了具有 7 个跨越 11p13 区域的 DNA 标记的肾母细胞瘤家族,但没有发现任何关联。
施瓦茨等人(1991) 使用 WT1 基因内信息丰富的 CA 重复多态性研究了一个 3 代 6 人患有肾母细胞瘤的家庭。他们证明了 WT 的易感性并不与多态性分离;此外,连锁分析也排除了 11p15 的 WT 倾向。
▼ 发病机制
Kaneko 等人在与 WAGR 综合征无关且具有正常染色体的肾母细胞瘤细胞中(1981) 发现涉及 11p14-p13 区域的间质缺失。
里夫等人(1985)提出IGF2是Wilms瘤中的转化基因。斯科特等人(1985)指出维尔姆斯瘤在组织学上与肾脏发育的早期阶段无法区分。Scott 等人在 12 例散发性肾母细胞瘤病例中(1985),如里夫等人(1985) 发现 IGF2 基因的表达相对于成人组织显着增加,但与包括肾脏、肝脏、肾上腺和横纹肌在内的几种胎儿组织中的表达水平相当。虽然这可能仅仅反映了肿瘤分化的阶段,但人们提出了IGF2参与转化过程的可能性。
韦斯曼等人(1987) 通过微细胞转移技术将正常人类 11 号染色体引入肾母细胞瘤细胞系,探讨了 11p13 缺失在肾母细胞瘤中的作用。含有正常11号染色体的细胞在裸鼠体内形成肿瘤的能力被完全抑制。
道等人(1987) 检查了 13 名儿童肾肿瘤患者的正常组织和肿瘤组织的核型和 11 号染色体基因型。12 例肾母细胞瘤患者中有 8 例的肿瘤显示出因体细胞重组(4 例)、染色体丢失(2 例)和重组(2 例)或染色体丢失和重复导致的 11p DNA 序列丢失的分子证据。多个 11p 标记物杂合的患者中的一例恶性横纹肌瘤未显示任何肿瘤特异性 11p 改变。其中一名患者患有帕尔曼综合征(肾错构瘤、肾母细胞瘤病和胎儿巨人症;267000)。
库马尔等人(1987) 证明了从患有无虹膜症的 9 个月大男孩身上摘除的肾母细胞瘤中 11p14-p12 的缺失。科兹曼等人(1989) 在一名 37 岁男性的肾母细胞瘤中发现 11p 等位基因丢失。这一发现表明了儿童和成人类型的共同发病机制,并表明当组织学结果不清楚时,分子遗传学研究可能有助于区分肾母细胞瘤和肾细胞癌或肉瘤。
然而,BK 病毒(BKV) 和 BKV DNA 及其亚基因组片段对正常人类细胞的形态转化发生的频率非常低,de Ronde 等人(1988) 发现 4 个 11 号染色体短臂上有不同缺失的个体异常容易发生形态转变。他们认为,易感性可能是通过位于删除区域内的“转化抑制子”基因座来解释的。删除的区域包括WAGR的区域;“转化抑制子”基因座可能与维尔姆斯肿瘤基因座相同。
Francke(1990) 评论了假定基因对于肾母细胞瘤的重要性。她将这一发现与视网膜母细胞瘤的发现进行了比较,在视网膜母细胞瘤中发现单个基因位点是造成这种情况的原因。她审查了至少 3 个能够产生肾母细胞瘤的基因的证据:一个位于 11p13,一个位于 11p15.5(194071),以及至少一个不位于这两个区域的基因(194090)。就肾母细胞瘤而言,多个部位的变化可能是协同的,或者更可能的是多个替代部位的变化导致相同的肿瘤。第三个模型是分层基因相互作用模型。如果 11p13 基因的功能是关闭 11p15.5 基因,那么 11p13 表达缺失将与 11p15.5 突变或等位基因缺失产生相同的效果。
Park 等人在 2 例肾母细胞瘤含有体细胞 WT1 突变的病例中(1993) 发现同一肾脏中的肾源性突变具有相同的突变。因此,肾源性残余物和肾母细胞瘤是地形上不同的病变,是从早期肾干细胞克隆衍生的。WT1 失活似乎是一种早期遗传事件,可导致肾源性休息的形成,从而增加了额外的遗传打击导致肾母细胞瘤的可能性。
就 P53(191170) 和 RB1(614041) 而言,当基因被重新引入含有失活内源基因的细胞时,肿瘤抑制基因的显着生长抑制特性提供了肿瘤抑制基因的特征。由于存在与不同肿瘤亚群有关的多个遗传位点以及缺乏适当的靶细胞系,因此维尔姆斯肿瘤中的类似研究变得复杂。为了获得合适的细胞系来研究 WT1 功能,Haber 等人(1993) 将切碎的人类肾母细胞瘤皮下接种到裸鼠体内,然后使肿瘤外植体适应体外生长。他们发现 1 种细胞系可以在组织培养物中无限繁殖,而不会丧失致瘤潜力。转染 4 种野生型 WT1 亚型中的每一种均抑制了这些细胞的生长。这些细胞中的内源性 WT1 转录物缺乏外显子 2 序列,这种剪接改变在所有测试的肾母细胞瘤中也检测到不同数量的剪接改变,但在正常肾脏中没有。这种异常转录物的产生(编码功能改变的蛋白质)可能代表了肾母细胞瘤中 WT1 失活的独特机制。
宫川等人(1998) 重点关注肾母细胞瘤中骨骼肌的异位形成。他们提供的证据支持 WT1 在肌生成中的负调节作用。他们的研究结果表明,肾脏的后肾间充质干细胞可能具有分化为骨骼肌细胞和上皮细胞的能力。通常,WT1 的表达似乎会阻止这种异位分化程序被激活。体外研究表明WT1可能在抑制骨骼肌的形成中发挥直接作用。
拉赫贾等人(2014) 报告了 44 个肾母细胞瘤的全外显子组测序,发现了 microRNA(miRNA) 处理酶 DROSHA(608828) 和 DICER1(606241) 中的错义突变,以及 MYCN(164840)、SMARCA4(603254) 中的新突变和 ARID1A(603024)。对肿瘤 miRNA 表达、体外加工测定和人类细胞基因组编辑的检查表明,DICER1 和 DROSHA 突变通过不同的机制影响 miRNA 加工。DICER1 RNase IIIB 突变优先损害来自前 miRNA 发夹 5 素臂的 miRNA 的加工,而 DROSHA RNase IIIB 突变通过显性失活机制全面抑制 miRNA 生物发生。DROSHA 和 DICER1 突变都会损害肿瘤抑制 miRNA 的表达,包括 LET7 家族(参见 605386),它们是 MYCN、LIN28(参见 611043)和其他肾母细胞瘤癌基因的重要调节因子。拉赫贾等人(2014) 得出的结论是,这些结果提供了对人类癌症中 miRNA 生物发生成分突变重新编程 miRNA 表达的机制的见解,并表明这些缺陷定义了肾母细胞瘤的一个独特亚类。
为了研究维尔姆斯瘤是否从癌前背景发展而来,Coorens 等人(2019)检查了肿瘤与相应正常组织之间的系统发育关系。在 23 例研究中的 14 例(61%)中,他们发现形态正常的肾组织中存在肿瘤发展之前的癌前克隆扩张。这些克隆扩张是由肿瘤和正常组织之间共享但血细胞中不存在的体细胞突变来定义的。库伦斯等人(2019) 还在 58% 的扩增中发现了 H19 位点(103280) 的高甲基化,这是肾母细胞瘤发展的已知驱动因素。双侧肿瘤的系统发育分析表明,克隆扩张可以在左右肾原基分歧之前进化。库伦斯等人。
印记
施罗德等人(1987) 发现 5 名肾母细胞瘤患者和另外 2 名先前报道的患者中,存在 11 号染色体等位基因缺失,并且所有 7 例患者中的这些等位基因均源自母体。所有这些肿瘤都是散发的。作者得出的结论是,最初的突变,无论是生发突变还是体细胞突变,一定发生在父本染色体上。没有职业史表明父亲突变的风险增加,而且平均而言,父亲的年龄没有增加。他们表示,如果丢失确实是随机的,那么所有 7 名患者在其肾母细胞瘤组织中丢失母体等位基因的概率小于 1%。通过 RFLP,Huff 等人(1990) 证明 11p13 条带的 8 个从头删除中有 7 个是父系起源的。1例母系来源的病例在缺失的大小或范围方面并无异常,孩子患上了肾母细胞瘤。据报道,尽管母系遗传占主导地位,但平衡易位的母系和父系携带者都会遗传 11p13 缺失。这些数据,除了其他位点的父系衍生突变普遍占主导地位之外,表明父系缺失频率增加是由于雄性生发突变率增加。
让皮埃尔等人(1990) 发现维尔姆斯肿瘤组织中母体染色体 11p15 区域母体等位基因丢失,并且母体染色体 11p13 存在结构性缺失。在其他情况下,涉及杂合性丢失的 11p 区域(11p15) 与涉及遗传易感性的区域(11p13) 不同。参见 194071。
▼ 分子遗传学
哈伯等人(1990) 描述了一种散发性单侧肾母细胞瘤,其中 WT1 候选基因的 1 个等位基因包含跨越外显子-内含子连接的 25 bp 缺失,导致异常 mRNA 剪接和 4 个锌指共有结构域中的 1 个丢失。蛋白质。受影响者的种系中不存在突变,这与肿瘤抑制基因的体细胞失活一致。除了影响 1 个等位基因的基因内缺失外,整个 11 号染色体上基因座杂合性的丧失表明早期染色体不分离和重复。哈伯等人(1992) 提出的证据表明 WT1 基因的这种突变表现为显性失活,通过反式显性机制抑制野生型蛋白的功能。他们怀疑这一点是因为发现突变等位基因与散发性肾母细胞瘤中的野生型等位基因共表达。因此,他们测试了这种突变型 WT1 等位基因(在 DNA 结合域内含有框内缺失)转化原代幼鼠肾细胞的能力。突变的 WT1 基因被发现与腺病毒 E1A 基因协同转化幼鼠肾细胞。野生型WT1基因以其所有选择性剪接形式既不抑制E1A诱导的病灶形成也不与E1A协同作用。突变的 WT1 基因被发现与腺病毒 E1A 基因协同转化幼鼠肾细胞。野生型WT1基因以其所有选择性剪接形式既不抑制E1A诱导的病灶形成也不与E1A协同作用。突变的 WT1 基因被发现与腺病毒 E1A 基因协同转化幼鼠肾细胞。野生型WT1基因以其所有选择性剪接形式既不抑制E1A诱导的病灶形成也不与E1A协同作用。
托恩等人(1991)证明,导致肾母细胞瘤的缺失之间的最小重叠区域是一段 16 kb 的 DNA 片段,包含位于 11p13 上的锌指基因的一个或多个 5 素外显子,以及相关的 CpG 岛。这支持了锌指基因作为疾病基因座的真实性。
卡卡蒂等人(1991) 描述了一个家庭,其中一个儿子患有双侧 WT,并且淋巴细胞和肾组织中有一条额外的环染色体。环的大小因细胞而异。一个女儿患有单侧 WT,并且在 PHA 刺激和 EBV 转化的淋巴细胞中含有一个小环染色体的异常克隆。这位未受影响的母亲的核型与患有 WT 的女儿相似。卡卡蒂等人(1991) 假设儿子的大环染色体是从母亲遗传的小环染色体的扩增形式。在受影响的儿童和未受影响的母亲中检查的所有细胞中,11 号染色体在细胞遗传学上均正常。
瓦拉纳西等人(1994) 分析了 98 个散发性肾母细胞瘤中整个 WT1 基因的结构完整性。通过 PCR-SSCP,他们发现 WT1 基因突变很少见,仅在分析的 6 个肿瘤中发生。在 1 个样本中,2 个孤立的基因内突变使两个 WT1 等位基因失活,提供了仅限于 WT1 基因的 2 个不同体细胞改变的单一例子。这些数据与之前确定的 WT1 中大缺失/插入的发生一起,定义了 WT1 基因在散发性肿瘤中改变的频率。
诺登舍尔德等人(1995) 对 27 例 46,XY 性腺发育不全女性进行了筛查,这些女性之前已筛查过并发现不携带 SRY 基因突变(480000),以确定孤立的性腺发育不全是否可能是由于 WT 突变所致。使用变性梯度凝胶电泳,他们在其中 1 名患者的外显子 8 中发现了杂合点突变:arg366-to-his,此前在 Denys-Drash 综合征病例(607102.0004) 中已描述过这种突变。临床数据的重新评估证实了德拉什综合征的诊断。基于这些结果,Nordenskjold 等人(1995) 得出结论,孤立性性腺发育不全不是由 WT1 基因突变引起的。
怀特等人(2002) 仅在维尔姆斯肿瘤组织中鉴定出 GPC 基因(300037.0006-300037.0007) 中的 2 个非保守单碱基变化,这意味着 GPC3 在维尔姆斯肿瘤发展中可能发挥作用。
卢等人(2002) 使用一种针对个体染色体的新型基因表达谱分析方法:比较表达序列杂交(CESH),研究了 18 例肾母细胞瘤病例。在随后复发的所有肿瘤中都显示出 1 号染色体长臂上基因的相对过度表达,但在缓解患者的肿瘤中都没有出现这种情况。
安格尔西奥等人(2004) 分析了 HACE1 基因(610876),该基因位于散发性肾母细胞瘤中非宪法性 t(6;15)(q21;q21) 重排的染色体 6q21 断点下游 50 kb 处。尽管在Wilms病例中HACE1基因座没有被易位直接中断,但与邻近的正常肾脏相比,肿瘤组织中的HACE1表达明显较低。与患者匹配的正常肾脏相比,HACE1 表达在 SK-NEP-1 肾母细胞瘤细胞系中以及另外 5 个原发性肾母细胞瘤病例中的 4 个中几乎检测不到。没有 HACE1 突变或缺失的证据,但 2 个上游 CpG 岛的高甲基化与肿瘤样本中 HACE1 的低表达相关。
斯莱德等人(2010) 在一名 6 个月大时患有双侧肾母细胞瘤的男孩中发现了一种宪法性从头平衡易位 t(5;6)(q21;q21)。断点分析表明易位横断了 HACE1 基因的内含子 6。对 450 名肾母细胞瘤患者的 HACE1 基因的进一步分析发现,1 名患者患有体质截短突变(W364X),她从未受影响的母亲那里继承了该突变,这表明外显率降低或该突变是一个不相关的发现。斯莱德等人(2010) 的结论是,HACE1 活性的消除可能会导致肾母细胞瘤的发生,尽管 HACE1 突变很罕见,并且对疾病发生率的贡献很小。
Reid 等人的 2 兄弟都患有肾母细胞瘤和脑肿瘤(2005) 鉴定出 2 个截短的 BRCA2 突变(600185.0027; 600185.0031)。
Rivera 等人在 51 个肾母细胞瘤中测试了基因拷贝改变和基因内突变(2007) 发现大约三分之一的 WTX 基因(300647) 失活。具有 WTX 突变的肿瘤缺乏 WT1 突变。与常染色体肿瘤抑制基因相反,WTX 是通过针对男性单个 X 染色体和女性活性 X 染色体的单等位基因“单次打击”事件失活的。
雷格夫等人(2008) 报道了 WT1 基因无义突变的母体遗传(607102.0027)。母亲在婴儿期患有肾母细胞瘤,成年后生育能力下降,而她的儿子则表现出泌尿生殖系统异常,包括伴有腱索和双侧睾丸未降的腺泡尿道下裂、伴有性腺母细胞瘤病灶的性腺发育不全以及腹内苗勒氏管衍生物。通过超声心动图检查,该男孩还患有室间隔缺损;6 岁以下未检测到肾母细胞瘤。雷格夫等人(2008) 指出无义突变表明 WT1 基因的基因型/表型和突变位置之间缺乏相关性、家族内变异的存在以及性别对泌尿生殖系统异常严重程度的影响。
罗耶-波科拉等人(2010) 描述了源自 5 个具有 WT1 突变的肾母细胞瘤个体的长期细胞培养物的建立和表征。根据 β-连环蛋白/T 细胞特异性转录因子转录活性的测量,其中三种肿瘤细胞系还具有 CTNNB1(116806) 突变和激活的经典 Wnt(164820) 信号通路。由于 11p11 中的有丝分裂重组,四个品系显示染色体 11p 杂合性丢失。基因表达谱显示 WT 细胞系与人间充质干细胞(MSC) 高度相似,FACS 分析表明 MSC 特异性表面蛋白 CD105(ENG; 131195)、CD90(THY1; 188230) 和 CD73(THY1; 188230) 的表达。 NT5E;129190)。WT 细胞的脂肪形成、软骨形成、成骨、和生肌分化潜能。通过使用胚胎干细胞在组织培养中从轴旁中胚层生成多能间充质前体,描述了轴旁中胚层和 MSC 的基因表达谱。利用这些已发表的基因集,作者发现大量基因在 WT 细胞系、轴旁中胚层和 MSC 中共表达。中内胚层和神经外胚层谱系基因的同时表达表明谱系可塑性。作者得出结论,携带 WT1 突变的 WT 具有轴旁中胚层的特定特征,而中胚层是肾基质细胞的来源。利用这些已发表的基因集,作者发现大量基因在 WT 细胞系、轴旁中胚层和 MSC 中共表达。中内胚层和神经外胚层谱系基因的同时表达表明谱系可塑性。作者得出结论,携带 WT1 突变的 WT 具有轴旁中胚层的特定特征,而中胚层是肾基质细胞的来源。利用这些已发表的基因集,作者发现大量基因在 WT 细胞系、轴旁中胚层和 MSC 中共表达。中内胚层和神经外胚层谱系基因的同时表达表明谱系可塑性。作者得出结论,携带 WT1 突变的 WT 具有轴旁中胚层的特定特征,而中胚层是肾基质细胞的来源。
▼ 基因型/表型相关性
舒马赫等人(1997) 在 64 名患者的组织样本中鉴定出 19 个半合子 WT1 基因突变/缺失。突变肿瘤的组织学类型为间质为主的15例,三相型的3例,胚层为主的1例,未知的2例。在 21 名间质为主的肿瘤患者中,15 名存在 WT1 突变,其中 10 名存在于种系中。在发生种系改变的患者中,6 例具有相关的泌尿生殖(GU) 道畸形和单侧肿瘤,2 例具有双侧肿瘤和正常 GU 区,2 例具有单侧肿瘤和正常 GU 区。三种突变是肿瘤特异性的,在无生殖道异常的单侧肿瘤患者中发现。这些数据证明了 WT1 突变与基质为主的组织学的相关性,表明 WT1 的种系突变容易导致具有这种组织学的肿瘤的发展。12 个突变是无义突变,导致 WT1 蛋白不同位置截短,只有 2 个突变是错义突变。在间质为主的肿瘤中,67% 显示杂合性丧失,并且在 1 个肿瘤中,除种系突变外还发现了不同的体细胞突变。因此,在大部分组织病理学上不同的肾母细胞瘤子集中,经典的 2 次打击失活模型(伴有功能性 WT1 蛋白的丧失)是肿瘤发展的根本原因。在间质为主的肿瘤中,67% 显示杂合性丧失,并且在 1 个肿瘤中,除种系突变外还发现了不同的体细胞突变。因此,在大部分组织病理学上不同的肾母细胞瘤子集中,经典的 2 次打击失活模型(伴有功能性 WT1 蛋白的丧失)是肿瘤发展的根本原因。在间质为主的肿瘤中,67% 显示杂合性丧失,并且在 1 个肿瘤中,除种系突变外还发现了不同的体细胞突变。因此,在大部分组织病理学上不同的肾母细胞瘤子集中,经典的 2 次打击失活模型(伴有功能性 WT1 蛋白的丧失)是肿瘤发展的根本原因。
▼ 历史
通过连锁分析,McDonald 等人(1998) 在 5 个家族中发现 19q13.4 处存在肾母细胞瘤易感基因的证据。此外,其他 2 个家族的受影响成员在该区域表现出杂合性缺失(LOH)。此外,他们实验室分析的 10%(148 个中的 15 个)散发性肾母细胞瘤在 19q 上的多个标记处显示 LOH(Ruteshouser 等,2001)。
▼ 动物模型
Dressler 和 Douglass(1992) 使用多克隆抗体在人肾母细胞瘤的上皮细胞中检测到高水平的 PAX2(167409) 表达。在小鼠中,他们通过免疫细胞化学显示,Pax2基因的表达定位于发育中肾脏中浓缩间充质细胞及其上皮衍生物的细胞核。数据表明,Pax2 是一种转录因子,在早期肾脏发育和肾母细胞瘤的间质到上皮的转变过程中具有活性。Pax2 是在小鼠中基于共同蛋白质编码域(配对框)鉴定的基因家族的成员,该基因首次在果蝇分段基因“paired”和“gooseberry”中描述。Pax 基因在胚胎发生过程中以组织限制的方式表达。
百达翡丽等人(1999) 报道,目标鼠 Wt1 等位基因的杂合性(在密码子 396 处截断锌指 3)在成年杂合子和嵌合小鼠中诱导了 Denys-Drash 综合征特征性的系膜硬化。男性生殖器缺陷也很明显,并且有一例维尔姆斯肿瘤,其中非靶向等位基因的转录物显示外显子 9 跳跃事件,这意味着 Wt1 功能障碍与小鼠维尔姆斯肿瘤发生之间存在因果关系。然而,在杂合胚胎干细胞和肾母细胞瘤中,密码子396截短的突变蛋白仅占Wt1蛋白的5%。这对于突变等位基因发挥其作用的机制具有影响。