乳腺浸润性导管癌组织中Caspase-3、XIAP、Smac的表达及意义

刘志英，冬国友，程华，张云霄，王晓烨，杨超(唐山市妇幼保健院，河北唐山063000)



乳腺浸润性导管癌组织中Caspase-3、XIAP、Smac的表达及意义

刘志英，冬国友，程华，张云霄，王晓烨，杨超(唐山市妇幼保健院，河北唐山063000)

摘要：目的观察乳腺浸润性导管癌组织中含半光氨酸的天冬氨酸酶3(Caspase-3)、X连锁凋亡抑制蛋白(XIAP)及第二个线粒体衍生的半胱氨酸蛋白酶激动剂(Smac)的表达变化，探讨乳腺浸润性导管癌的可能发病机制。方法 选取71例乳腺浸润性导管癌患者，进行高、中、低病理组织分级，采用免疫组化SP法检测癌组织中的Caspase-3、XIAP、Smac表达。结果Caspase-3、XIAP、Smac在高分化组织中的阳性表达率分别为76.2%(16/21)、42.9%(9/21)、85.7%(18/21)，在中分化组织中的阳性表达率分别为69.7%(23/33)、45.5%(15/33)、84.8%(28/33)，在低分化组织中的阳性表达率分别为35.3%(6/17)、82.4%(14/17)、47.1%(8/17)，高、中分化癌组织中Caspase-3、Smac阳性表达程度明显高于、XIAP明显低于低分化癌组织(P<0.05)。Caspase-3与XIAP表达呈负相关(rs=-0.81，P<0.05)，Caspase-3与Smac表达呈正相关(rs=0.79，P<0.05)，XIAP与Smac表达呈负相关(rs=-0.69，P<0.05)。结论 乳腺浸润性导管癌组织中Caspase-3、Smac蛋白低表达甚至缺失，XIAP蛋白过表达，三者可能在促进乳腺浸润性导管癌的发生发展中起重要作用。

关键词：乳腺癌；含半光氨酸的天冬氨酸酶3；X连锁凋亡抑制蛋白；第二个线粒体衍生的半胱氨酸蛋白酶激动剂

乳腺癌作为全球三大最常见癌症之一，已成为严重威胁女性健康的恶性肿瘤[1]。近年来，我国乳腺癌的发病呈逐年上升趋势。乳腺癌是一种具有高度异质性的恶性肿瘤，以浸润性导管癌最为常见，约占乳腺癌的65%，多见于40岁以上女性[2，3]。目前其发病机理尚未完全阐明，有研究表明可能与细胞凋亡抑制有关[4]。有研究[5]发现含半光氨酸的天冬氨酸酶3(Caspase-3)、X连锁凋亡抑制蛋白(XIAP)及第二个线粒体衍生的半胱氨酸蛋白酶激动剂(Smac)是细胞凋亡过程中发挥重要作用的三个因子。2012年1月～2014年12月,我们采用免疫组化SP法检测乳腺浸润性导管癌患者癌组织中Caspase-3、XIAP和Smac的表达，从细胞凋亡角度初步探讨乳腺癌发病机制。

1资料与方法

1.1临床资料乳腺浸润性导管癌患者71例，均为女性，年龄25～78岁,平均43.6岁。术前均未行放疗和化疗，无远处转移。患者均行乳腺根治术，均经病理学确诊。在显微镜下根据Elston-Ellis分级方案，将乳腺浸润性导管癌分为高、中、低分化，高分化32例，中分化21例，低分化18例。

1.2Caspase-3、XIAP、Smac表达检测取患者手术后的病理组织，制成石蜡切片，厚度5 μm。采用免疫组化SP法染色。按试剂盒说明书操作。用已知的阳性切片作为阳性对照，用PBS 作为阴性对照。阳性表达均呈棕黄色显色。Caspase-3以胞质或胞核染成棕黄色为阳性表达，XIAP染色以细胞质着色为阳性细胞判定标准,Smac抗原阳性反应为位于细胞质内和(或)细胞膜上的棕黄色均匀细颗粒，根据阳性细胞数和着色深度计分，每例均随机计数5个高倍视野(×400)，确定其每个视野的阳性率，取均数。阳性细胞≤5%为0分，6%～25%为1分，26%～50%为2分，51%～75%为3分，>75%为4分；阳性细胞着色程度:基本不着色为0分，黄色为1分，棕黄色为2分，棕褐色为3分。将两项积分相乘:≥1为阳性，<1为阴性。

1.3统计学方法采用SPSS11.0统计软件。率的比较用χ2检验，相关性分析用Spearman等级相关分析。P<0.05为差异有统计学意义。

2结果

2.1不同分化程度癌组织中Caspase-3、XIAP、Smac表达比较Caspase-3、XIAP、Smac在高分化组织中的阳性表达率分别为76.2%(16/21)、42.9%(9/21)、85.7%(18/21)，在中分化组织中的阳性表达率分别为69.7%(23/33)、45.5%(15/33)、84.8%(28/33)，在低分化组织中的阳性表达率分别为35.3%(6/17)、82.4%(14/17)、47.1%(8/17)，高、中分化癌组织中Caspase-3、Smac阳性表达程度明显高于、XIAP明显低于低分化癌组织(P<0.05)。后经两两比较Caspase-3与XIAP在三组中表达率差异不明显(P>0.016 7),而Smac在高、中分化癌组织中表达率明显高于低分化癌组织(P<0.05)。

2.2Caspase-3、XIAP、Smac表达的相关性Caspase-3与XIAP表达呈负相关(rs=-0.81，P<0.05)，Caspase-3与Smac表达呈正相关(rs=0.79，P<0.05)，XIAP与Smac表达呈负相关(rs=-0.69，P<0.05)。

3讨论

乳腺癌是发生于乳腺腺上皮组织的恶性肿瘤，以浸润性导管癌最为常见[3]，病死率高。现代肿瘤学认为肿瘤的发生、发展及恶变过程与细胞增殖、凋亡动态平衡严重失调密切相关[4]。研究[5]表明，Caspase-3、XIAP及Smac在细胞凋亡过程中起重要调控及效应作用。

目前细胞凋亡途径主要有线粒体途径、死亡受体途径和内质网途径。前两条凋亡途径的起始和终止均需Caspase参与。Caspase家族是一组细胞凋亡蛋白酶，根据Caspase在级联反应上下游的位置及功能不同可分为三大类，第一类为凋亡始动子,位于级联反应上游，包括Caspase-2、Caspase-8、Caspase-9、Caspase-10等，能在其他蛋白参与下发生自我活化并激活下游的Caspase。第二类为凋亡效应子，位于级联反应下游，包括Caspase-3、Caspase-6、Caspase-7，能被上游的始动子激活，激活后的Caspase作用于特异性底物使细胞发生生化及形态学改变，导致细胞凋亡。第三类包括Caspase-1、Caspase-4、Caspase-5、Caspase-13、Caspase-14，主要参与细胞因子介导炎症反应并在死亡受体介导的细胞凋亡途径中起辅助作用。Caspase-3是细胞凋亡的核心蛋白，亦是整个凋亡级联反应的关键调节点，其级联反应的激活决定了凋亡形态改变[6，7]，其活性受到抑制则会引起细胞凋亡障碍，使细胞凋亡与增殖间动态平衡失调，引起肿瘤的发生、发展。

在凋亡的调节因素中，凋亡抑制蛋白家族(IAPs)亦是新发现的一类在结构上具有同源性的细胞凋亡抑制蛋白，其不仅抑制Caspase的活性使细胞凋亡受阻，同时还调节细胞分裂、细胞周期及信号传导等环节，与肿瘤发生、发展关系密切。至今已发现8个家族成员：CIAP-1(HIAP-1)、CIAP-2(HIAP-2)、NAIP、XIAP、ILP-2、Survivin、Bruce及Livin。XIAP是Peter等[8]于1996年在人胚胎脑组织细胞中克隆出的IAP中作用最强的一种，其可能在细胞增殖和细胞向恶性转化过程中发挥重要作用。XIAP可直接抑制凋亡起始因子Caspase-9及效应分子Caspase-3与Caspase-7活性，从而抑制细胞凋亡[9]。

本研究发现在高中分化乳腺癌中XIAP表达明显低于低分化乳腺癌，而Caspase-3表达水平却明显高于低分化乳腺癌，XIAP与Caspase-3表达呈负相关。XIAP蛋白可能直接或间接影响了Caspase-3蛋白表达，当XIAP蛋白过度表达时，抑制了Caspase-3蛋白表达，从而阻止了细胞凋亡，并促使乳腺细胞的恶性转化。

Smac是2000年Erhagen等[10]首次报道从HeLa细胞中分离出一种新型线粒体蛋白，人类 Smac基因位于第12条染色体的长臂，由7个外显子组成，当机体受到血清的缺失、DNA毁损和细胞表面死亡受体的活化等刺激时，有活性的Smac蛋白释放入细胞质，与多种IAP结合，消除了IAP对Caspase-3、9、7的阻滞作用，激活Caspase而促进凋亡。Smac还可通过诱导Caspase-3前酶的活性及增加成熟Caspase-3的酶活性促进细胞凋亡。最近研究证实，Smac的小分子衍生物通过不同机制来使lAPs降解或泛素化来杀死肿瘤细胞[11]。本研究发现高中分化乳腺癌组织中Smac表达与低分化组织比较差异有统计学意义。表明分化程度越低、恶性程度越高的乳腺癌组织中Smac表达率越低。Smac高表达可使乳腺癌细胞更敏感地接受凋亡刺激，促进癌细胞凋亡，而Smac低表达则有可能削弱肿瘤细胞凋亡。同时我们还发现Smac与XIAP表达呈负相关，Smac与Caspase-3表达呈正相关，说明Smac可能抑制XIAP，并促进Caspase-3的凋亡，其下调或表达缺失会使乳腺细胞凋亡数量减少，生长期延长，过度增殖，最终导致乳腺癌的形成与恶变。

Caspase-3作为细胞凋亡的直接执行者在肿瘤细胞凋亡过程中起积极作用，XIAP是目前所发现最强的Caspase抑制物，通过抑制Caspase凋亡途径中的起始阶段及效应阶段从而抑制肿瘤细胞的凋亡，而Smac又是天然的XIAP抑制剂，在细胞凋亡中发挥重要作用，高表达的Smac可促进肿瘤细胞凋亡。本研究结果显示，在乳腺浸润性导管癌中，病理分级越高Caspase-3与Smac蛋白阳性表达率越高，而XIAP阳性表达率越低，Caspase-3与XIAP表达呈负相关，与Smac表达呈正相关，Smac与XIAP的表达呈负相关，三者在乳腺浸润性导管癌中的作用互相制约，最终导致乳腺癌的发生及恶变，三者可能在乳腺浸润性导管癌细胞凋亡信号转导过程中发挥重要调控作用。

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[8] Peter L, Natalle R, Katsuyukl T, et al. Suppression of apoptosis in mammalian cells by NAPI and a related family of IAP genes[J]. Nature, 1996,379(15):349-353.

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[10] Erhagen AM, Ekert PG, Pakusch M, et al. Identification of DIABLO, a mammalian protein that promotes apoptosis by binding to and antagonizing IAP proteins[J]. Cell, 2000,102(1):43-53.

[11] Xu Y, Zhou L, Huang J, et al. Role of Smac in determining the chemotherapeutic response of esophageal squamous cell carcinoma[J]. Clin Cancer Res, 2011,17(16):5412-5422.

(收稿日期：2015-10-16)

中图分类号：R737.9

文献标志码：B

文章编号：1002-266X(2016)13-0071-03

doi：10.3969/j.issn.1002-266X.2016.13.028