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编号:10497770
食道鳞癌凋亡相关基因表达及原位凋亡的同步检测
http://www.100md.com 《首都医科大学学报》 1999年第2期
     作者:战烨 曾辉 张勇 王植平 赵相印

    单位:战烨 曾辉 赵相印:首都医科大学附属北京同仁医院内科;张勇 王植平:北京同仁医院病理科

    关键词:食道肿瘤;鳞癌;细胞凋亡;基因表达

    首都医科大学学报990107 提要:用免疫组织化学染色法对食道鳞癌标本进行凋亡相关基因P53、Fas、Bcl-2和Bax表达的检测,同时采用TUNEL方法原位探测细胞凋亡。检测结果显示:①52例食道鳞癌标本中,P53、Fas、Bcl-2、Bax和细胞凋亡的阳性率分别是61.5%、61.5%、69.2%、98.1%和28.8%。②18例对照标本中相应指标的阳性率分别为16.7%、100%、38.9%、100%和61.1%。③比较2组标本,肿瘤组P53和Bcl-2的阳性率显著高于对照组(P<0.01及P<0.05),肿瘤组Fas与TUNEL的阳性率显著低于对照组(P<0.01及P<0.05)。④以上4种蛋白与细胞凋亡存在与否无独立相关性。上述结果表明,在食道癌变中,不仅存在细胞凋亡功能的减低,同时伴有多种凋亡相关基因的表达异常。凋亡功能的异常,可能是多基因共同调控的结果。
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    中图分类号:R735.1

    Multiple Apoptosis-related Genes

    Expression and in Situ Detection

    of Apoptosis in Human Esophageal

    Squamous Cell Carcinoma

    Zhan Ye,Zeng Hui,Zhao Xiangyin

    Department of Internal Medicine,Beijing Tongren Hospital,Affiliate of Capital University of Medical Sciences
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    Zhang Yong*,Wang Zhiping*

    *Depatment of Pathology,Beijing Tongren Hospital

    Abstract: By means of immunohistochemistry and TUNEL,the expression of four apoptosis-related genes and apoptosis ability were examined in situ in human esophageal squamous cell carcinomas.Results: ① In 52 cases of tumor group,the positive rate (PR) of P53,Fas,Bcl-2 and Bax expression was 61.5%,61.5%,69.2% and 98.1%,respectively.The PR of apoptotic cell was 28.8%.② In 18 cases of control group,the corresponding parameters were 16.7%,100%,38.9%,100% and 61.1%,respectively.③As compared with control group,the PR of P53,Bcl-2 expression were significantly higher in tumor group (P<0.01 and P<0.05),with the significantly decreased PR of Fas expression and apoptotic cell (P<0.01 and P<0.05).④ No correlation was showed between each protein expression of four and apoptosis detection.These findings implicate that,during the course of carcinogenesis in esophageal squamous cell carcinomas,the reduction of apoptosis ability is prominent,accompanied with abnormal expression of multiple apoptosis-related genes.
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    Key words: esophageal neoplasms; squamous cell carcinoma; apoptosis; gene expression

    在对食道鳞癌的连续切片进行P53、Fas、Bcl-2和Bax蛋白检测的同时,对细胞凋亡情况进行原位观察。以期揭示多种凋亡相关基因在食道肿瘤中的变化规律、相互关系以及在癌变中对细胞凋亡作用的影响。

    1 材料和方法

    1.1 材料

    52例食道鳞癌标本均取自我院1992~1996年手术标本,常规甲醛固定,石蜡包埋,5 μm厚连续切片,分别进行HE染色,P53、Fas、Bcl-2和Bax免疫组化染色以及TUNEL(TdT-mediated dUTP-biotin nick end labeling)标记染色。从中随机选取18例手术断端无肿瘤浸润和无中、高度非典型增生标本作为对照。
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    1.2 主要试剂

    鼠抗人CD95单抗(PharMingen),鼠抗人P53单抗(ZYMET),鼠抗人Bcl-2单抗和鼠抗人Bax单抗(Santa Cruz),TUNEL试剂盒(Boehringer Mannheim),生物素-链霉亲和素标记蛋白显色试剂盒(ZYMET)。

    1.3 方法和结果判定

    P53、Fas、Bcl-2和Bax表达检测采用ABC法,Ⅰ抗的质量体积比分别为1∶50、1∶200、1∶50和1∶50,DAB显色、苏木素复染,细胞呈棕黄色反应为阳性。TUNEL法按试剂说明书进行,以DAB显色、甲基绿复染,细胞核呈棕褐色为阳性。以上检测均设阴、阳性对照。

    1.4 统计学方法

    所得数据用χ2检验和四格表确切概率法分析。
, 百拇医药
    2 结果

    2.1 凋亡相关基因表达特点

    在被检测标本中,P53阳性反应物质均位于细胞核内,Fas阳性反应物质位于胞膜及胞浆,Bcl-2和Bax的阳性反应物质位于胞浆内。

    P53、Fas、Bcl-2和Bax在52例肿瘤标本中的表达阳性率分别是61.5%、61.5%、69.2%和98.1%;在对照组分别为16.7%、100%、38.9%和100%。P53和Bcl-2蛋白在肿瘤中的阳性率显著高于对照组(P<0.01及P<0.05)。而Fas在肿瘤中表达缺失现象明显增加(P<0.01)。2组之间Bax的阳性率无显著性差异(P>0.05,表1)。

    表1 2组食道鳞癌多基因表达与凋亡检测 分组

    n
, 百拇医药
    P53

    Fas

    Bcl-2

    Bax

    TUNEL

    阳性例数(所占比例/%)

    对照组

    18

    3(16.7)

    18(100.0)

    7(38.9)

    18(100.0)

, 百拇医药     11(61.1)

    肿瘤组

    52

    32(61.5)**

    32(61.5)**

    36(69.2)*

    51(98.1)

    15(28.8)*

    与对照组相比P<0.05,**P<0.01

    2.2 基因表达与食道鳞癌临床特征的关系

, 百拇医药     由表2可见各基因表达与患者的年龄、性别及淋巴结转移之间无明显相关性(P>0.05)。

    表2 基因表达与性别、年龄、淋巴结转移的相关性 指标

    n

    P53

    Fas

    Bcl-2

    Bax

    阳性例数(所占比例/%)

    性别

    男

    36

    24(66.7)
, 百拇医药
    22(61.1)

    25(69.4)

    36(100.0)

    女

    16

    8(50.0)

    10(62.5)

    11(68.8)

    15( 93.8)

    年龄/岁

    ≥60

    29

, 百拇医药     18(62.1)

    19(65.5)

    20(69.0)

    28( 96.6)

    <60

    23

    14(60.9)

    13(56.5)

    16(69.6)

    23(100.0)

    淋巴结转移

    有

, 百拇医药     15

    11(73.3)

    10(66.7)

    11(73.3)

    15(100.0)

    无

    37

    21(56.8)

    22(59.5)

    25(67.6)

    36( 97.3)

    2.3 TUNEL检测结果
, 百拇医药
    TUNEL染色阳性产物均位于细胞核内。在食道鳞癌和对照组中,其阳性率分别为28.8%和61.1%,具有显著性差异(P<0.05,表1)。

    2.4 基因表达与细胞凋亡关系

    在被检测标本中,P53、Fas、Bcl-2及Bax的各自表达与TUNEL染色显示的细胞凋亡之间无显著相关性(P>0.05,表3)。表3 细胞凋亡与各相关基因表达的相关性 TUNEL

    n

    P53

    Fas

    Bcl-2

    Bax

    阳性例数(所占比例/%)
, 百拇医药
    阳性

    15

    10(66.7)

    12(80.0)

    11(73.3)

    15(100.0)

    阴性

    37

    22(59.5)

    20(54.1)

    25(67.6)

    36( 97.3)
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    3 讨论

    食道肿瘤演变过程是受多基因调控的,与细胞增生和凋亡失衡相关。利用免疫组化技术和凋亡细胞原位检测方法,在连续组织切片上进行多种凋亡相关基因(抑制性和促进性基因)蛋白表达及细胞凋亡的同步检测,有助于探讨凋亡调控机制在癌变过程中的作用。

    3.1 食道鳞癌细胞凋亡减少

    TUNEL方法是一种可在石蜡包埋切片上检测凋亡细胞的新技术[1]。它在保留原有组织形态特点的同时,可利用光镜于原位特异性地观察凋亡细胞。本研究结果显示,肿瘤细胞的凋亡能力明显低于对照标本。说明食道癌变过程中不仅存在增殖加快,而且还伴有凋亡能力减低。由于畸变细胞在数量不断增加的同时,又不能被有效清除,使得增殖/凋亡比例加大,最终导致肿瘤形成。

    3.2 食道鳞癌细胞凋亡相关基因表达异常
, 百拇医药
    细胞凋亡相关基因分为2类,一类是促进凋亡基因,如Fas、Bax;另一类是抑制凋亡基因,包括突变型P53和Bcl-2。在研究中,我们既发现Fas表达缺失,又发现P53和Bcl-2表达增高。说明这2类基因的表达异常均参与了食道鳞状上皮的癌变过程。

    Fas和Bax是促进性凋亡基因,一定量正常Fas蛋白与其特异性抗体或配基相结合可激活Fas+细胞发生凋亡[2],而Bax则通过与Bcl-2形成异二聚体而抑制后者阻碍凋亡的活性[3]。我们在研究中发现,癌细胞Fas表达显著减低,与其凋亡减少相一致。说明Fas缺失或减低对食道癌变起重要的促进作用。这种促进作用通过抑制依赖Fas激活的凋亡途径来实现。Fas表达异常是否源于DNA水平,有待于进一步深入研究。Bax在2组标本中的表达无明显差异,提示在食道癌变过程中其缺失可能不是主要的影响因素。

    突变型P53和Bcl-2是2种重要的抑制性凋亡相关基因,两者的过度表达已被证实存在于多种肿瘤组织中[4~6]。本研究显示,P53和Bcl-2高表达是食道鳞癌的另一特点,与Wang[7]、Casson[8]以及Ohhu[9]等的报道符合。表明在食道鳞癌的发生发展中,不仅存在着促进性凋亡相关基因的表达缺失或减弱,抑制性基因的表达增强也十分突出。异常表达的这2类基因共同作用,干扰凋亡的正常进行,使凋亡水平下降。
, 百拇医药
    3.3 凋亡减低与多基因表达异常相关

    Tamura等报道[10],携带野生型(wt)P53的人结肠癌细胞系在经Fas单抗作用后,凋亡增强伴wt P53-mRNA表达增加。而Wang等发现Bcl-2可抑制P53诱导的表达v-myc细胞系的凋亡[11]。说明凋亡相关基因之间能通过某些中间环节相互作用,共同影响凋亡的实施。在本研究中,虽然肿瘤P53、Bcl-2高表达及Fas低表达与凋亡减弱相吻合,但没有发现凋亡减低与这3种蛋白各自的表达异常有显著相关性,也进一步论证了这一点。由此推测,在食道鳞癌中,由于几种凋亡基因的异常表达,致使与激活或促进细胞凋亡机制相关的某些环节受到干扰,细胞凋亡能力降低,从而共同促进细胞癌变。

    本研究结果说明,在食道鳞癌中不仅存在着凋亡能力的显著降低,同时伴有多种凋亡相关基因的表达异常。多基因表达与细胞凋亡同步检测的技术,将表达与功能结合起来,不仅有利于探讨多基因凋亡调控机制在癌变中的作用,也为研究多种基因之间的“立体式调节网络”提供了新的思路。
, 百拇医药
    本研究承蒙我院消化内科刘宾副主任医师及胃镜室全体工作人员大力支持,谨此感谢。

    参考文献

    1 Gavrieli Y,Sherman Y,Beb-Sasson S A.Identification of programmed cell death in situ via specific labeling of nuclear DNA fragmentation.J Cell Biol,1992,119:493~501

    2 Yonehara S,Ishii A,Yonehara W.A cell-killing monoclonal antibody (anti-Fas) to a cell surface antigen co-downregulated with the receptor tumor necrosis factor.J Exp Med,1989,169:1747~1756
, 百拇医药
    3 Oltvai Z N,Milliman C L,Korsmeyer S J.Bcl-2 heterodimerizes in vivo with a conserved homolog,Bax,that accelerates programmed cell death.Cell,1993,74:609~619

    4 Greenblatt M S,Bennett W P,Hollstein M,et al.Mutations in the P53 tumor suppresser gene: Clues to cancer etiology and molecular pathogenesis.Cancer Res,1994,54:4855~4878

    5 Joensuu H,Pylkkanen L,Toikkanen S.Bcl-2 protein expression and long-term survival in breast cancer.Am J Pathol,1994,145:1191~1198
, 百拇医药
    6 Pezzella F,Turley H,Kuzu I,et al.Bcl-2 protein in non-small-cell lung carcinoma.N Engl J Med,1993,329:690~694

    7 Wang L D,Zhou Q,Hong J Y,et al.P53 protein accumulation and gene mutations in multitocal esophageal precancerous lesions from symptom free subjects on a high incidence area for esophageal carcinoma in Henan China.Cancer,1996,77:1244~1249

    8 Casson A G,Kervliet N,O′Malley F.Prognostic value of P53 protein in esophageal adenocarcinoma.J Surg Oncol,1995,60:5~11
, 百拇医药
    9 Ohhu M,Saegusa M,Tsukamoto H,et al.Expression of Bcl-2 protein in esophageal squamous cell carcinomas and its association with lymph node metastasis.Cancer,1997,79:1287~1293

    10 Tamura T,Aoyama N,Saya H,et al.Induction of Fas-mediated apoptosis in P53-transfected human colon carcinoma cells.Oncogene,1995,11:1939~1946

    11 Wang Y,Szekely L,Okan I,et al.Wild-type P53-triggered apoptosis is inhibited by Bcl-2 in a v-mycinduced T-cell lymphoma line.Oncogene,1993,8:3427~3431

    收稿日期:1998-03-20, http://www.100md.com