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编号:10280953
鼻腔鼻窦恶性肿瘤P16、P21(WAF1/CIP1)基因表达的研究
http://www.100md.com 《广西医科大学学报》 2000年第1期
     作者:何晓松 黄光武 雷迅 莫武宁 韦敏怡 农辉图 闭慎金

    单位:何晓松 雷迅(广西桂林医学院附属医院耳鼻咽喉科 桂林 541001);黄光武 莫武宁 农辉图(广西医科大学第一附属医院耳鼻咽喉科);韦敏怡 闭慎金(广西医科大学第 一附属医院病理科)

    关键词:鼻腔鼻窦恶性肿瘤;抑癌基因;P16蛋白;P21蛋白;免疫组织化学

    广西医科大学学报000110

    摘要 目的:探讨抑癌基因P16和P21的表达在鼻腔鼻 窦恶性肿瘤中的意义。方法:用免疫组化SP法检测了60例鼻腔鼻窦恶性肿瘤,10例良性肿 瘤,20例无瘤组织的P16、P21基因的表达情况。结果:鼻腔鼻窦恶性肿瘤组织的P16、P21蛋白阳性率 低于良性肿瘤及无瘤组织相应的阳性率,差异有统计学意义(P<0.05)。P16、P 21蛋白的改变为非相关性事件。结论:P16、P21基因表达与鼻腔鼻窦恶性肿瘤的发生 密切相关,且作用是相互独立的,与该肿瘤患者性别、年龄、组织来源、局部浸润及转移等 因素无关。
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    中国图书资料分类法分类号 R730.4

    STUDIES ON P16,P21(WAF1/CIP1) GENES EXPRESSIONS IN SINONAS AL MALIGANANT TUMORS

    He Xiaosong,Huang Guangwu,Lei Xun

    (Department of Oterhinolaryngolo y,the Affiliated Hospital of Guilin Medical College,Guilin 541001 China)

    Abstract Objective:To study the sifnigincane of P16 and P21 tumor suppressor expression in sinonasal maliganant tumors.Methods:60 cases of sinonasal maliganant tumors,10 cases of be nign tumors and 20 cases of tumor-free sinonasal mucosa were detected for expre ssion of P16,P21 genes by immunohistochemistry S-p techique.Results:Positive rates of P16,P21 proteins in sin anasal maliganant tumors were lower than that of benign tumors and tumor-free m ucosa.Rates comparison between groups revealed sifnigicant difference (P<0 .05).Expression of P16,P21 genes didn't correlate with the sex,ag e,tissue (P<0.05).The change of P16 and P21 protein in sinonas al maliganant was not relationship.Conclusion:There was significant relationship between P16 ,P21 genes expressions and genesis of the sinonasal maliganant tumors. and the effect was independent.It had relationship with the sex,age,tissue origin,local etching and diversion of sinonasal maliganant tuomor patients.
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    Key words sinonasal maliganant tumor;tumor suppressor;P16 protein;P21 protein;immunohistochemistry

    细胞无限制的生长和分裂是肿瘤发生的基础,与细胞周期调节因子密切相关,细胞周期 调控的分子机制涉及细胞周期蛋白(Cyclin),细胞周期蛋白依赖激酶(Cyclin depentent ki nases,CDks),以及CDKs抑制蛋白3种分子的相互作用,多种CDKs抑制蛋白竞争Cyclin与CDKs 结合或与Cyclin-CDKs复合物结合,抑制CDKs活性,阻止细胞周期,抑制 细胞分裂。P16、P21(WAF1/CIP1)(简称P21)均为CDKs抑制蛋白,在许多 肿瘤细胞有这两个基因的缺失,在体外癌细胞株中转 导P16、P21基因,可出现癌细胞生长抑制[1]。鼻腔鼻窦恶性肿瘤的 这方面的研究国内外报告极少,为了探 讨P16、P21基因的表达在鼻腔鼻窦恶性肿瘤中的意义,本研究对60例鼻腔鼻窦 恶性肿瘤组织蜡块和临床资料,采用免疫组化染色SP法对P16、P21的基因表达 情况进行检测和分析。
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    1 材料与方法

    1.1材料:收集广西医科大学第一附属医院耳鼻喉科于1993年8月至1998年8月期间收治的 60例鼻腔鼻窦恶性肿瘤患者的临床资料及存档组织蜡块。男34例,女26例,年龄2~72岁,中 位年龄49.5岁,其中鳞癌21例,腺癌9例,恶性神经鞘膜瘤、非霍奇金氏淋巴瘤及恶性血管 内皮瘤各5例,恶性黑色素瘤及恶性纤维组织细胞瘤各3例,横纹肌肉瘤、嗅母细胞瘤及恶性 混合瘤各2例,腺泡状软组织肉瘤、软骨肉瘤及未分化癌各1例。按国际抗癌协会(UICC)1987 年TNM分期标准,T1 4例,T2 7例,T3 16例,T4 33例;N1 4例,M 2例,无转移 有54例。鼻腔鼻窦良性肿瘤10例,男6例,女4例,年龄15~66岁,其中乳头状瘤和血 管瘤各4例,骨化纤维瘤和粘液瘤各1例。鼻腔鼻窦无瘤组织20例,男13例,女7例,年龄14~ 70岁。

, 百拇医药     1.2 方法:鼠抗人P16蛋白单克隆抗体、鼠抗人P21(WAF1/CIP1)蛋白单克隆 抗体,S-P免疫组化试剂盒,L-多聚赖氨酸等试剂均购置于北京中山公司。每份蜡块4 μm 连续切片2张,以免疫组化SP法染色。用已知阳性乳腺癌标本作阳性对照,用PBS代替一抗作 空白对照。

    1.3 结果判断:P16蛋白阳性细胞的细胞浆和(或)细胞核染成棕黄色;P21蛋 白阳性细胞的细胞核染成棕黄色。有阳性细胞定为阳性(+),无阳性细胞定为阴性(-)。

    1.4 统计学分析:采用卡方检验。

    2 结 果

    2.1P16、P21蛋白免疫组化:鼻腔鼻窦恶性肿瘤与无瘤组织之间P16 、P21蛋白阳性率的差别有非常显著意义(P=0.000 1);恶性肿瘤与良性 肿瘤之间P16、P21蛋白阳性率的差别有显著意义(P<0.05);良性肿瘤与 无瘤组织之间P16、P21蛋白阳性率无差别(P>0.05),见表1,图1~4。
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    表1 鼻腔鼻窦恶性肿瘤、良性肿瘤和无瘤组

    织之间P16、P21蛋白阳性率比较 组 别

    n

    P16

    P 21

    +

    阳性率(%)

    +

    阳性 率(%)

    恶性肿瘤

    60
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    20

    33.33

    16

    26.8

    良性肿瘤

    10

    8

    80.00

    7

    70.00

    无瘤组织

    20

    17
, 百拇医药
    85.00

    15

    75.00

    图1 鼻腔鼻窦恶性血管内皮瘤切片P16蛋白阳性,染色棕黄,位 于细胞质 SP法×400 图2 上颌窦鳞癌切片P16蛋白阳性,染色棕色,位于细胞质 和细胞核 SP法×400 图3 鼻腔鼻窦鳞癌切片P21蛋白阳性,染色棕黄,位于细胞 核 SP法×200 图4 鼻腔臭N母细胞瘤切片P21蛋白阳性,染色棕色,位于细胞核 SP法×400

    2.2 P16、P21基因表达和鼻腔鼻窦恶性肿瘤的临床病理的特点之间的关系, 见表2。表2显示:P16、P21基因表达与患者性别、年龄、组织来源、局部浸 润及转移均无关(P>0.05)。
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    2.3 对鼻腔鼻窦恶性肿瘤60例患者P16和P21蛋白表达进行列联相关分析,无 统 计学意义,见表3。结果表明,P16和P21蛋白的改变为非相关性的事件。

    表2 P16、P21基因表达与鼻腔鼻窦恶性肿瘤的临床病理特 点之间的关系 组 别

    n

    P16

    P21

    +

    阳性 率(%)

    P
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    +

    阳性率(%)

    P

    性 别 男

    34

    12

    35.3

    11

    32.4

    女

    26

    8

    30.8

, http://www.100md.com     >0.05

    5

    19.2

    >0.05

    年 龄 <30

    13

    4

    30.8

    4

    30.8

    30~

    18

    6

, 百拇医药     33.3

    3

    16.7

    ≥50

    29

    10

    34.5

    >0.05

    9

    31.0

    >0 .05

    组织来源

    上皮性恶性肿瘤
, 百拇医药
    31

    10

    32.3

    7

    22.8

    非上皮性恶性肿瘤

    27

    9

    33.3

    9

    33.3

    恶性混合瘤

    2
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    1

    1/2

    >0.05

    0

    0/2

    >0.0 5

    T分期 T1+T2

    11

    3

    27.3

    2

    18.2

    T3
, 百拇医药
    16

    3

    18.8

    6

    37.5

    T4

    33

    14

    42.4

    >0.05

    8

    24.2

    >0 .05
, 百拇医药
    转 移 阳性

    6

    0

    0

    1

    1/6

    阴性

    54

    20

    37.0

    >0.05

    15

    2 7.8

, http://www.100md.com     >0.05

    表3 鼻腔鼻窦恶性肿瘤的P6和P21蛋白表达相关性分析

    P16

    合计

    +

    -

    P21

    +

    8

    8

    16

    -
, 百拇医药
    12

    32

    44

    合计

    20

    40

    60

    χ2=1.804 4,P>0.05,r=0.213 23 讨 论

    3.1P16基因与鼻腔鼻窦恶性肿瘤:目前研究表明P16基因及其产物在许多人 类原发肿瘤或细胞株内发生突变或缺失[2,3],其作用较为专一,仅在G1期竞争 Cyclin D与CDK4结合,抑制CDK4活性,阻止细胞尤其是带有损伤DNA的细胞进入S期,从 而控制细胞增殖[4]。P16的抑制作用缺失,将使细胞异常增生。在头颈部鳞 癌,Riet等[6]发现在P16基因区域存在着72%的杂合缺失;Reed等[6] 报道83%存在P16基因的缺失;EI-Naggar[7]报道65.2%无P16蛋白 表达,且外显子甲基化是P16基因失活的主要形式。尽管报道比例不同,但都表明在 头颈部鳞癌的发生发展过程中,P16基因缺失起着重要作用。
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    本组60例鼻腔鼻窦恶性肿瘤中,P16蛋白表达20例,阳性率为33.3%,显著低于 鼻腔鼻窦良性肿瘤及无瘤组织组,说明P16基因与鼻腔鼻窦恶性肿瘤发生密切相关。 本研究还将鼻腔鼻窦恶性肿瘤组分上皮性恶性肿瘤、非上皮性恶性肿瘤、恶性混合瘤进行P 16蛋白表达阳性率的分析,发现均无统计学意义;在研究鼻腔鼻窦恶性肿瘤时,多数 学者以鳞癌为研究对象,本研究提示在鼻腔鼻窦不同组织来源恶性肿瘤的P16基因的 蛋白表达并无差异性。

    P16基因在各种肿瘤中突变率与肿瘤的生物学行为关系各家报告不一。黄学胜等 [8]认为P16基因表达与肺癌有无淋巴结转移有密切关系,而与肺癌病理分型 无明显关系。彭解人等[9]则认为P16基因表达与喉癌临床分期和病理分级相 关,与淋巴结转移无关;汪铮等[10]报道P16基因表达与口腔鳞癌的发生部 位、浸润、转移、分级无关。笔者将P16蛋白免疫组化结果与患者性别、年龄、TNM分 期进行相关分析,均无统计学意义。但在有转移的6例患者中P16蛋白表达均为阴性, 是否可认为无P16蛋白表达在肿瘤转移中起作用,尚难定论,考虑也有可能是由于转 移病例太少而影响统计学分析结果。
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    3.2 P21基因与鼻腔鼻窦恶性肿瘤:P21基因产物P21蛋白是广泛的所 有 CDKs阻滞剂,P21蛋白的N端能够结合和抑制不同类型的Cyclin-CDKs复合物,使该复 合物的激酶活性丧失,从而使细胞生长停滞,细胞周期停滞在G1期。P21蛋白的C端 能 够结合和抑制PCNA(增殖细胞核抗原)与DNA多聚酶δ结合,影响DNA复制[11]。P 21在人的肿瘤细胞表达为可抑制肿瘤细胞的生长,一旦P21丧失,导致正常的周 期控制能力丧失。Shiohara等[12]研究发现在肾细胞癌、结肠癌、卵巢癌等都有P21基因的缺失。王翠莲等[13]报道小肠癌的P21蛋白阳性率为39.13 %,邬淑杭等[14]报道胃癌中P21蛋白阳性率为37.5%,Bhatia等[15] 报道P21蛋白在肺癌中表达阳性率为63%,P21基因在各种肿瘤中均有不同程 度的缺失和突变,说明与肿瘤的发生发展有关。
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    本组鼻腔鼻窦恶性肿瘤60例中P21蛋白表达者16例,阳性率为26.67%,显著低于 鼻腔鼻窦良性肿瘤及无瘤组织P21蛋白的阳性率(P<0.05),说明P21基因 表达与鼻腔鼻窦恶性肿瘤的发生密切相关。此外,本实验P21蛋白阳性率低于其他作 者所报告的在其他肿瘤的阳性率,也可说明P21蛋白在鼻腔鼻窦肿瘤的生物学特征, 但也不能排除可能系试剂与实验者不同所致。

    笔者将鼻腔鼻窦恶性肿瘤中上皮性恶性肿瘤、非上皮性恶性肿瘤、恶性混合瘤分别进行P21蛋白阳性率的分析,结果均无统计学意义。说明鼻腔鼻窦中上皮性恶性肿瘤、非 上皮性恶性肿瘤、恶性混合瘤的P21蛋白表达阳性率并无差异。

    关于P21基因对肿瘤的生物学行为是否有关,报道较少。王翠莲[13]认 为P21基因表达与小肠癌的分化程度、发生部分及转移无关。Bhatia[15]认 为P21基因表达与肺癌分化相关。笔者将P21蛋白免疫组化结果与鼻腔鼻窦恶性 肿瘤患者的性别、年龄、TNM分期进行分析,发现无统计学意义。
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    3.3 P16与P21基因的相关性:肿瘤的发生发展是多基因、多步骤作用的结果 ,P16与P21基因均为细胞周期调控因子,基因表达后作用是否协作,成为关注 的焦点,Mobley等[2]将P16及P21基因以腺病毒为载体转导到头颈部 鳞 癌细胞株中,结果P16、P21或两者转导的癌株细胞均出现生长抑制,但P1 6与P21基因联合转导,与P16基因单独转导出现的癌细胞生长抑制无统计学 意义,认为P16和P21作为细胞周期的调节剂均有抑制头颈部鳞癌细胞生长的功 能,联合运用时,它们则没有增强及协同的作用。本研究将鼻腔鼻窦恶性肿瘤组的P16 与P21蛋白免疫组化结果进行列联相关性分析,结果显示P16与P21蛋 白的改变为非相关性的事件,与Mobley研究结果相似。推测P16蛋白与P21蛋白 在细胞周期的调控作用是相互独立的。
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    参 考 文 献

    1,Mobley SR,Lin TJ,Hudson JM,et al.In vitro growth suppression by adeno viral transduction of P21 and P16 in squamous cell carcinoma of the head and neck:a research model for combination gene therapy.Arch Otolaryngol He ad Neck Surg,1998,124(1):88.

    2,Hirama T,Koeffler HP.Role of the cyclin-dependent kinase inhibitors in the development of cancer.Blood,1995,86:841.

, 百拇医药     3,Kamb A,Gruis NA,Weaver-Fildhaus J,et al.A cell cycle regulator pote ntially involved in genesis of many tumor types.Science,1994,264:436.

    4,Serrano M,Gregory J,Beach HD.A new regulatory motifin cell cycle con trol causing specific inhibition of cyclin D/CDK4.Nature,1993,366:704.

    5,Riet PCDK,Nanroz H,Hruban RH,et al.Frequent loss of chromosome 9P 21~22 early in head neek cancer progression.Cancer Res,1994,54:1 156.
, 百拇医药
    6,Reed AL,Califano J,Cairns P,et al.High frequency of P16 (CDKN 2/INK4A) inactivation in head and heck squamous cell carcinoma.Cancer Res,199 6,56:3 630.

    7,EI-Naggar AK,Lai S,Clayman G,et al.Methylation,a major mechanism of P16/CDKN2 gene inactivation in head and neck squamous carcinoma.Am J P athol,1997,151(6):1 767.

    8,黄学胜,刘 琨,王云杰,等.抑癌基因P16在肺癌中的表达及意义.中 国胸心血管外科临床杂志,1997,4(2):70.
, 百拇医药
    9,彭解人,曾韵洁,许耀东,等.P16与C-Myc在喉鳞状细胞癌中的表达意 义.中华耳鼻咽喉科杂志,1997,32(1):51.

    10,江 铮,陈玉英,李 慧,等.口腔鳞癌P16/MIS1免疫组化和原位杂 交检测.上海第二医科大学学报,1998,2:102.

    11,Chen JJ,Jackson PK,Kirschner M,et al.Separate domains of P21(W AF1/CIP1 involved in the inhibition of cdk kinase and PCNA.Nature,1995,374:38 6.

    12,Shiohara BM,EI-Deirg WS,Wada M,et al.Absence of WAF1 mutations i n a variety of human malignancies.Blood,1994,84:3 781.
, 百拇医药
    13,王翠莲,肖 鹏,贾宗智,等.小肠肿瘤P21(WAF1/CIP1)蛋白表达意义 的研究.长治医学院学报,1998,12(2):101.

    14,邬淑杭,隋延仿,金 伟,等.抑癌基因P16和P21(WAF1/CIP1) 在胃癌组织的不同表达.新消化病学杂志,1997,8:539.

    15,Bhatia K,Fan S,Spangler G,et al.A mutant P21(WAF1/CIP1) cyclin -dependent kinase inhibitor isolated a burkitt's Lymphoma.Cancer Res,1995,55:1 431.

    收稿日期:1999-03-29, 百拇医药