遠隔転移を伴うヒト結腸直腸癌におけるSMAD4遺伝子変異の頻度が高い

結腸直腸癌の進行中に、染色体18Qのヘテロ接合性（LOH）の喪失頻度の増加頻度を以前に検出しました。18 QloHの標的を明確にするために、111の散発性、52の家族性腺腫性ポリポーシス（FAP）および9人の遺伝性非ポリポーシス大腸癌（HNPCC）患者の肝転移を含む異なる段階の176の結腸直腸腫瘍でSMAD4遺伝子の変異を分析しました。TGF-betaシグナル伝達経路における他のSMAD遺伝子ファミリーの変異も調べられました。21のSMAD4変異と1つのSMAD2変異が検出されましたが、SMAD3、6、7の遺伝子の変異は検出されませんでした。SMAD4変異には、7つのフレームシフト、1つのインフレーム欠失、4つのナンセンス、および9つのミスセンス変異が含まれ、その95％はホモオリゴマーとヘテロオリゴマー形成に含まれるSMAD4タンパク質領域の変化をもたらしました。SMAD4変異を伴う腫瘍の頻度は、腺腫で0/40（0％）、筋肉内癌では4/39（10％）、遠隔転移なしの原発性浸潤癌では3/44（7％）、6/17（35％）でした遠隔転移を伴う原発性浸潤癌、および遠隔転移の11/36（31％）では（転移性/非転移性：P = 0.006約0.01）。他の対立遺伝子の喪失は、SMAD4変異を伴う20分の19（95％）の侵襲性および転移性癌腫で観察されました。4例では、同じ患者の原発性癌と転移性癌の両方が同じ突然変異を示した。現在の結果は、Smad4遺伝子が18 Qlohの真の標的の1つであり、その不活性化がヒト結腸直腸発がんにおける遠隔転移などの高度な段階に関与していることを示唆しています。

We have previously detected an increased frequency of loss of heterozygosity (LOH) on chromosome 18q during progression of colorectal carcinomas. To clarify the target of 18qLOH, mutation of Smad4 and Smad2 genes was analysed in 176 colorectal tumors with different stages, including liver metastasis, from 111 sporadic, 52 familial adenomatous polyposis (FAP) and nine hereditary nonpolyposis colorectal cancer (HNPCC) patients. Mutation of other Smad gene families in the TGF-beta signaling pathway was also examined. Twenty-one Smad4 mutations and one Smad2 mutation were detected, whereas mutation of Smad3, 6 and 7 genes was not detected. Smad4 mutations included seven frameshift, one inframe deletion, four nonsense and nine missense mutations, 95% of which resulted in alteration of Smad4 protein regions included in homo-oligomer and hetero-oligomer formation. Frequencies of tumors with Smad4 mutation were 0/40 (0%) in adenoma, 4/39 (10%) in intramucosal carcinoma, 3/44 (7%) in primary invasive carcinoma without distant metastasis, 6/17 (35%) in primary invasive carcinoma with distant metastasis, and 11/36 (31%) in distant metastasis (metastatic/non-metastatic: P=0.006 approximately 0.01). Loss of the other allele was observed in 19 of 20 (95%) invasive and metastasized carcinomas with Smad4 mutations. In four cases both primary and metastasized carcinomas in the same patients showed the same mutations. The present results suggest that Smad4 gene is one of true targets of 18qLOH, and that its inactivation is involved in advanced stages, such as distant metastasis, in human colorectal carcinogenesis.