Survivin、Caspase-3和Bcl-2在肺癌中的表达及意义.pdf

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Survivin、Caspase-3和Bcl-2在肺癌中的表达及意义.pdf 中国癌症杂志》2009年第19卷第1期 CHINA ONCOLOGY 2009 V01.19 No.1 Survivin Caspase-3 、 和Bcl一2在肺癌中的 表达及意义 [摘要] 背景与目的:细胞凋亡异常是肿瘤发生的原因之一。细胞凋亡是受凋亡控制基因调节,近来研 究表明由于肿瘤组织分型不同,其凋亡调控基因的表达也存在差异。本研究旨在通过和细胞凋亡有关的基因蛋 白生存素 (Survivin)、Caspase一3和Bel一2在小细胞肺癌 (small eel1 lung cancer,SCLC)与非小细胞肺癌 (non—smal1 cel1 lung cancer,NSCLC)中的表达分布,对同一肿瘤,不同病理类型组织肺癌进行凋亡对比性 研究,描述性分析在同一解剖部位、不同细胞学类型肿瘤组织中三种有关凋亡的基因蛋白表达的差异。方法: 选取41~TIJSCLC,30例NSCLC,采用免疫组化sP法检测肺癌组织中Survivin、Caspase-3、Bcl-2的表达水平和相关 性。结果:SCLC中Survivin阳性表达率为29.3%,NSCLC为70%,两者表达分布差异有显著性 (P<0.01); SCLC中Bcl一2gB性表达率为63.4%,NSCLC为30%,两者表达分布差异有显著性 (尸<0.05);SCLC的Survivin 阳性患者中Caspase一3表达率为3/12例,阴性患者为62.1%(18/29),两者间差异有显著性 ( =4.67,P<0.05)。 NSCLC中Survivin~B性患者中Caspase一3的表达率为19.O%(4/21),阴性患者为88.9%(8/9),阴性患者Caspase一3 的表达率显著高于阳性患者( =12.80,尸<0.01)。Caspase一3阳性表达在SCLC~NSCLC的表达分别为51.2%和 4O.O%,差异无显著性(P>O.05)。结论 :在NSCLC中,Survivin表达上调,Bcl一2表达水平相对低下;在SCLC 中,Bcl一2过表达,Survivin表达相对不高。Caspase-3在SCLC和NSCLC中的表达差异无显著性。由于组织学差 异,SCLC和NSCLC的细胞凋亡过程可能存在不同的凋亡调节通路和凋亡调节因子。 [关键词] 细胞凋亡; 肺肿瘤; Bc卜2; 生存素;Caspase一3 中图分类号:R73-35 4 文献标识码:A 文章编号:1007-3639(2009)01-0025-04 Expression of Survivin,Caspase-3 and Bcl-2 in lung carcinoma Yan,SON6 Ying,EAI Ling (Department of Ceii Biology,Honan Tumor Institute,Zhengzhou Henan 45000& China) Correspondence to:gJI Ling E-mail:mailing5588134@yahoo.COI1].Cn [Abstract] Background and purpose:Abnormal regulation of cell apoptosis is one of causes for oncogenesis.There are a lot of genes involved in the regulation of apoptosis.In this study,the expression of several apoptosis related genes in small cell lung cancer(SCLC)and non-smal cel lung cancer(NSCLC)were compared and explored as regards its relationship with diferent pathology.Descriptive analysis about diferences of expression on three proteins of apoptosis genes in diferent cell types among tumor tissue in same site was made.M ethods:The expression of survivin,Bcl-2,Caspase-3 of 41 cases with primary SCLC and 30 with primary NSCLC were detected by immunohistochemieal method.The diference about expression of Survivin,Bel-2 and Caspase-3 between SCLC and NSCLC were compared.Results:The expression of Survivin in the SCLC was significantly Iower than the NSCLCf 0.0 1).The expression of Bcl-2 at the SCLC was signifcantly higher than that in the NSCLC(P>0.o5).The expression of Caspase-3 was not signifcantly diferent between SCLC and NSCLC(P>O.05). Conclusion:There is bigger diference process of tumor apoptosis between diferent cell types in the same topography site.Survivin may play adjuvant roles and Bcl一2 may play main roles in the inhibition of cell apoptosis in SCLC while the case is just reversed in NSCLC,it suggests that there were diferent apoptosis inducing factor and diferent apoptosis pathway due to diferent cel type in NSCLC and SCLC. [Key words] apoptosis; lung neoplasm; Bcl-2: Survivin; Caspase-3 基金项目:河南省属科研院所2002年度专项基金项目 (No.:0241150402)。 通讯作者:买玲 E—mail:mailing5588 1 34@yahoo.com.cn 26 王艳,等. Survivin、Caspase一3$DBcl一2在肺癌中的表达及意义 肺癌主要分为非小细胞肺癌 (non—smal cel lung cancer,NSCLC)和小细胞肺癌 (smal cel lung cancer,SCLC)两大类。两者在病理学 特征、临床表现,生物学特性及治疗方法和预 后方面均存在差异。SCLC的恶性度较高,就 诊时80%已发生转移,而且易复发、SCLC相对 于NSCLC的预后较差。这些差异可能是NSCLC 和SCLC两种不同组织学类型的肿瘤细胞对凋 亡调控基因的敏感性不同所致。本文着重探讨 Survivin、Bcl一2在SCLC、NSCLC中的表达与细 胞凋亡的意义以及与Caspase一3凋亡相关基因表 达的相关性。 l 材料和方法 1.1 材料 1.1.1 临床资料 收集河南省肿瘤医院1993— 2001年3O例NSCLC患者,年龄36~75岁,平均 年龄 (56.2±11.4)岁,男性22例,女性8例。 同时收集41例SCLC患者,年龄30~71岁,平均 年龄 (52.6±4.9)岁,男性27例,女性14例。 所有病例术前均未行放、化疗。 1.1.2 石蜡标本 取用病理科原发性肺癌手术 后石蜡标本,参NWHO 2004年肺癌组织学分 类和分级标准X,~NSCLC和SCLC重新复核切片, 20例肿瘤远端正常肺组织为对照组。标本经4% 甲醛固定,常规脱水透明,石蜡包埋,连续 切片4 m,贴附于多聚赖氨酸处理过的载玻 片,6O℃烘烤2 h备用。 1.1.3 主要试剂 凋亡抑制蛋白Survivin编号 RAB0536多克隆抗体,Bcl一2编号MAB0014单 克隆抗体, DAB酶底物显色剂试剂盒,购 自 福州迈新生物技术开发公司。Caspase一3编号 BA2142多克隆抗体,购于武汉博士德生物工程 有限公司。 1.2 实验方法 1.2.1 方法 采用SP免疫组化染色法。石蜡切 片脱蜡水化;滴加过氧化物酶阻断N5o l, PBS清洗;滴加非免疫动物血清,室温温育5 min;分别滴加Survivin(1:80稀释 )、Bcl一 2(1:100稀释 )、Caspase一3(1:100稀释 )蛋 白抗体,4 cC过夜;滴加二抗,室温10 min;滴加 链亲和素一过氧化物酶溶液,室温10 rain;滴 ~I]DAB显色液显色,显微镜下观察3—10 rain, 自来水冲洗,苏木精对比染色,梯度乙醇脱 水,二甲苯透明,中性树胶封固。PBS代替一 抗作空白对照,已知阳性片作阳性对照.光镜 下半定量结果评定标准 参照许良忠等⋯ 的方 法。染色强调分数标准为:棕褐色3分;棕黄 色为2分;淡黄色为1分;无着色0分。所视在 同样物镜下计数阳性细胞数;一个视野内着色 细胞>75%为4分;51%~75%为3分;11%~50% 为2分;≤10%为1分;阴性为0分。两项得分相 乘:O~3分为阴性表达 “一”;3分以上为阳性 表达 “+”。 1.2.2 统计处理 采用SPSS13.0统计软件包处 理:①数值变量资料的比较采用检 验;②率的 比较采用卡方检验或Fisher’S精确概率法。 2 结 果 2.1 凋亡相关基因的表达 2O例正常肺组织 中Survivin和Bcl一2无阳性表达。可见少量肺组 织@Caspase一3蛋白表达呈淡黄色,但评分标准 未达到3分,故按阴性计算。41例SCLC与3O例 NSCLC组织中Survivin、Bcl一2和Caspase一3的表 达率比较见表l。 表1 71例肺癌组织中凋亡相关基因的表达率 Tab.1 Percentage of expression of genes about apoptosis in tissue of 71 cases with lung cancer § 墨 £ Survivin 29-3%(12/41) 70.O%(21/30) 11.55 O.001 Bcl-2 63.4%(26/41) 30.0%(9/3o) 7.74 O.005 Caspase一3 51.2%(21/41)40.O%(12/30) 0.877 O.349 免疫组化结果显示:在SCLC和NSCLC Jh~ 瘤细胞胞浆和胞核中均见Survivin阳性表达, Bcl一2与 Caspase一3阳性表达主要集中在胞浆 (图1)。 SCLC中Bcl一2阳性表达率 (63.4%)显著 高于NSCLC(30.O%) (P<0.005)。SCLC中 Survivin阳性表达率 (29_3%)显著低于NSCLC (70.0%,P<0.001),Caspase一3在SCLC与 NSCLC中的阳性表达率差异无显著性 (P> 0.05)。 2.2 Su rvivin、Bcl一2与 Caspase一3之间的关 系 在SLCL中,Survivin阴性患者Caspase一3蛋 白表达率显著高于阳性患者 (P<0.05);在 NSCLC中也是Survivin[~f]性患者Caspase一3蛋白 表达率显著高于阳性患者 (P<O.001)。各蛋 白质问的关系见表2。 《中 国 癌 症 杂 志》 2 0 0 9 年第 1 9 卷第 1 期 2 7 表 2 凋 亡 抑制 蛋 白S u r v jv in 、 B c l 一 2 与C a s p a s e 一 3 之 间的关 系 T la b . 2 T h e r e l a t i o n s h j p b e t w e e n s u r V i v i n , B c l - 2 a n d C a s p a s e - 3 2 . 3 S u r v i v i n 与 B c I 一 2 的 关 系 在 S C L C 和 N S C L C 中 , S u r v i v i n 的表 达 率在 B c l 一 2 阴性 患 者 和 B c l 一 2 阳 性 患 者 中是 一 致 的 f S C L C 2 6 . 7 % v s 3 0 . 8 % ,N S C L C 6 1 . 9 % v s 8 8 . 9 % ) 。 两 者之 间差 异 无显 著性 ( P > 0 . 0 5 ,表3 ) 。 N S C L C 中的表 达 F i g . 1 T h e e x p r e s s i O n 0 f a n t i - a p o p t o t k p r o t e i n i n S C L C a n d N S C L C b y i m m u n O h i s t O c h e m i c a I S P m e t h O d A : E x p r e s s i o n o f S u r v i v i n i n c e l I n u c l e u s i n S C L C ( × 4 0 0 );B : E x p r e s s i o n o f S u r v i v i n i n c y t o c h y l e m a i n S C L C ( × 4 0 0 ) ; C : E x p r e s s i o n o f C a s p a s e 一 3 in N S C L C ( x 2 0 0 1:D :E x p r e s s 恼n o f B c I-2 缸 S C L C f × 2 0 0 ) . 表 3 S u r v M n 与 B c I一 2 之 间的关 系 T la b . 3 T h e r e l a t i O n s h i p b e t w e e n S u r v i v i n a n d B c l - 2 S C L C N B c l . 2 D o s i t i v e B c I . 2 n e g a t i v e §坠丛 iY i望E ! ! i! i∑! ! i ! i Z £ §坚型 iY i墼P Q! i! i! ! 盟!! z : £ 3 0 . 8 % (8 /2 6 ) 8 8 . 9 % (8 /9 ) 2 6 . 7 % f 4 /1 5 ) O. 0 8 1 . 0 0 6 1 . 9 % f 13 ,2 1) 2 . 18 4 O. 2 10 肿 瘤 的发 生 是 一 个 多基 因 、 多 步骤 、 多 阶 段 的复 杂过 程 , 细 胞 凋 亡 在 肿 瘤 的发 生 发 展 中 主 要 起 负调 控 作 用 ∽ 。 细 胞 凋 亡 受 抑 是 肿 瘤 的发病 机 制之 一 。 细胞 凋 亡 的失 衡 导 致 肿 瘤 发 生 并 影 响 肿瘤 的 生 物 学 行 为 ∽ 一 0 。 S u r v i v i n 是 新 发 现 的 一 种 凋 亡 抑制 蛋 白家族成 员 , 也 是 迄 今 发 现 的最 强 的 凋 亡 抑 制 因 子 , s u r v i v i n 的过 度表 达 抑 制 了 细胞 凋亡 , 有 利 于 细 胞 的异 常增 殖 和 恶 性 转 化 。 研 究 表 明 C a s p a s e 一 3 是 C a s p a s e 家族 中重 要 的凋亡 执行 者之 一 , 抑制 C a s p a s e 一 3 的活 性 或拮 抗 其 功 能 可 使细 胞 凋亡 受抑 。 凋亡 抑 制 蛋 白S u r v i v i n 是 功 能 强 大 的 凋 亡 抑 制基 因 , 其主要 在凋 亡 通 路 的下 游 抑 制 C a s p a s e 一 3 发挥抗 凋 亡 的效 应 ¨ J 。 B c l 一 2 蛋 白的功 能 是 阻 遏 细 胞 凋亡 , 并 能协 助 细胞 抵 抗 免疫 系统 的 的监 视作 用 , 最 终 导 致肿 瘤 的形 成 , 其 过 度 表 达 已被证 实存在 于 多种肿瘤组 织 中 。 研 究 显 示 : 在 正 常对 照 组 中 , S u r v i v i n 、 B c l 一 2 、 C a s p a s e 一 3 几 乎 不 表 达 , 但 在 S C L C 和 N S C L C 组 织 中S u r v i v i n 、 B c l 一 2 均 表 现 为过 表 达 , 表 明基 因转 录功 能增 强 , 基 因蛋 白生 成 , 然 后 通 过 抑制肺 癌 细胞 凋 亡 在 肺 癌 癌 变 发生 、 发 展 中发挥 作 用 ¨ J 。 然 而 , 在 S C L C 中B c l 一 2 的 阳性 表 达 率为 ( 6 3 . 4 % ) , 显 著高 于 N s c L c ( 3 0 % ) ; 而 S u r v i v i n 的表 达 则 与 B c l 一 2 表 达 规 律 相 反 , s c L c 中s u r v i v i n 阳性 表 达 率 (2 9 . 3 % ) 显 著 低 于 N S C L C ( 7 0 % ) 。 实 验 结 果 提 示 : B c l — 2 可 能是 S C L C 的凋 亡 调 控 中的关 键蛋 白之 一 , B c l 一 2 或 B c l 一 2 与其 他基 因 的协 同发挥 着 主 要 的抗 凋 亡 作用 , 而 S u r v i v i n 则 在 N S C L C 中发 挥 主 导 抗 凋 亡 作用 。 S C L C 中 , B c l — 2 的高 表达可 能 弥 补 了 S u r v i v i n 的低 表 达 , 或 者 是 S C L C 中存 在其他抗凋 亡 因子 。 在 N S C L C 中 , S u r v i v i n 表 达 上 调 , B c l — 2 表 达水平 相对 低下 , 提示 S u r v i v i n 可 能通 过其凋 亡 抑 制 作用 , 抑 制肺 癌细胞 凋亡 , 从 而 在肺 癌发 生 发 展 中起 重 要 作用 。 同样 , 姚 峰 等 川 研 究 发 现 , S C L C 中B c l 一 2 过 表 达 , S u r v i v i n 表达 相 对 不 高 , 提示 在 S C L C 中 , 对 细胞 凋亡 抑 制起 主 导 作 用 之 一 的是 B e l 一 2 , S u r v i v i n 可 能 只起辅 助 作 用 。 这 与前期买 玲 等 ∽ 』 0 报道 的食管小 细胞 癌 的研 究 结果 一 致 。 在 S C L C 和 N S C L C 中 , C a s p a s e 一 3 的表 达 水 平 一 致 , 分别 为 5 1 . 2 % 和 4 0 % , 两 者 阳性 率差 异无 显 著性 ( 尸 > 0 . 0 5 ) 。 由于 小细 胞癌 发病 率低 , 样本量 小 , 研 究 受 到 一 定 的 限制 , 特别是 有关 细胞 凋 亡 方 面 的 对 比性 研 究 , 更 是 罕 见 。 同一 部 位 不 同细胞类 型 的肿瘤 的生 物学 特性 可 能截然不 同 , 正 如我 28 王艳,等. Survivin、Caspase一3~QBcl一2在肺癌中的表达及意义 们研究结果提示一样,在SCLC与NSCLC~]O瘤 凋亡过程中也存在着较大的差异,此种差异有 助于我们加深对肺癌的发生发展及凋亡生物学 特性的进一步了解,有助于寻找和开辟临床肿 瘤早期诊断及治疗的新途径。 [参 考 文 献] [1] 许良忠,杨文涛.免疫组织化学反应结果的判断标准 [J].中国癌症杂志,1996,6:229—231. 1 2 j Mitza A,McGuirk M,Hockenberry TN,et a1.Human survivin is negatively regulated by wild-type p53 and participates in p53-depend apoptotic pathway[J] Oncogene,2002, 21(17):2613-2622. [3] Viard-Leveugle I,Veyrenc S,French LE,el at.Frequent loss of Fas expressin and function in human lung tumors with overexpression of FasL in smal cell lung carcinoma l J J.J Patho1.2003.201(2):268—277. 1 4 j Daniel JC,Smythe WR.The role of Bel一2 family membem in non-smal cell lung cancer【J j.Semin Thorac Cardiovase Surg,2004,16(1):19-27. [5] Sbin S,Sung BJ,Cho YS,et a1.An anti-apoptotJc protein human surviving is a direct inhibitor of easpase-3 and 7[J』. 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