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编号:10268856
应用半巢式PCR检测喉鳞癌中bcl-2基因的重排
http://www.100md.com 《中华耳鼻咽喉头颈外科杂志》 2000年第3期
     作者:张晓晴 刘世喜 唐嗣泉 林代诚 梁传余 安会民

    单位:张晓晴(640041 成都 华西医科大学第四附属医院耳鼻咽喉科);刘世喜 唐嗣泉 林代诚 梁传余 安会民(华西医科大学第一附属医院耳鼻咽喉科)

    关键词:喉肿瘤;基因;bcl-2;聚合酶链反应;癌;鳞状细胞

    中华耳鼻咽喉科杂志000307 【摘要】 目的 探讨bcl-2基因在喉鳞癌中可能的发病机理。方法 采用半巢式(semi-nested)多聚合酶链反应 (polymerase chain reaction, PCR)方法检测60例喉鳞癌新鲜或冰冻组织中bcl-2的基因重排。结果 检出37例存在bcl-2/JH融合基因,重排率为61.7%,33例发生于主要断裂区(major breakpoint region, mbr),4例发生在次要断裂区(minor cluster region, mcr)。Bcl-2/JH基因重排率重度吸烟者较轻度和非吸烟者为高(P<0.05),而与喉鳞癌的临床分期、病理分化程度和颈淋巴结转移无关(P>0.05)。结论 bcl-2/JH基因重排可能在喉鳞癌发生发展中起重要作用。
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    Detection of bcl-2/JH gene rearrangement by semi-nested polymerase chain reaction from fresh tumor samples in patients with laryngeal squamous cell carcinomas

    ZHANG Xiaoqing,LIU Shixi,TANG Siquan

    (Department of Otorhinolaryngology ,The Forth Affiliated Hospital, West China University of Medical Sciences, Chengdu 610041,China)

    【Abstract】 Objective To evaluate the clinical implications of bcl-2/JH gene rearrangement in laryngeal squamous cell carcinomas (LSCC). Methods Bcl-2/JH gene rearrangement analysis in fresh tumor samples was performed in 60 patients with LSCC by semi-nested polymerase chain reaction(PCR). Results The results showed that bcl-2/JH gene rearrangement was found in 37 out of 60 patients. The breakpoint was located within the major breakpoint region(mbr) in 33 of the 60 patients and the remaining patients had bcl-2 translocation within the minor cluster region(mcr). The results of the study showed that the rearrangement rate of bcl-2 gene was not related to the grade of differentiation、clinical stage、and neck lymph-node metastasis (P>0.05),and it was related to heavy smoking (P<0.05). Conclusion Detection of bcl-2/JH gene rearrangement could reveal that bcl-2/JH fusion gene in LSCC is an important molecular biological marker and has a significant role in occurrence and development of LSCC.
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    【Key words】 Laryngeal neoplasms; Genes,bcl-2; Polymerase chain reaction; Carcinoma, squamous cell

    Bcl-2基因是目前已明确的抗凋亡基因[1],它首先是从B细胞相关的恶性淋巴瘤染色体14和18号易位断裂点t (14:18) (q32:q21)中分离得到[2],其名称来源于B细胞淋巴瘤/白血病-2(B-cell lymphomia/Leukemia-2)的字首组合。Bcl-2基因在喉癌组织中有较高表达[3],然而bcl-2在喉癌中表达的确切作用尚不清楚。为此,研究采用半巢式(semi-nested) 聚合酶链反应 (polymerase chain reaction, PCR)方法检测60例喉鳞癌新鲜或冰冻组织中bcl-2/JH融合基因,以探讨bcl-2/JH基因在喉鳞癌发生发展中的作用和其临床应用价值。
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    材料与方法

    一、 临床资料

    取自1996年9月~1998年2月华西医科大学附属第一医院耳鼻咽喉科住院患者手术切除的喉鳞癌新鲜或冰冻组织60例,-70℃低温保存。另取正常喉组织(取自喉外伤患者和部分尸检标本)6例做为对照。以上标本均经病理证实。本研究纳入的60例喉鳞癌病例均按1987年UICC喉癌分期标准进行诊断,其中临床分期I期(T1N0M0)6例,II期(T2N0M0)20例,III期(T3N0M0 3例、T1N1M0 6例、T2N1M0 5例、T3N1M0 10例)24例及IV期(T4N0M0 3例、T4N1M0 2例、T1N2M0 1例、T2N2M0 3例、T3N2M0 1例)10例。全部患者术前均未接受放射治疗、化学治疗及手术治疗。年龄33~75岁,平均年龄为50.2岁。男58例,女2例,其中重度吸烟者(每日20支以上)37例,轻度吸烟者(每日15支以下)21例,非吸烟者2例。
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    二、 DNA提取

    切取喉鳞癌或正常喉的新鲜或冰冻组织快速提取DNA。采用常规苯酚-氯仿-异戊醇提取法,提取染色体DNA。0.7% 琼脂糖凝胶电泳检查DNA质量,紫外分光光度仪(UV260,日本岛津公司产品)测280 nm和260 nm吸光度,计算DNA含量及浓度。

    三、 PCR引物

    由美国Cyber Syn 公司合成。聚丙烯酰胺凝胶电泳法纯化。根据t(14;18)的断裂点集中在bcl-2基因的2个热点部位,设计二对半引物[4],分别为:主要断裂区(major breakpoint region, mbr)外引物C:5′-CAGCCTTGAAACATTGATGG-3′, 次要断裂区(minor cluster region, mcr)外引物D:5′-CGTGCTGGTACCACTCCTG-3′,主要断裂区内引物A:5′-TATGGTGGTTTGACCTTTAG-3′,次要断裂区内引物B:5′-GGACCTTCCTTGGTGTGTTG-3′, 免疫球蛋白重链基因引物JH:5′-ACCTGAGGAGACGGTGACC-3′。由于断裂点位置不同,所扩增的片段长度波动在300~700 bp。
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    四、半巢式PCR扩增

    PCR自动循环仪为美国Perkin Elemer Cetus公司产品。DNA多聚酶及dNTP系加拿大Sangon公司产品。反应总体积为50 μl,其中DNA模板0.6 μg,4种dNTP各200 mol/L,10×buffer(50 mmol/L KCl, 10 mmol/L Tris-HCl pH 8.0, 1.5 mmol/L MgCl2, 0.1% TritonX-100)5 μl,引物各50 pmol/L ,Taq多聚酶2 U。每管反应液表面覆盖30 μl灭菌石蜡油。采用半巢式PCR扩增,第1轮用C、JH扩增mbr,D、JH扩增mcr形成融合基因。循环参数为92 ℃50 s,58 ℃50 s,72 ℃ 1 min,30个周期。取扩增产物2 μl作为DNA模板进行第2轮扩增,引物分别为A、JH扩增mbr,B、JH扩增mcr形成融合基因,参数同前。每1轮扩增前均进行95 ℃变性8 min,扩增完毕后于72 ℃再延伸10 min。取10 μl PCR产物进行2%琼脂糖(含溴化乙啶)电泳,Ladder 100(美国Beohringer Mannhein公司)作为分子量标记。无DNA的样品作阴性对照,注射用水作空白对照。
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    五、统计处理

    采用卡方检验。

    结果

    一、bcl-2/JH融合基因在喉鳞癌中的检出情况

    60例喉鳞癌新鲜或冰冻组织中,bcl-2/JH检出者占37例,检出率为61.7%。bcl-2基因断裂点发生在mbr者33例,发生在mcr者4例(图1)。由于不同患者mbr或mcr断裂点位置不同,出现了片断大小各异的bcl-2/JH融合基因扩增条带(图2),波动在300~700 bp。6例正常喉组织未检出bcl-2/JH融合基因扩增条带。

    M为:Marker Ladder 100;1:正常喉组织,bcl-2/JH阴性(引物A, JH扩增); 2~5:4位患者喉癌组织,bcl-2/JH阳性(引物A,JH扩增);6、7:部分喉癌组织,bcl-2/JH阳性(引物B,JH扩增);8:正常喉组织,bcl-2/JH阴性(引物B,JH扩增)
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    图1 应用半巢式PCR检测喉鳞癌患者bcl-2/JH融合基因结果

    M:Marker Ladder 100;1,5,8,11,14为病例号

    图2 半巢式PCR扩增bcl-2/JH融合基因电泳图谱

    二、bcl-2/JH基因的重排率重度吸烟者高于轻度和非吸烟者(P<0.05,表1)。

    表1 bcl-2/JH基因重排率与吸烟程度的关系 吸烟程度

    例数

    bcl-2/JH

    重排例数
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    重排率(%)

    重度吸烟者

    37

    27

    72.9

    轻度和非吸烟者

    23

    10

    43.5

    合计

    60

    37

    61.7
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    χ2=5.21; P<0.05 三、bcl-2/JH基因的重排率与喉鳞癌的临床分期、病理分化程度及颈淋巴结转移无关(P>0.05,表2~4)。

    表2 bcl-2/JH基因重排率与喉鳞癌临床分期的关系 临床分期

    例数

    bcl-2/JH

    重排例数

    重排率(%)

    I~II

    26

    13

    50.0
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    III~IV

    34

    24

    70.6

    合计

    60

    37

    61.7

    χ2=2.64;P>0.05表3 bcl-2/JH基因重排率与喉鳞癌病理分化程度的关系 病理分化程度

    例数

    bcl-2/JH

    重排例数
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    重排率(%)

    高分化

    17

    8

    47.1

    中分化

    24

    15

    62.5

    低分化

    19

    14

    73.6
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    合 计

    60

    37

    61.7

    χ2=2.70;P>0.05 (v=2)表4 bcl-2/JH基因重排率与喉鳞癌颈淋巴结转移的关系 颈淋巴结转移

    例数

    bcl-2/JH

    重排例数

    重排率(%)

    无

    32

    17
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    53.1

    有

    28

    20

    71.4

    合计

    60

    37

    61.7

    χ2=2.12;P>0.05讨论

    Bcl-2基因及其产物不仅存在于B及T淋巴细胞中,也可出现在腺上皮细胞,未成熟的造血细胞、神经元及多种癌细胞中[5]。研究表明bcl-2基因与许多肿瘤发生、发展密切相关。Bcl-2基因的重排是染色体易位的结果,其本质是18号染色体的bcl-2基因易位到14号染色体免疫球蛋白重链基因结合区(JH),形成bcl-2融合基因,导致bcl-2的过度表达[6]。我们研究中发现bcl-2基因断裂点33例发生于mbr区,4例发生在mcr区,首次从分子水平上应用半巢式聚合酶链反应(semi-nested PCR)对喉鳞癌新鲜组织或冰冻组织中bcl-2基因重排进行检测,得出bcl-2/JH基因重排率为61.7%(37/60)。表明bcl-2/JH融合基因的产生可能在喉鳞癌发生中有重要的作用,并发现 bcl-2/JH基因重排率与致癌高危因素吸烟密切相关,每日吸烟20支以上者比每日吸烟15支以下者为高(P<0.05)。提示bcl-2基因的染色体位点可能是烟草中致癌物作用的一个靶点。 Gallo[7]研究76例头颈癌患者认为bcl-2蛋白表达与患者吸烟有关,而与患者的临床分期、病理分化程度、局部淋巴结转移无关。Bell等[8]应用PCR方法在严重吸烟者的外周血中检测到bcl-2基因转座率增加,严重吸烟者较非吸烟者高3.6倍。
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    半巢式PCR需进行两轮PCR反应,第1轮PCR扩增产物将做为第2轮的DNA模板。这样既提高了灵敏度和检出率,也增加了反应的特异性。第2轮反应产物略小于第1轮,即mbr、mcr的第1次阳性片段略大于第2次都符合理论推算,间接说明了结果的可靠性。我们曾对10例标本作过重复性研究,证实该方法在严格操作的前提下具有良好的稳定性和一定的应用前景。

    本实验采用半巢式PCR检测喉癌中 bcl-2基因的重排具有一定的意义。有关bcl-2基因重排与喉癌发生发展的关系以及与疗效、预后的关系需在今后的研究中进一步探讨。

    基金项目:国家自然科学基金(编号39500160)和美国中华医学基金会(CMB)专项基金共同资助项目

    通信作者:张晓晴(Email:200299@mail.guoli.com.cn)

    参考文献
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    1,Tsujimoto Y, Cossman J, Jaffe E. Involvement of the bcl-2 gene in human follicular lymphoma. Science,1985,228:1441-1443.

    2,Tsyjimoto Y,Croce CM. Analysis of the structure, transcripts, and protein products of bcl-2,the gene involved in human follicular lymphoma. Proc Natl Acad Sci USA,1986,83:5214-5216.

    3,姜鸿彦,黄维国,邱建华,等. Bcl-2反义寡聚脱氧核苷酸抑制人喉癌细胞系增殖的研究. 中华耳鼻咽喉科杂志, 1998,33:17-20.

    4,Gribben JG, Freedman AS, Woo SD, et al. All advanced stage non-Hodgkin′s lymphomas with a polymerase chain reaction amplifiable breakpoint of bcl-2 have residual cells containing the bcl-2 rearrangement at evaluation and after treatment. Blood,1991,78:3275-3278.
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    5,Yuan R,Dowling P,Zucca E,et al. Detection of bcl-2/JH rearrangement in follicular and diffuse lymphoma:concordant results of peripheral blood and bone marrow analysis at diagnosis. Br J Cancer,1993,67:922-924.

    6,Hockenbery D, Zutter M, Hicker W, et al. Bcl-2 protein is topographically restricted in tissues characterized apoptotic cell death. Proc Acad Sci USA, 1991, 88:6961-6965.

    7,Gallo O.Bcl-2 over expression and smoking history in head and neck cancer. J Natl Cancer Inst, 1995,87:1024-1025.

    8,Bell DM, Liu Y, Cortopassi GA, et al. Occurrence of bcl-2 oncogene translocation with increased frequency in the peripheral blood of heavy smokers. J Natl Cancer Inst, 1995,87:223-224.

    (收稿日期:1999-11-28), 百拇医药