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编号:10246516
肺癌患者支气管镜活检标本端粒酶活性的测定
http://www.100md.com 《中国肺癌杂志》 2000年第2期
     作者:张岭 李龙芸 张志庸 郭子健

    单位:张岭 李龙芸 张志庸 郭子健(100730 北京,中国医学科学院中国协和医科大学北京协和医院内科)

    关键词:端粒酶;支气管镜活检;肺肿瘤

    中国肺癌杂志000207 【摘要】 目的 验证肺癌中端粒酶活性的存在,探寻支气管镜活检标本的端粒酶活性测定在肺癌诊断中的价值。方法 以端粒重复扩增技术(TRAP)分析手术标本及支气管镜活检标本的细胞提取液中端粒酶的活性。TRAP分析的结果与病理检查结果进行比较。结果 10例肺癌手术标本中均检测到端粒酶活性。10例手术获得的正常肺组织中没有检测到端粒酶活性。11例肺癌支气管镜活检标本中有8例检测到端粒酶活性。3例肺良性病变支气管镜活检标本中有1例检测到端粒酶活性。12例支气管镜活检获得的正常支气管粘膜标本中有3例检测到端粒酶活性。结论 肺癌组织中有可检测到的端粒酶活性。检测支气管镜活检标本中端粒酶的活性可能有助于肺癌的诊断。
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    A preliminary study on telomerase activity in lung cancer patients' bronchoscopically biopsied specimens

    ZHANG Ling, LI Longyun, ZHANG Zhiyong, GUO Zijian. Medical Department, Peking Union Medical College Hospital, CAMS and PUMC, Beijing 100730, P.R.China

    【Abstract】 Objective To detect the levels of telomerase activity in lung cancer tissues and explore the value of telomerase activity analysis in specimens obtained by bronchoscopic biopsy in the diagnosis of lung cancer.Methods Extracts of cells in surgically resected specimens and bronchoscopically biopsied specimens were analyzed for telomerase activity by the telomeric repeat amplification protocol (TRAP) assay. The results of TRAP assays were compared with those of pathological examination. Results Telomerase activity was positive in surgically resected specimens from 10 of 10 lung cancer tissues and from 0 of 10 normal lung tissues. Telomerase activity was positive in bronchoscopically biopsied specimens from 8 of 11 lung cancer tissues, from 1 of 3 benign lung disease tissues, and from 3 of 12 normal bronchial mucosas. Conclusion Lung cancer tissues have detectable telomerase activity. Detection of telomerase activity in bronchoscopic biopsied specimens may be helpful in the diagnosis of lung cancer.
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    【Key words】 Telomerase Bronchoscopic biopsy Lung neoplasms

    端粒是真核生物染色体3′末端一段DNA重复序列与蛋白的复合体。在人类,这段DNA重复序列以(TTAGGG)n的形式存在[1]。由于染色体复制的末端丢失现象[2],经多次细胞分裂后,端粒将失去保护染色体末端的作用,细胞停止分裂,进入衰老期。

    端粒酶(telomerase)是一种核糖核蛋白体,由RNA和蛋白两种成份构成。其活性体现为在染色体末端合成端粒DNA重复序列的能力[3]。自身携带RNA模板是端粒酶不同于其它逆转录酶的特点。人类端粒酶出现在大多数的胚胎组织、生殖细胞、炎性细胞、更新组织(血液、皮肤、肠道)的干细胞以及大多数的肿瘤细胞中,正常的体细胞中则没有可测及的端粒酶活性[4]

, 百拇医药     端粒重复扩增技术(TRAP)方法是端粒酶活性测定的经典方法[4]。其基本原理是:端粒酶能在特殊的引物末端合成端粒DNA重复序列,再以PCR方法扩增合成产物,最后通过检测端粒DNA重复序列的存在来判断端粒酶活性的存在。

    本实验的目的是验证肺癌细胞中端粒酶活性的存在,探寻支气管镜活检标本的端粒酶活性测定在肺癌诊断中的价值。

    1 材料与方法

    1.1 试剂 端粒酶试剂盒由军事医学科学院提供。

    1.2 标本 新鲜手术标本取自北京协和医院心胸外科行肺叶切除的肺癌和非肺癌患者,其中10例肺癌标本,10例正常肺组织标本。上述标本均经病理确诊。手术标本在常温下放置1~2 h后移至液氮中保存。

    支气管镜活检标本取自北京协和医院呼吸内科支气管镜室,其中11例肺癌标本,3例肺良性病变标本,12例正常支气管粘膜标本(为病灶所在支气管对侧胸腔支气管的正常粘膜)。上述标本均有明确的病理诊断。支气管镜活检标本取出后立即置冰盒保存,约3 h后移至液氮中保存。
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    1.3 实验方法

    1.3.1 组织裂解液的制备 取组织约50 mg移入1.5 ml eppendorf管,加入500 μl 4℃ PBS,用眼科剪剪碎,洗去血液,略加离心,弃去上清,加入4℃裂解液200 μl,冰浴中用眼科剪尽量剪碎,冰浴30 min,4℃ 15 000 r/min离心20 min,取上清。

    1.3.2 端粒延伸反应 5 ml eppendorf管中依次加入TRAP-MIX 25 μl,Taq DNA聚合酶0.2 μl(相当于2个单位),组织裂解液或细胞裂解液0.5 μl,混匀,30℃水浴保温下反应20 min。0.5 μl裂解液作为阴性对照,已知端粒酶活性阳性的细胞裂解液0.5 μl作为阳性对照。

    1.3.3 PCR扩增 上述反应产物中加入逆向引物CX 0.3 μl,混匀,40 μl液体石蜡盖封,行PCR扩增。扩增条件:94℃变性30 s,60℃退火30 s,72℃延伸30 s,循环30次。
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    1.3.4 10%聚丙烯酰胺凝脉电泳 制备10%非变性聚丙烯酰胺凝胶,配制电泳缓冲液。PCR产物中加入4 μl上样缓冲液,混匀,取20 μl上样,在150 V下电泳2.5 h。

    1.3.5 染色 100 ml固定液固定5 min,加入2 ml 20%硝酸银,染色5 min,倒去染色液,双蒸水洗3遍共1 min,配制100 ml显色液,显色15 min。

    2 结果

    2.1 手术标本中端粒酶活性测定结果(表1,图1) 10例肺癌手术标本均呈端粒酶活性阳性,10例正常肺组织手术标本均呈端粒酶活性阴性。

    表1 肺癌组织标本端粒酶活性测定结果

    Tab 1 Telomerase activity in surgically
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    resected specimens of lung cancer Tissues

    Lung cancer

    Non-lung cancer

    Total

    Telomerase activity positive

    10

    0

    10

    Telomerase activity negative

    0

    10
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    10

    Total

    10

    10

    20

    Sensitivity=100%(10/10),Specificity=100%(10/10)

    图1 肺组织标本端粒酶活性测定结果

    +:Hela细胞系;-:裂解液;1~5:肺癌标本;N1~N6:正常肺组织

    Fig 1 Telomerase activity in surgically resected specimens
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    of pulmonary tissues+:Hela cells;-:|

    Lysis liquid;1~5:Lung cancer specimens;

    N1~N6:Normal lungtissues

    2.2 支气管镜活检标本端粒酶活性测定结果(表2,图2) 11例肺癌支气管镜活检标本中8例端粒酶活性阳性。3例肺良性病变支气管镜活检标本中1例阳性。12例正常支气管粘膜支气管镜活检标本中3例阳性。

    图2 支气管镜活检标本端粒酶活性测定结果

    +:MCH7细胞系;-:裂解液。B1~B8:肺癌标本;L1~L3:肺良性病变标本
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    Fig 2 Telomerase activity in bronchoscopically

    biopsied specimens+:MCH7 cell;-:Lysis liquid;

    B1~B8:Lung cancer specimens;L1~L3

    Lung benigndisease specimens

    表2 支气管镜活检标本端粒酶活性测定结果

    Tab 2 Telomerase activity in bronchoscopically

    biopsied specimens Tissues
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    Lung cancer

    Non-lung cancer

    Total

    Telomerase activity positive

    8

    4

    12

    Telomerase activity negative

    3

    11

    14

    Total
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    11

    15

    26

    Sensitivity=73%(8/11),Specificity=73%(11/15)

    3 讨论

    TRAP方法作为端粒酶活性测定的经典方法近年来在定量和简便两个方面得到了一些发展。定量方面已达到半定量[5~7];简便方面主要是改进了PCR产物的检测方法,如银染[8]、荧光标记[9]等。本实验方法是定性法,以银染方法检测到特征性间隔一个端粒DNA序列的梯状条带为端粒酶活性阳性。

    在本实验中,10例肺癌手术标本均检测到端粒酶活性,证实了肺癌中端粒酶活性的存在。Hiyama[6]等检测了136例肺癌大体标本,发现端粒酶活性阳性率为80.1%,其中小细胞肺癌端粒酶活性阳性率为100%,非小细胞肺癌端粒酶活性阳性率为78.4%。本实验验证了文献有关肺癌中端粒酶活性存在的报道,在明确阳性率方面则需要进一步的研究。
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    本实验的10例正常肺组织手术标本的端粒酶活性无阳性,符合文献报告[4]。Hiyama等[6]检测了68例癌旁非癌肺组织的端粒酶活性,其中3例阳性,阳性率4.4%,此3例阳性中的2例经尸检证实双肺有播散性转移灶。

    本实验支气管镜活检标本经病理诊断为肺癌的有11例,其中端粒酶活性阳性8例,阳性率73%。3例阴性的标本中有2例没有形成引物二聚体条带,而阴性对照有明显的引物二聚体条带形成,因此提示标本中可能存在PCR或Taq DNA聚合酶抑制剂。值得注意的是,4例小细胞肺癌标本都检测到了端粒酶活性阳性。另外,端粒酶活性阳性的B4活检标本病理诊断为“慢支炎,有鳞化”,后经手术病理诊断为“低分化鳞癌”,说明支气管镜活检标本的端粒酶活性测定具有一定的辅助诊断价值。支气管镜活检标本病理诊断为良性病变的3例病例中端粒酶活性阳性的有1例。此例阳性标本病理诊断为“结核,有干酪坏死”。由于结核杆菌为原核生物,不进行有丝分裂,理论上不应测到端粒酶活性,分析其端粒酶活性阳性的原因,可能是患者有潜在的癌变或其它不明原因。目前我们正在进行该患者的随访工作,希望通过定期复查胸片、痰查瘤细胞来发现或排除潜在的癌变。
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    本实验12例正常支气管粘膜的支气管镜活检标本中,端粒酶活性阳性的有3例。由于本实验是定性实验,尽管此3例阳性的条带少而弱,仍能得出端粒酶活性阳性的结果。Yashima等[10]采用半定量TRAP方法在组织学正常和增生的大支气管上皮基底层细胞中分别检测到26%和71%的端粒酶弱阳性。因此,本实验结果是可信的。

    从本实验结果来看,支气管镜活检标本的端粒酶活性测定的灵敏度和特异度都较高,因此是肺癌诊断中具有一定辅助诊断价值的实验方法。

    参 考 文 献

    1,Moyzis RK, Buckingham JM, Cram LS, et al. A highly conserved repetitive DNA sequence, (TTAGGG)n, present at the telomeres of human chromosomes. Proc Natl Acad Sci USA,1988,85(18)∶6622-6626.
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    2,Watson JD. Origin of concatameric T7 DNA. Nature New Biol,1972,239(94)∶197-201.

    3,Rhyu MS. Telomeres, telomerase and immortality. J Natl Cancer Inst,1995,87(12)∶884-894.

    4,Kim NW, Piatyszek MA, Prowse KR, et al. Specific association of human telomerase activity with immortal cells and cancer. Science,1994,266(51)∶2011-2015.

    5,Kim NW. Clinical implications of telomerase in cancer. Eur J Cancer,1997,33(5)∶781-786.
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    6,Hiyama K, Hiyama E, Ishioka S, et al. Telomerase activity in small-cell and non-small cell lung cancers. J Natl Cancer Inst,1995,87(12)∶895-902.

    7,Hoos A, Hepp HH, Kaul S, et al. Telomerase activity correlates with tumor aggressiveness and reflects therapy effect in breast cancer. Int J Cancer,1998,79(1)∶8-12.

    8,孙来保,文剑明.TRAP-银染方法检测体外培养细胞的端粒酶活性.癌症,1997,16(4)∶468-469.

    9,Yahata N, Ohyashiki K, Kato H, et al. The advantage of an in situ TRAP assay for the detection of telomerase activity using bronchial washings obtained from lung cancer patients. Nippon Rinsho,1998,56(5)∶1272-1277.

    10,Yashima K, Litzky LA, Kaiser L, et al. Telomerase expression in respiratory epithelium during the multistage pathogenesis of lung carcinomas. Cancer Res,1997,57(12)∶2373-2377.

    (收稿:1999-11-17 修回:2000-04-05), 百拇医药