XRCC 2和XRCC 3在大肠癌及大肠息肉中表达的临床意义

范秀秀

XRCC 2和XRCC 3在大肠癌及大肠息肉中表达的临床意义

范秀秀

目的 对大肠癌和大肠息肉中X射线交叉互补修复基因2（X-ray repair cross-complementing gene 2,XRCC 2）和X射线交叉互补修复基因3（XRCC 3）所编码的蛋白检测，探讨二者在大肠癌及大肠息肉中的作用，评价其作为早期诊断和预后判断的生物学标志的可能性。方法 选取手术切除确诊为大肠癌并未做放疗、化疗的标本218例；选取电子结肠镜下采集、病理证实为大肠腺瘤性息肉的标本33例，另取36例基本正常的大肠黏膜标本作为对照，通过免疫组化的方法，观察XRCC 2、XRCC 3所编码蛋白的表达。结果 (1)XRCC 2蛋白、XRCC 3蛋白在大肠癌的表达分别为80．28%（175/218）、74．77%（163/218），显著高于息肉组的表达率57．58%（19/33）、54．55%（18/33）和正常黏膜组27．78%（10/36）、25%（9/36）（P＜0．05），息肉组蛋白表达显著高于正常黏膜组，差异有统计学意义（P＜0．05），在直肠癌的表达率分别为81．74%（94/115）、79．13%（91/115），左半结肠癌的表达率分别为92．19%（59/62）、79．03%（49/62），均高于息肉组，右半结肠癌的表达率分别为62．86%（22/41）、56．10%（23/41），与息肉组差异无统计学意义；(2)癌组织中XRCC 2和XRCC 3蛋白的表达呈明显正相关关系（P＜0．05）。结论 XRCC 2及XRCC 3蛋白表达在大肠癌、大肠腺瘤性息肉中上调，在不同的大肠癌部位有不同的影响，同时二者可能具有协同作用，因此联合检测XRCC 2、XRCC 3有助于诊断和预警大肠癌。

大肠癌；腺瘤性息肉；X射线交叉互补修复基因2；X射线交叉互补修复基因3

大肠癌发病率在全球各种肿瘤中居第3位。绝大部分大肠癌是由腺瘤或经过一定的腺瘤期演变而来，通过对人群进行结肠镜筛查和高危人群的结肠镜追踪，以及息肉的内镜切除，可使大肠癌的发生率下降80%，病死率下降70%[1-2]。

研究大肠癌发生和发展中DNA损伤方式和修复机制有助于肿瘤的早期诊断并采取有效的干预手段。目前国内外关于X射线交叉互补修复基因2(X-ray repair cross-complementing gene 2，XRCC 2)及X射线交叉互补修复基因3(XRCC 3)基因的研究多局限于单核苷酸多态性与肿瘤易感性之间的关系，而对大肠癌和息肉中蛋白的表达情况鲜有报道，缺乏从腺瘤→癌的系统的联合对比性研究资料。本研究旨在通过对大肠癌和大肠息肉中两种基因的蛋白表达情况的检测，探讨二者在大肠癌及大肠息肉中的作用，评价其作为早期诊断和预后判断的生物学标志的可能性。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取台州市台州医院、温岭市第一人民医院2006年1月～2010年8月手术切除确诊为大肠癌并未做放疗、化疗的标本218例，患者男118例，女100例；年龄27～88岁，平均（62.72±8.03）岁；其中直肠癌115例，左半结肠癌62例，右半结肠41例。

选取2007年3月～2008年12月电子结肠镜下采集、病理证实为大肠腺瘤性息肉的标本33例。另取36例因有肠道症状行结肠镜检查的基本正常的大肠黏膜标本作为对照。通过免疫组化的方法，观察同源重组修复基因XRCC 2、XRCC 3的蛋白表达情况。分析这两种蛋白的表达与肿瘤发病的关系。

1.2 免疫组化染色 标本经4%中性甲醛固定，常规石蜡包埋，制成4 μm连续切片，行常规苏木精—伊红染色法(hematoxylin-eosin staining，HE)染色，选择细胞状态良好处，用已知染色阳性大肠癌细胞切片作阳性对照，磷酸盐缓冲液（Phosphate Buffered Saline，PBS）取代一抗作阴性对照。免疫组化试剂鼠抗人XRCC 2、XRCC 3单克隆抗体，SP试剂盒二氨基联苯胺(Diaminobenzidine，DAB)显色剂：均购于福州迈新生物技术开发公司，为美国Zymed公司产品。按试剂说明书推荐的染色方法进行染色。

1.3 判断标准[3]免疫组化染色后，显微镜下观察切片细胞中棕黄色颗粒的出现情况。阳性表达以细胞内出现棕黄色颗粒为准计数5个高倍视野或500个细胞，按照染色强度计分：0分为无色，1分为淡黄色，2分为棕黄色，3分为棕揭色；按阳性细胞所占百分比计分：0分为阴性，1分为阳性细胞占10%，2分为阳性细胞占11%～50%，3分为阳性细胞占51%～75%，4分为阳性细胞＞75%。染色强度与阳性细胞所占百分比计分乘积3分以上记为阳性，否则为阴性。

1.4 统计学方法 所有数据均应用软件SPSS 13.0进行统计处理。计数资料组间比较采用χ2检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 XRCC 2和XRCC 3蛋白的表达情况

2.1.1 XRCC 2和XRCC 3蛋白在大肠癌、息肉和正常大肠黏膜组织的表达 XRCC 2蛋白主要在上皮细胞质表达。该蛋白在大肠癌的表达显著高于息肉组及正常黏膜组（P＜0.05），息肉组蛋白表达显著高于正常黏膜组，差异有统计学意义（P＜0.05）。XRCC 3蛋白主要在上皮细胞核表达。该蛋白在大肠癌的表达显著高于息肉组及正常黏膜组（P＜0.05），息肉组蛋白表达显著高于正常黏膜组，差异有统计学意义（P＜0.05，见表1）。

表1 癌、息肉和正常大肠黏膜组织XRCC 2和XRCC 3蛋白的表达

2.1.2 XRCC 2和XRCC 3蛋白表达与大肠癌部位之间的关系 XRCC 2蛋白的表达在直肠癌和右半结肠癌之间差异有统计学意义(P＜0.05)，直肠癌和左半结肠癌之间差异无统计学意义。XRCC 2蛋白的表达在直肠癌、左半结肠癌和右半结肠癌的表达率均高于息肉，右半结肠癌与息肉组差异无统计学意义。XRCC 3蛋白的表达在直肠癌和右半结肠癌之间差异有统计学意义(P＜0.05)，直肠癌和左半结肠癌之间差异无统计学意义。XRCC 3蛋白的表达在直肠癌、左半结肠癌的表达率高于息肉，右半结肠癌与息肉组差异无统计学意义(见表2)。

表2 XRCC 2和XRCC 3蛋白表达与大肠癌部位之间的关系

2.2 XRCC 2与XRCC 3蛋白的表达相关性 癌组织中XRCC 2和XRCC 3蛋白的表达呈明显正相关关系（P＜0.05，见表3)。

表3 癌组织中XRCC 2与XRCC 3蛋白的表达（n）

3 讨论

人类XRCC 2和XRCC 3基因是RAD 51基因的家族成员，与RAD 51基因具有20%～30%的序列同源性，两种基因编码的蛋白功能相似，所以又被称为RAD 51类似体。XRCC 2和XRCC 3蛋白可以与其他几种RAD 51类似体在细胞中形成复合物：RAD 51 B-RAD 51 C-RAD 51 D-XRCC 2异四聚体和RAD 51 D-XRCC 2、RAD 51 C-XRCC 3异二聚体，通过参与同源重组来修复DNA双链断裂（double-strand breaks，DSB）和交联损伤，维持基因组的稳定和细胞的正常功能。XRCC 2/ XRCC 3基因的缺陷或蛋白的缺失可导致DNA双链断裂损伤修复减少，肿瘤的发生率增加。已有研究[4]证实，XRCC 2或XRCC 3基因突变的细胞中，特定部位的DNA双链断裂的同源重组修复降低25～250倍；研究显示XRCC 3蛋白缺失诱导自发性的DSB形成并抑制乳腺癌细胞系MCF 7的增殖[5]。 XRCC 2和XRCC 3蛋白通过促进RAD 51的聚集、DNA链解螺旋以及单链交换来修复DNA损伤[6-7]。此外，有文献报道[8]RAD 51 C-XRCC 3 复合物在同源重组晚期促进重组中间体的溶解从而发挥DNA损伤修复作用。

本研究发现，在大肠癌病例中，XRCC 2和XRCC 3蛋白的表达率分别为80.28%和75.24%，明显高于息肉组织与正常大肠黏膜，提示二者可能与大肠癌的发生和发展有一定关系。XRCC 2和XRCC 3蛋白的表达上调可能由于癌细胞在不断增殖、进行DNA复制的过程中产生大量的DSB，并诱导XRCC 2和XRCC 3蛋白参与的同源重组修复反应。目前国内外关于XRCC 2和XRCC 3蛋白在大肠癌中表达情况的报道较少，研究多为XRCC 2和XRCC 3基因单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism，SNP)与肿瘤易感性之间的关系。目前研究认为XRCC 2基因Arg 188 His的多态可增加个体乳腺癌的发病风险。Jin等[9]对中国汉族人群进行的研究，Giuseppina等[10]对意大利南部人群进行的研究均表明，XRCC 3基因Thr 241 Met的多态增加结直肠癌的发病风险。但文献中亦有相反结果的报道出现。我国台湾地区进行的研究、Camilla等对挪威地区人群以及Victor等[11-13]的研究结果显示，XRCC 3 241密码子多态性与结直肠癌患病风险无显著关联。目前有关XRCC 2和XRCC 3基因单核苷酸多态性方面的研究结果存在着较大差异，可能与试验人群、肿瘤类型及环境因素相互作用共同影响肿瘤易感性，另外，样本大小不同也可能是造成结果存在差异的原因。

本实验发现不同部位的大肠癌XRCC 2和XRCC 3蛋白表达情况有差异，直肠癌和左半结肠癌中两种蛋白的表达上调，显著高于右半结肠癌的表达率，表明两种蛋白对直肠癌和左半结肠癌发生的关系更为密切，更具有诊断和预警意义。大多数学者[14-15]的研究结果显示，大肠息肉及大肠癌均主要分布于直肠和乙状结肠，并且很多解剖亦证实了这一点。孙婷等[16]报道直肠、乙状结肠息肉癌变发生率高于其他部位，差异有统计学意义，因此直肠、乙状结肠为息肉癌变的好发部位。本研究观察到不同部位的大肠癌中XRCC 2和XRCC 3蛋白的表达有差异，提示两种蛋白可能对于不同部位的大肠息肉恶变的影响不同，对于左半结肠和直肠息肉恶变的作用更大，分析其机制可能与大肠各部位的生理功能和菌群分布的不同有关。右半结肠的生理功能主要为吸收水和电解质，而左半结肠和直肠贮存和排出粪便，大肠黏膜与粪便中辅助致癌物的接触时间及被细菌作用的时间较长，更易引起DNA损伤从而诱导修复反应。有文献报道[17]，一些可能和产生致（促）癌物有关的膳食因素与左半结肠癌的相关性较显著，而右半结肠癌的发生可能与膳食因素的相关性较弱，支持上述分析。XRCC 2和XRCC 3蛋白在癌组织中的表达呈明显正相关关系，提示二者在DNA损伤的同源重组修复中可能具有协同作用。

XRCC 2与XRCC 3蛋白在大肠癌中的高表达率可能为诊断和预警大肠癌提供新的依据。但是大肠癌和大肠息肉中两种蛋白的表达上调对于各自组织的具体作用还有待于进一步研究，例如有表达和无表达的大肠息肉恶变的机率有无差异？大肠癌中蛋白的表达是否影响放疗或化疗效果？对两种蛋白的表达进行干预会有怎样的现象出现？这些都是目前尚未研究清楚的问题，将在今后的工作中逐步进行研究和分析。

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Objective To explore the role in colorectal cancinoma and polypus by detecting the protein expression of XRCC 2, XRCC 3 , and evaluate its possibility as a biological marker for early diagnosis and prognosis. Methods Colorectal carcinoma with clear pathological diagnosis from 218 patients were collected. Immunohistochemistry was used to detect the protein expressions of XRCC 2 and XRCC 3 in carcinoma group of all the patients and in polypus group of 33 patients, normal group of 36. Results 1 the protein expression of XRCC 2, XRCC 3 of colorectal carcinoma was signif i cantly higher than polypus group and normal group (P＜0.05), the polypus group signif i cantly higher than the normal group (P＜0.05), colorectal carcinoma and the left colon carcinoma signif i cant than polypus, there were no signif i cant difference between right colon carcinoma and polypus; 2 The protein expression of XRCC 2 and XRCC 3 was positively correlated in carcinoma (P＜0.05). Conclusion The expression levels of XRCC 2 and XRCC 3 in colorectal carcinoma, polypus were up-regulated, have different effects in different parts of the colorectal carcinoma , and may have a synergistic effect, therefore it may be helpful to detect the protein expressions of both XRCC 2 and XRCC 3 for the diagnosis and predication of colorectal carcinoma.

Colorectal carcinoma; Polypus; X-ray repair cross-complementing gene 2; X-ray repair cross-complementing gene 3

10.3969/j.issn.1009-4393.2014.29.001

浙江 317500 温岭市第一人民医院 (范秀秀)