细胞周期蛋白依赖性激酶cdk2和cdk4在前列腺增生和癌变组织中的表达
作者：谢庆祥 林福地 孟家榕 汪鸿 缪友仁 李金雨
单位：谢庆祥 林福地 孟家榕 汪鸿 缪友仁 李金雨(福建省漳州市解放军第一七五中心医院病理科，漳州 363000)
关键词：前列腺增生；前列腺肿瘤；细胞周期蛋白质依赖激酶类
临床与实验病理学杂志990210摘要 目的：探讨细胞周期蛋白依赖性激酶cdk2和cdk4在前列腺增生(BPH)和前列腺癌(PC)的发生发展过程中作用及其与PCNA之间关系。方法：应用免疫组化S-P法检测18例正常前列腺(NP)、62例BPH和33例PC组织中cdk2、cdk4和PCNA的表达。结果：前列腺上皮和间质组织中均见cdk2和cdk4表达。NP中两者表达均分别显著低于BPH和PC；BPH的上皮细胞中两者表达均分别显著低于PC，但BPH的间质细胞中两者表达与PC相比均无显著性差异。BPH和PC中cdk2及cdk4表达与PCNA指数均呈正相关。结论：cdk2和cdk4异常表达参与BPH和PC的发生发展过程，其可能是通过改变细胞周期及促进细胞异常增殖而起作用的。
, 百拇医药
中国图书分类号 R737.2；R697.3；R392.31 文献标识码 A 文章编号 1001-7399(1999)02-0121-03
Expression of cyclin-dependent kinase 2 and 4 in benign prostatic hyperplasia and prostatic carcinoma
Xie Qingxiang Lin Fudi Meng Jiarong et al
(Dept of Urol, 175th Hospital of PLA, Zhangzhou 363000)
ABSTRACT Purpose To investigate the roles of cyclin-dependent kinase (cdk) 2 and cdk4 in the pathogenesis of benign prostatic hyperplasia (BPH) and prostatic carcinoma (PC) and their relation to PCNA. Methods Eighteen normal prostatic tissues, 62 specimens of BPH and 33 specimens of PC were examined by immunohistochemical methods. Results Both the positive staining of cdk2 and cdk4 were located in epithelium and stroma of prostates. The expressions of cdk2 and cdk4 in NP were significantly lower than those in BPH and in PC, respectively. The expressions of cdk2 and cdk4 in epithelium of BPH were significantly lower than those in PC. However, there were not statistically difference in cdk2 and cdk4 expressions between stroma of BPH and PC. There were closely relationships between cdk2 expression or cdk4 expression and PCNA index in BPH and in PC, respectively. Conclusion Abnormal expressions of cdk2 and cdk4 that result in aberrations of cell cycle and cell proliferation are involved in the pathogenesis of BPH and PC.
, 百拇医药
KEY WORDS prostatic hyperplasia; prostatic neoplasms; cyclin-dependent kinases
随着细胞周期的分子调控机制研究的深入及阐明，细胞周期与肿瘤等疾病之间的关系已成为目前研究的热点之一。细胞周期是在一系列正负调控因子的相互作用下进行的，细胞周期蛋白依赖性激酶(cdk)是其中主要的调节因子〔1〕，但对于其在前列腺增生(BPH)和前列腺癌(PC)中的研究甚少。本研究应用免疫组化方法检测cdk2和cdk4在前列腺组织中表达并探讨其意义。
1 材料和方法
1.1 组织标本 62例BPH，年龄51～80岁，平均64.3岁；33例PC，年龄58～72岁，平均66岁，其中高分化10例、中分化14例、低分化9例，A期15例、B期14例、C期和D期各2例。18例正常前列腺(NP)作为对照。石蜡包埋，切片厚4 μm。所有标本均常规HE染色，经病理组织学证实。
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1.2 免疫组化方法 采用S-P方法，具体参见文献〔2〕的方法。cdk2和cdk4均为多克隆抗体(Santa Cruz公司产品)，PCNA为单克隆抗体(Zymed公司产品)，稀释度均为1∶50，DAB显色，苏木素复染。PBS替代一抗作为阴性对照，膀胱癌标本作为阳性对照。
1.3 结果判定 根据染色程度、范围和分布特点综合判断。cdk2和cdk4结果判定：阳性细胞数0为阴性(-)、阳性细胞数1%～25%为(+)、26%～50%为(
)、51%～75%为(
)、≥76%为(
)。PCNA指数的计算：高倍镜下(×400)随机检测5～10视野，分别测定上皮和间质的阳性细胞百分比。统计方法采用χ2检验和Ridit分析。
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2 结果
2.1 cdk2和cdk4在前列腺组织中的表达 上皮和间质组织中均可见阳性染色，主要位于细胞胞浆，上皮细胞染色较间质细胞染色相对深而均匀。两者在正常、增生和癌的前列腺组织中表达结果见表1。其中，NP的上皮细胞cdk2和cdk4表达均显著低于BPH和PC(P<0.01)，后两者相比，也均有显著性差异(P<0.05)；NP的间质细胞中两者的表达均显著低于BPH和PC(P<0.01)，但BPH与PC的间质细胞中两者表达均无显著性差异(P>0.05)。
表1 cdk2和cdk4在3种前列腺组织中表达 组织
n
cdk2表达
cdk4表达
-
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+
-
+
上皮
NP
18
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2
9
5
2
0
2
4
4
6
2
BPH
62
0
21
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19
16
6
3
9
14
26
10
PC
33
0
5
4
11
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13
0
6
8
9
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间质
NP
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1
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7
5
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BPH
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5
2.2 cdk2和cdk4表达与肿瘤病理分级分期的关系 cdk2和cdk4表达均随病理分级、分期上升而增多，但无统计学意义(P>0.05)。
2.3 cdk2和cdk4表达与PCNA之间的关系 将cdk2和cdk4表达分为弱表达(-～)和强表达(～)两组进行比较，虽然cdk2和cdk4强表达组的PCNA指数均高于弱表达组，但NP组织中仅间质细胞cdk2表达与PCNA指数之间呈正相关(P<0.05)，其余均无统计学意义；BPH和PC的上皮及间质组织的cdk2或cdk4表达与各自的PCNA指数均呈正相关(P<0.05)。
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3 讨论
研究已表明BPH和PC的发生发展与雄激素、生长因子和癌基因产物等异常作用有关，但这些诱导或抑制细胞增殖的因子归根到底是通过影响细胞周期的运行而作用的。而cdk表达及活性的调控是细胞周期调控的核心，其中cdk2和cdk4主要作用于G1期和S期，具有启动DNA复制和诱发有丝分裂的双重作用〔1〕。体外实验已显示cdk2、cdk4与细胞增殖之间有密切关系，其表达增加导致DNA合成增加、进而促进细胞分裂增殖，而其水平下降或其抗体治疗能够抑制或减少细胞增殖〔3，4〕。
本组发现正常前列腺上皮细胞及间质细胞中均可见cdk2和cdk4阳性表达，而且随着两者表达增强、PCNA指数呈上升趋势，尤以间质cdk2为明显。Chen等〔4〕研究也发现去势鼠在睾酮治疗后腹侧前列腺组织中也可检测出cdk2和cdk4等细胞周期因子，而且这些因子与细胞增殖之间有密切关系。上述结果提示cdk2和cdk4参与前列腺的正常生理过程，两者在前列腺生长、发育及分化过程中起着一定作用。
, 百拇医药
本组结果显示cdk2和cdk4在BPH组织中染色强度及表达较NP显著增强，而且在部分组织中可见基底细胞染色增强现象，提示cdk2和cdk4异常表达与BPH的发生发展有密切关系。本组同时发现cdk2和cdk4表达与上皮细胞和间质细胞的PCNA指数之间有密切相关，推测由于两者异常表达而引起细胞周期紊乱、进而导致细胞异常增殖增生，最终促使BPH的发生发展。至于cdk2和cdk4异常表达的原因是否与多肽生长因子及雄激素等因子异常有关有待于进一步研究。
有关细胞周期与肿瘤之间的关系目前已是一个研究的热点，但多集中于cdk抑制蛋白和细胞周期素的研究，对于cdk的研究目前还较少。本组结果显示PC的腺癌组织中cdk2和cdk4表达显著高于NP和BPH，而且两者与PCNA指数之间呈正相关，但PC和BPH的间质组织中两者表达无显著差异，提示cdk2和cdk4异常高表达与前列腺上皮细胞恶性转化有密切关系，两者参与PC的发病过程，而且与癌细胞增殖的增加有密切关系。体外实验已显示干扰素α等通过降低cdk2及cdk4活性而抑制前列腺癌细胞增殖，为今后针对肿瘤细胞周期异常进行PC预防及治疗提供理论依据〔5，6〕。
, 百拇医药
本组结果显示PC组织中cdk2和cdk4表达虽然随着病理分期分级上升而呈增高趋势，但统计学上无显著相关性，这可能与本组病例较少有关，因此cdk2和cdk4能否作为PC有价值的生物学行为评估指标有待于今后大量病例的研究。同时细胞周期是由细胞周期素、cdk抑制蛋白和cdk等共同作用的，今后应深入探讨其它因子的作用，以进一步阐明细胞周期与PC之间的确切关系。
基金项目：南京军区联勤部十八分部科研基金项目(No98110501)
作者简介：谢庆祥，男，31岁，硕士，主治医师。研究方向：前列腺增生和癌变的生长调控机制
参考文献
1 郭德玉，陈意生.细胞周期调控与细胞癌变.国外医学生理、病理科学与临床分册，1997；17：1～4
2 谢庆祥，刘春晓，姚华强等.前列腺增生和癌变组织中碱性成纤维细胞生长因子的表达及其临床意义.中华泌尿外科杂志，1997；18：107～109
, 百拇医药
3 Pagano M, Pepperkok R, Lukas J et al. Regulation of the cell cycle by the cdk2 protein kinase in cultured human fibroblasts. J Cell Biol, 1993;121:101～111
4 Chen Y, Robles AI, Martinez LA et al. Expression of G1 cyclin-dependent kinase, and cyclin-dependent kinase inhibitors in androgen-induced prostate proliferation in castrated rats. Cell Growth Differ, 1996;7:1571～1578
5 Zhuang SH, Burnstein KL. Antiproliferative effect of alpha 25-dihydroxyvitamin D3 in human prostate cancer cell line LNCap involves redution of cyclin-dependent kinase 2 activity and persistent G1 accumulation. Endocrinology, 1998;139:1197～1207
6 Hobeika AC, Subramaniam PS, Johnson HM. IFN alpha induces the expression of the cyclin-dependent kinase inhibitor p21 in human prostate cancer cells. Oncogene, 1997;14:1165～1170
收稿日期：1998-09-30
修回日期：1998-12-17, 百拇医药
单位：谢庆祥 林福地 孟家榕 汪鸿 缪友仁 李金雨(福建省漳州市解放军第一七五中心医院病理科，漳州 363000)
关键词：前列腺增生；前列腺肿瘤；细胞周期蛋白质依赖激酶类
临床与实验病理学杂志990210摘要 目的：探讨细胞周期蛋白依赖性激酶cdk2和cdk4在前列腺增生(BPH)和前列腺癌(PC)的发生发展过程中作用及其与PCNA之间关系。方法：应用免疫组化S-P法检测18例正常前列腺(NP)、62例BPH和33例PC组织中cdk2、cdk4和PCNA的表达。结果：前列腺上皮和间质组织中均见cdk2和cdk4表达。NP中两者表达均分别显著低于BPH和PC；BPH的上皮细胞中两者表达均分别显著低于PC，但BPH的间质细胞中两者表达与PC相比均无显著性差异。BPH和PC中cdk2及cdk4表达与PCNA指数均呈正相关。结论：cdk2和cdk4异常表达参与BPH和PC的发生发展过程，其可能是通过改变细胞周期及促进细胞异常增殖而起作用的。
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中国图书分类号 R737.2；R697.3；R392.31 文献标识码 A 文章编号 1001-7399(1999)02-0121-03
Expression of cyclin-dependent kinase 2 and 4 in benign prostatic hyperplasia and prostatic carcinoma
Xie Qingxiang Lin Fudi Meng Jiarong et al
(Dept of Urol, 175th Hospital of PLA, Zhangzhou 363000)
ABSTRACT Purpose To investigate the roles of cyclin-dependent kinase (cdk) 2 and cdk4 in the pathogenesis of benign prostatic hyperplasia (BPH) and prostatic carcinoma (PC) and their relation to PCNA. Methods Eighteen normal prostatic tissues, 62 specimens of BPH and 33 specimens of PC were examined by immunohistochemical methods. Results Both the positive staining of cdk2 and cdk4 were located in epithelium and stroma of prostates. The expressions of cdk2 and cdk4 in NP were significantly lower than those in BPH and in PC, respectively. The expressions of cdk2 and cdk4 in epithelium of BPH were significantly lower than those in PC. However, there were not statistically difference in cdk2 and cdk4 expressions between stroma of BPH and PC. There were closely relationships between cdk2 expression or cdk4 expression and PCNA index in BPH and in PC, respectively. Conclusion Abnormal expressions of cdk2 and cdk4 that result in aberrations of cell cycle and cell proliferation are involved in the pathogenesis of BPH and PC.
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KEY WORDS prostatic hyperplasia; prostatic neoplasms; cyclin-dependent kinases
随着细胞周期的分子调控机制研究的深入及阐明，细胞周期与肿瘤等疾病之间的关系已成为目前研究的热点之一。细胞周期是在一系列正负调控因子的相互作用下进行的，细胞周期蛋白依赖性激酶(cdk)是其中主要的调节因子〔1〕，但对于其在前列腺增生(BPH)和前列腺癌(PC)中的研究甚少。本研究应用免疫组化方法检测cdk2和cdk4在前列腺组织中表达并探讨其意义。
1 材料和方法
1.1 组织标本 62例BPH，年龄51～80岁，平均64.3岁；33例PC，年龄58～72岁，平均66岁，其中高分化10例、中分化14例、低分化9例，A期15例、B期14例、C期和D期各2例。18例正常前列腺(NP)作为对照。石蜡包埋，切片厚4 μm。所有标本均常规HE染色，经病理组织学证实。
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1.2 免疫组化方法 采用S-P方法，具体参见文献〔2〕的方法。cdk2和cdk4均为多克隆抗体(Santa Cruz公司产品)，PCNA为单克隆抗体(Zymed公司产品)，稀释度均为1∶50，DAB显色，苏木素复染。PBS替代一抗作为阴性对照，膀胱癌标本作为阳性对照。
1.3 结果判定 根据染色程度、范围和分布特点综合判断。cdk2和cdk4结果判定：阳性细胞数0为阴性(-)、阳性细胞数1%～25%为(+)、26%～50%为(
)、51%～75%为()、≥76%为()。PCNA指数的计算：高倍镜下(×400)随机检测5～10视野，分别测定上皮和间质的阳性细胞百分比。统计方法采用χ2检验和Ridit分析。, 百拇医药
2 结果
2.1 cdk2和cdk4在前列腺组织中的表达 上皮和间质组织中均可见阳性染色，主要位于细胞胞浆，上皮细胞染色较间质细胞染色相对深而均匀。两者在正常、增生和癌的前列腺组织中表达结果见表1。其中，NP的上皮细胞cdk2和cdk4表达均显著低于BPH和PC(P<0.01)，后两者相比，也均有显著性差异(P<0.05)；NP的间质细胞中两者的表达均显著低于BPH和PC(P<0.01)，但BPH与PC的间质细胞中两者表达均无显著性差异(P>0.05)。
表1 cdk2和cdk4在3种前列腺组织中表达 组织
n
cdk2表达
cdk4表达
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2.2 cdk2和cdk4表达与肿瘤病理分级分期的关系 cdk2和cdk4表达均随病理分级、分期上升而增多，但无统计学意义(P>0.05)。
2.3 cdk2和cdk4表达与PCNA之间的关系 将cdk2和cdk4表达分为弱表达(-～
)和强表达(～)两组进行比较，虽然cdk2和cdk4强表达组的PCNA指数均高于弱表达组，但NP组织中仅间质细胞cdk2表达与PCNA指数之间呈正相关(P<0.05)，其余均无统计学意义；BPH和PC的上皮及间质组织的cdk2或cdk4表达与各自的PCNA指数均呈正相关(P<0.05)。, 百拇医药
3 讨论
研究已表明BPH和PC的发生发展与雄激素、生长因子和癌基因产物等异常作用有关，但这些诱导或抑制细胞增殖的因子归根到底是通过影响细胞周期的运行而作用的。而cdk表达及活性的调控是细胞周期调控的核心，其中cdk2和cdk4主要作用于G1期和S期，具有启动DNA复制和诱发有丝分裂的双重作用〔1〕。体外实验已显示cdk2、cdk4与细胞增殖之间有密切关系，其表达增加导致DNA合成增加、进而促进细胞分裂增殖，而其水平下降或其抗体治疗能够抑制或减少细胞增殖〔3，4〕。
本组发现正常前列腺上皮细胞及间质细胞中均可见cdk2和cdk4阳性表达，而且随着两者表达增强、PCNA指数呈上升趋势，尤以间质cdk2为明显。Chen等〔4〕研究也发现去势鼠在睾酮治疗后腹侧前列腺组织中也可检测出cdk2和cdk4等细胞周期因子，而且这些因子与细胞增殖之间有密切关系。上述结果提示cdk2和cdk4参与前列腺的正常生理过程，两者在前列腺生长、发育及分化过程中起着一定作用。
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本组结果显示cdk2和cdk4在BPH组织中染色强度及表达较NP显著增强，而且在部分组织中可见基底细胞染色增强现象，提示cdk2和cdk4异常表达与BPH的发生发展有密切关系。本组同时发现cdk2和cdk4表达与上皮细胞和间质细胞的PCNA指数之间有密切相关，推测由于两者异常表达而引起细胞周期紊乱、进而导致细胞异常增殖增生，最终促使BPH的发生发展。至于cdk2和cdk4异常表达的原因是否与多肽生长因子及雄激素等因子异常有关有待于进一步研究。
有关细胞周期与肿瘤之间的关系目前已是一个研究的热点，但多集中于cdk抑制蛋白和细胞周期素的研究，对于cdk的研究目前还较少。本组结果显示PC的腺癌组织中cdk2和cdk4表达显著高于NP和BPH，而且两者与PCNA指数之间呈正相关，但PC和BPH的间质组织中两者表达无显著差异，提示cdk2和cdk4异常高表达与前列腺上皮细胞恶性转化有密切关系，两者参与PC的发病过程，而且与癌细胞增殖的增加有密切关系。体外实验已显示干扰素α等通过降低cdk2及cdk4活性而抑制前列腺癌细胞增殖，为今后针对肿瘤细胞周期异常进行PC预防及治疗提供理论依据〔5，6〕。
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本组结果显示PC组织中cdk2和cdk4表达虽然随着病理分期分级上升而呈增高趋势，但统计学上无显著相关性，这可能与本组病例较少有关，因此cdk2和cdk4能否作为PC有价值的生物学行为评估指标有待于今后大量病例的研究。同时细胞周期是由细胞周期素、cdk抑制蛋白和cdk等共同作用的，今后应深入探讨其它因子的作用，以进一步阐明细胞周期与PC之间的确切关系。
基金项目：南京军区联勤部十八分部科研基金项目(No98110501)
作者简介：谢庆祥，男，31岁，硕士，主治医师。研究方向：前列腺增生和癌变的生长调控机制
参考文献
1 郭德玉，陈意生.细胞周期调控与细胞癌变.国外医学生理、病理科学与临床分册，1997；17：1～4
2 谢庆祥，刘春晓，姚华强等.前列腺增生和癌变组织中碱性成纤维细胞生长因子的表达及其临床意义.中华泌尿外科杂志，1997；18：107～109
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3 Pagano M, Pepperkok R, Lukas J et al. Regulation of the cell cycle by the cdk2 protein kinase in cultured human fibroblasts. J Cell Biol, 1993;121:101～111
4 Chen Y, Robles AI, Martinez LA et al. Expression of G1 cyclin-dependent kinase, and cyclin-dependent kinase inhibitors in androgen-induced prostate proliferation in castrated rats. Cell Growth Differ, 1996;7:1571～1578
5 Zhuang SH, Burnstein KL. Antiproliferative effect of alpha 25-dihydroxyvitamin D3 in human prostate cancer cell line LNCap involves redution of cyclin-dependent kinase 2 activity and persistent G1 accumulation. Endocrinology, 1998;139:1197～1207
6 Hobeika AC, Subramaniam PS, Johnson HM. IFN alpha induces the expression of the cyclin-dependent kinase inhibitor p21 in human prostate cancer cells. Oncogene, 1997;14:1165～1170
收稿日期：1998-09-30
修回日期：1998-12-17, 百拇医药