食管鳞状细胞癌组织中Survivin与Caspase-3蛋白的表达

王 涛,侯桂琴

1)河南中医学院第一附属医院血液肿瘤科郑州 450000 2)郑州大学药学院郑州 450001

△男,1979年4月生,硕士,主治医师,研究方向:肿瘤免疫,E-mail:zangwenqiao@sina.com

Survivin是新近发现的一个肿瘤特异性凋亡抑制因子,是凋亡抑制蛋白家族(inhibitors of apoptosis proteins,IAPs)中作用最强的分子,在多种肿瘤组织中皆表达增高。Survivin主要是通过和Caspase蛋白结合抑制其级联激活反应而发挥抗凋亡作用[1-2]。在Caspase家族中Caspase-3是细胞凋亡过程中的一个主要效应分子,参与多种因素诱导的细胞凋亡。若Caspase-3表达异常则可导致细胞凋亡和增殖失调,从而参与肿瘤等多种疾病的发生。作者采用免疫组织化学方法检测人食管鳞状细胞癌组织中Survivin和Caspase-3蛋白的表达情况,探讨其临床意义,分析 2者的关联性,为食管鳞状细胞癌的诊断和治疗提供理论基础和实验依据。

1 材料与方法

1.1 标本来源 收集河南中医学院第一附属医院病理科 2006年至 2008年诊断为食管鳞状细胞癌的手术存档标本 60例及取自其他手术患者的正常食管黏膜组织存档标本 60例。食管鳞状细胞癌患者中男33例,女 27例;中位年龄43.2岁;有淋巴结转移29例,无淋巴结转移 31例;浸润至浅层(黏膜和浅肌层)36例,浸润至深层(深肌层和外膜)24例。

1.2 正常食管黏膜和食管鳞状细胞癌组织中 Survivin和Caspase-3蛋白检测方法 抗Survivin和抗Caspase-3兔抗人多克隆抗体、SP免疫组织化学试剂盒及DAB显色试剂盒均购自北京中杉金桥生物技术有限公司。抗Survivin和抗Caspase-3兔抗人多克隆抗体的工作浓度均为 1:100。免疫组织化学染色按照SP试剂盒的操作步骤进行,DAB显色,苏木素复染,梯度乙醇脱水,二甲苯透明,中性树胶封片。PBS代替一抗作为阴性对照,已知阳性表达的宫颈癌组织切片作为阳性对照。Survivin和Caspase-3阳性表达呈棕黄色颗粒,均位于癌细胞质和(或)细胞核内,间质平滑肌细胞也有部分着色。在高倍视野下选取 5个视野(每个视野观察不少于200个细胞),按阳性细胞所占的百分比及着色强度进行结果判定。①按着色强度评分:无着色为0分;浅黄色为1分;黄色为2分;棕黄色为3分。②按阳性细胞百分比评分:无阳性细胞为0分,阳性细胞数＜10%为 1分,10%～为 2分,50%～为 3分, 75%～为 4分。取 2项评分的乘积作为总积分,0～3分为阴性,＞3分为阳性[3]。

1.3 统计学处理 应用SPSS 11.0进行统计学分析。采用 χ2检验比较食管鳞状细胞癌组织及正常食管黏膜组织中Survivin和Caspase-3蛋白阳性表达率的差异;采用 χ2检验比较食管鳞状细胞癌组织中Survivin和Caspase-3蛋白阳性表达率与临床病理特征的关系;计算Pearson列联系数分析食管鳞状细胞癌组织中Survivin与Caspase-3蛋白表达的关联性。检验水准α=0.05。

2 结果

2.1 正常食管黏膜和食管鳞状细胞癌组织中Survivin及Caspase-3蛋白的表达情况 结果见图1、表1。

图1 食管鳞状细胞癌(A)和正常食管黏膜(B)组织中Survivin及Caspase-3蛋白的表达情况(SP,×400)1:Survivin蛋白;2:Caspase-3蛋白。

表1 正常食管黏膜和食管鳞状细胞癌组织中Survivin及Caspase-3蛋白的表达情况例(%)

2.2 食管鳞状细胞癌组织中Survivin、Caspase-3蛋白表达与临床病理特征的关系 结果见表2。

表2 食管鳞状细胞癌组织中Survivin、Caspase-3蛋白表达与临床病理特征的关系例(%)

2.3 食管鳞状细胞癌组织中Survivin与Caspase-3蛋白表达的关联性 结果见表3。

表3 食管鳞状细胞癌组织中Survivin与Caspase-3蛋白表达的关联性 例

3 讨论

凋亡也称程序性细胞死亡,是机体细胞自主性死亡的过程。凋亡对生物的生长、发育、免疫记忆、内环境的稳定等都起着极为重要的作用。凋亡的机制非常复杂,但主要可以归结为凋亡促进因子和凋亡抑制因子的调节,当 2者表达适宜并呈现一定的比例,细胞的凋亡与增殖才能处于动态平衡,机体才能有效行使正常的生理功能。而当 2者表达异常,出现细胞凋亡与细胞增殖之间的平衡失控就可能引起肿瘤的发生[4]。

Survivin是1997年发现的一种新的抗细胞凋亡因子,是IAPs家族的新成员[5]。Survivin定位于人类染色体17q25,全长14 700 bp,有4个外显子和 3个内含子,可编码3种不同的蛋白:Survivin-140、Sur-vivin-121和Survivin-40。survivin基因编码的蛋白质含有 142个氨基酸,相对分子质量为 16 200,仅含有单一的杆状病毒IAP重复序列功能区,为Survivin发挥抗凋亡作用所必需,在调控细胞周期和抑制细胞凋亡中起重要作用。Survivin通过直接与Caspase-3和Caspase-7结合而抑制多聚ADP核糖聚合酶裂解来阻断凋亡过程[6]。另外,Survivin也可通过抑制P21间接抑制Caspase-3的活化,从而抑制细胞凋亡[7]。

Caspase是一组具有相似的氨基酸顺序、二级结构的半胱氨酸蛋白酶。Caspase家族成员在细胞凋亡的启动和完成过程中起重要作用,是细胞凋亡的执行者,决定了凋亡细胞的形态改变和生物化学改变[8]。在目前已发现的 Caspase家族成员中, Caspase-3与凋亡的关系密切,参与多种因素诱导的细胞凋亡[9]。活化的Caspase-3蛋白能使许多与细胞结构、细胞周期及DNA修复相关的蛋白和激酶失活,从而导致凋亡的发生,是关键的效应分子[10]。

该研究结果显示,在食管鳞状细胞癌组织中随癌细胞浸润深度的加深,Survivin蛋白阳性表达率增高,且有淋巴结转移组织中Survivin蛋白的阳性表达率高于无淋巴结转移组织。同时在食管鳞状细胞癌及正常食管黏膜组织中,Caspase-3蛋白阳性表达率间差异有统计学意义,且Caspase 3蛋白表达与食管鳞状细胞癌的浸润深度和有无淋巴结转移情况有关。关联性分析结果显示,在食管鳞状细胞癌组织中Survivin和Caspase-3蛋白的阳性表达有关联。推测在食管鳞状细胞癌发生和演进过程中,Survivin蛋白的高表达通过抑制细胞凋亡而促进细胞的转化和增生;而Caspase-3蛋白随癌细胞分化程度的降低表达增高,表明其活性随肿瘤恶性程度的增加而受到抑制,提示Survivin可能通过抑制Caspase-3的活性而起到抑制癌细胞凋亡的作用。

综上所述,凋亡抑制基因survivin与促凋亡基因caspase-3在食管鳞状细胞癌的发生发展中具有重要的作用,Survivin蛋白调控Caspase-3蛋白表达可能是食管鳞状细胞癌细胞凋亡信号传导网络中的重要一环,为探讨食管鳞状细胞癌的发生机制提供理论基础。survivin基因有望成为食管鳞状细胞癌基因治疗过程中的靶点,为食管鳞状细胞癌的诊断治疗提供一条新的途径。

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[3]庞霞,郑湘予,李晟磊,等.食管鳞状细胞癌组织中血管内皮生长因子-C与血小板生长因子-4蛋白的表达[J].郑州大学学报:医学版,2008,43(5):865

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[10]易铁男,周云峰,伍钢.Caspase家族与细胞凋亡的研究进展[J].国外医学:肿瘤学分册,2001,28(1):39