当前位置: 首页 > 期刊 > 《中国肿瘤临床》 > 2000年第3期
编号:10500734
良恶性骨肿瘤p27蛋白表达与DNA含量研究
http://www.100md.com 《中国肿瘤临床》 2000年第3期
     曾建成 胡云洲 裴福兴 雷松 毛咏秋 魏于全

    摘 要 目的:探讨良恶性骨肿瘤细胞p27蛋白表达与DNA含量的关系及意义。方法:取骨肿瘤新鲜标本52例(骨软骨瘤10例,骨巨细胞瘤10例,骨肉瘤20例,其他恶性骨肿瘤12例),运用流式细胞术、单克隆抗体技术和定量免疫荧光技术,检测瘤细胞p27蛋白表达、S期细胞百分数(SPF)及DNA含量(DI),分析三者之间的关系。结果:52例骨肿瘤p27蛋白表达的平均FI值为1.37(骨软骨瘤2.24±0.38,骨巨细胞瘤1.79±0.36,骨肉瘤1.06±0.39,其他恶性骨肿瘤1.01±0.45);p27<1.37组25例,均为恶性骨肿瘤;p27<1.37组的DI、SPF均明显高于p27≥1.37组(P<0.001)。结论:p27蛋白表达减少,导致细胞周期失调,S期细胞增多,DNA合成增强,细胞过度增生、恶变,可能是骨肿瘤发生发展的原因之一。

    关键词:p27 基因表达 骨肿瘤 DNA 流式细胞术
, http://www.100md.com
    为了更深入地了解良恶性骨肿瘤细胞增殖动力学特点和生物学行为,指导临床诊断治疗及预后判断,我们利用流式细胞术(Flow Cytometry,FCM)、单克隆抗体技术和定量免疫荧光技术,对手术或活检所得的人骨肿瘤新鲜标本进行了瘤细胞DNA含量、细胞周期和p27蛋白表达的定量分析,对三者的关系及意义进行了探讨。

    1 材料与方法

    1.1 材料

    1.1.1 标本 取自华西医科大学附属第一医院骨科1997年6月至1998年6月手术或活检所得的人骨肿瘤新鲜瘤组织标本(均经本院病理科组织切片证实诊断)共52例:骨软骨瘤10例,骨巨细胞瘤10例,骨肉瘤20例,骨恶性纤维组织细胞瘤5例,软骨肉瘤5例,骨纤维肉瘤2例。所有病例均为无转移的原发骨肿瘤,在院外未行化疗及手术等处理。

    1.1.2 试剂 碘化丙啶染液(PI,50μg/ml),0.5%Triton X-100(Sigma公司)。鼠抗人p27蛋白单克隆抗体(一抗),羊抗鼠异硫氰基荧光素-IgG(FITC-IgG,二抗)系Immunotech公司产品。
, 百拇医药
    1.1.3 流式细胞仪 美国Coulter公司生产的Elite Esp型,其光源为Ar+激光器,激发光波长为488nm。

    1.2 实验方法

    1.2.1 骨肿瘤细胞DNA含量及细胞周期分析:将瘤组织用PBS液漂洗,去除表面血污及脂肪、结缔组织后,切割成1mm3大的碎块,装入试管中,加入30倍体积0.05%胶原酶,置37℃水浴中消化60分钟,间断振荡数次。终止消化后,用100目网眼的筛网过滤,去除未消化的组织,收集细胞悬液于离心管中。1 200rpm离心5分钟,去上清液;加入PBS液漂洗、离心,800rpm,3分钟,共两次,以除去细胞碎片。用300目筛网过滤,去除粘连细胞。用PBS液调整细胞浓度至1×106个/ml。加入DNA结合性荧光染料PI染液(50μg/ml)1ml,染色30分钟。流式细胞仪检测瘤细胞DNA含量及G1/G0期、G2/M期、S期百分数(S-phase fraction,SPF)。检测前先用标准微球(DNA Check)校准仪器,使其CV值在5%以内,并检测正常人外周血淋巴细胞作为DNA含量标准对照。检测时每个样品测5 000个细胞,其荧光信号经流式细胞仪Multicycle细胞周期分析软件处理后以直方图和数据表方式在荧光屏上显示。
, 百拇医药
    1.2.2 p27蛋白表达的检测 将瘤组织用生理盐水反复洗涤3次(去除红细胞),3%多聚甲醛固定10小时(4℃冰箱存放)。弃甲醛,PBS洗涤1次后,超声振荡器处理5分钟(使细胞分散)。加入0.5%TritonX-100 2ml,室温处理20分钟。用PBS洗涤3次,离心弃上清液,调整细胞浓度至1×106个/ml。细胞样品40μl,加入1∶5一抗10μl(对照组不加一抗),37℃孵育1小时。加入2%小牛血清白蛋白50μl,室温作用20分钟,封闭无关抗原。PBS洗涤3次。加入荧光标记的二抗50μl(1∶50),37℃孵育1小时。PBS洗涤3次,离心弃上清液。流式细胞仪检测瘤细胞的荧光强度,每个样品测5 000个细胞,用 Elite分析软件分析处理。

    1.3 资料统计分析方法

    1.3.1 DNA含量表示法 瘤细胞DNA含量以DNA指数(DNA Index,DI)表示。

, 百拇医药     以DI值作为判定DNA倍体的标准:DI=1.0±2CV,即0.90-1.10为二倍体;超出此范围者为异倍体。

    1.3.2 细胞周期计算方法 由计算机的Multicycle周期分析软件确定G0/G1期、S期、G2/M期的道次范围后,计算落在各期内的细胞数总和即得各期细胞数,并用百分率表示。其中S期百分数(S-phase fraction)用SPF表示。

    1.3.3 p27蛋白表达的定量分析 以荧光指数(fluorescence index,FI)表示p27蛋白的相对含量。

    1.3.4 统计处理 测得的数据用均数(x)±标准差(s)表示。所有数据均采用SAS V6.12统计软件处理,行t检验或q检验。

    2 结果
, 百拇医药
    2.1 骨肿瘤良恶性与DNA倍体、DNA含量(DI)、S期百分数(SPF)和p27蛋白表达的关系

    20例良性骨肿瘤均为二倍体,32例恶性骨肿瘤仅3例为二倍体,其余29例均为异倍体。恶性骨肿瘤的DI值、S期细胞所占百分比均明显高于良性骨肿瘤,但p27蛋白表达水平却明显低于良性骨肿瘤。良恶性骨肿瘤之间DI值、SPF、p27蛋白表达的差异,经统计学处理,有显著意义(表1)。

    表1 骨肿瘤良恶性与DNA倍体、DI、SPF和p27的关系

    例数

    DNA倍体

    DI值

    (x±s)

    SPF(%)
, 百拇医药
    (x±s)

    p27(FI值)

    (x±s)

    二倍体

    异倍体

    良性

    20

    20

    0

    1.02±0.03

    9.84±3.96

    2.01±0.42

    恶性
, 百拇医药
    32

    3

    29

    1.63±0.34

    18.98±6.14

    1.09±0.35

    t检验

    -

    -

    -

    P<0.001

    P<0.001

    P<0.05
, 百拇医药
    2.2 骨肿瘤的病理类型、恶性程度与DI、SPF、p27的关系

    骨软骨瘤、骨巨细胞瘤、骨肉瘤和其他恶性骨肿瘤之间比较结果显示:骨肿瘤的恶性程度越高,瘤细胞DNA含量和S期细胞所占比例越高,p27蛋白表达水平却相应降低。经多样本均数两两比较的q检验,它们之间的差异(骨肉瘤和其他恶性骨肿瘤之间的差异除外)有显著性(表2)。表2 骨肿瘤的病理类型、恶性程度与DI、SPF、p27的关系

    肿瘤类型

    例数

    DI

    P值

    SPF(%)

    P值

    p27
, http://www.100md.com
    P值

    骨软骨瘤

    10

    1.01±0.02

    6.07±2.16

    2.24±0.38

    >0.05

    <0.001

    <0.05

    骨巨细胞瘤

    10

    1.02±0.03

    12.93±1.68
, http://www.100md.com
    1.79±0.36

    <0.01

    <0.005

    <0.001

    骨肉瘤

    20

    1.72±0.36

    17.86±2.87

    1.06±0.39

    >0.05

    >0.05

    >0.05
, 百拇医药
    其他恶性骨肿瘤

    12

    1.49±0.30

    20.23±8.83

    1.01±0.45

    2.3 p27蛋白表达与DNA含量、SPF的关系

    52例骨肿瘤p27蛋白表达的平均FI值x=1.37。以x=1.37为界限,将52例骨肿瘤分成两组:p27≥1.37组,27例(骨软骨瘤10例,骨巨细胞胞瘤10例,骨肉瘤3例,骨恶性纤维组织细胞瘤1例,骨软骨肉瘤3例);p27<1.37组,25例,均为恶性骨肿瘤。比较发现,p27<1.37组的DI、SPF值均明显高于p27≥1.37组,两组之间的差异有显著性(P<0.001),见表3。表3 p27蛋白表达与DI、SPF的关系
, 百拇医药
    p27

    例数

    DI

    SPF(%)

    ≥1.37

    27

    1.10±0.19

    5.65±5.18

    <1.37

    25

    1.73±0.28

    20.49±6.03

    t检验
, 百拇医药
    -

    P<0.001

    P<0.001

    3 讨论

    肿瘤的发生、发展和恶变与细胞周期失控密切相关。细胞周期的顺利进行和完成依赖于一系列正负调节因子的相互作用,主要有细胞周期素(cyclins)、细胞周期素依赖激酶(Cyclin-dependent kinases,CDKs)和细胞周期素依赖激酶抑制蛋白(Cyclin-dependent kinase inhibitors,CDKIs)。CDKIs是近几年来分离得到一类重要的细胞周期调控蛋白,参与细胞G1期进入S期的负调控,可防止细胞过度增殖和恶变[1]

    p27是新近发现的CDKIs家族成员之一[2,3]。p27基因位于12p12-13.1,其编码的p27蛋白可抑制细胞从G1期进入S期而参与细胞周期的调控[4~6]。Loda[7]通过对结直肠癌p27蛋白表达的研究发现:p27蛋白低表达或不表达的患者的生存期明显低于p27蛋白阳性表达者;p27蛋白低表达或不表达主要是由于p27蛋白降解加强所致,p27基因缺失、突变少见;p27蛋白降解增加,引起p27蛋白低水平是侵袭性肿瘤发生的原因之一。Porter[8]、Steeg[9]等也认为p27蛋白水平的改变与肿瘤的发生、发展有关,可作为肿瘤生物学行为的预测指标。
, http://www.100md.com
    本研究对骨软骨瘤、骨巨细胞瘤、骨肉瘤和其他恶性骨肿瘤DNA含量、SPF和p27蛋白的流式定量分析结果表明:骨肿瘤的恶性程度越高,瘤细胞的p27蛋白表达水平越低,瘤细胞DNA含量(DI)和S期细胞百分比却相应增高。骨肿瘤细胞的DI和SPF值的高低与p27蛋白表达水平有一定的相关性。由此可以推测,p27蛋白可能与骨肿瘤的发生、发展、恶变及预后有关。p27蛋白表达减少,导致细胞周期失调,S期细胞增多,DNA合成增强,细胞过度增生,可能是骨肿瘤发生、发展、恶变的原因之一。

    利用流式细胞术定量分析骨肿瘤细胞DNA含量、S期细胞百分比与p27蛋白表达,将有助于骨肿瘤生物学行为和细胞增殖动力学特点的认识,对骨肿瘤良恶性鉴别、治疗方案的制定和预后的推断均有一定的临床意义。

    基金项目:本文课题受四川省卫生厅科学研究基金资助

    作者单位:曾建成(华西医科大学附属第一医院骨科 成都市 610041)
, 百拇医药
    胡云洲(华西医科大学附属第一医院骨科 成都市 610041)

    裴福兴(华西医科大学附属第一医院骨科 成都市 610041)

    雷松(肿瘤生物治疗研究中心)

    毛咏秋(肿瘤生物治疗研究中心)

    魏于全(肿瘤生物治疗研究中心)

    参考文献:

    1,Hunter T,Pines J.Cyclins and cancer Ⅱ:cyclin D and CDK in-hibitors come of age.Cell,1994;79:573~82

    2,Polyak K,Lee MH,Bromage HE,et al.Cloning of p27Kip1,a cycl in-dependent Kinase inhibitor and a potential mediator of extracellular antimitogenic signals.Cell,1994;78:59~66
, 百拇医药
    3,Toyoshima H,Hunter T.p27,a novel inhibitor of G1 cyclin-CDK protein kinase activity,is related to p21. Cell,1994;78:67~74

    4,Pietenpol JA,Bohlander SK,Sato Y,et al.Assignment of the human p27Kip1 gene to 12p13 and its analysis in leukemias.Cancer Res,1995;55:1206~10

    5,Ponce-Castaneda MV,Lee MH,Latres E,et al.p27kip1:chromoso mal mapping to 12p12-12p13.1 and absence of mutations in human tumors.Cancer Res,1995;55:1211~4
, 百拇医药
    6,Hengst L,Read SI.Translational control of p27kip1 accumulation during the cell cycle.Science,1996;271:1861~4

    7,Loda M,Cukor B,Tam SW,et al.Increased proteasome-dependent degradation of the cyclin-dependent kinase inhibitor p27 in aggressive colorectal carcinomas.Nat1 Med,1997;3(2):231~4

    8,Porter PL,Malone KE,Heagerty PJ,et al.Expression of cell-cycle regulators p27kip1 and cyclin E,alone and in combination,correlate with survival in young breast cancer patients.Nat1 Med,1997;3(2):222~5

    9,Steeg PS, Abrams JS. Cancer prognostices: past, present and p27.Nat1 Med,1997;3(2):152~4, 百拇医药