PI3K、AKT、PTEN在脑胶质瘤中的表达及其临床意义

蒋丽　罗新



PI3K、AKT、PTEN在脑胶质瘤中的表达及其临床意义

蒋丽罗新

目的探讨磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K)、苏氨酸蛋白激酶(serine-threonine kinase，AKT)、第10号染色体缺失的磷酸酶和张力蛋白同源物基因(phosphatase and tensin homolog deleted from chromosome 10，PTEN)在脑胶质瘤中的表达情况及其临床意义。方法本院收治的43例脑胶质瘤患者为观察组，30例其他脑部疾病患者为对照组；根据病理分级分为低级别组23例和高级别组20例；计算各组PI3K、AKT、PTEN表达阳性率。结果观察组PI3K、AKT阳性率显著高于对照组(P<0.05)；观察组PTEN阳性率显著低于对照组(P<0.05)；低级别组PI3K阳性率和AKT阳性率显著低于高级别组(P<0.05)；低级别组PTEN阳性率显著高于高级别组(P<0.05)；Pearson相关性分析表明：PI3K与AKT呈显著正相关(r=0.882,P<0.05)；PI3K、AKT与PTEN呈显著负相关(r=-0.753,-0.775,P<0.05)。结论PI3K、AKT、PTEN可相互作用，能够反映脑胶质瘤病情进展。

PI3KAKTPTEN脑胶质瘤

胶质瘤发病原因和其他系统的肿瘤一样，是多因素多基因的作用结果，多种致癌物诱发细胞癌变的过程，实质上都是导致细胞增殖、分化和凋亡失控，这些过程均依赖于细胞的信号转导[1]。越来越多的研究结果表明磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase)/苏氨酸蛋白激酶(serine-threonine kinase，PI3K/AKT) 信号通路可能在人脑恶性胶质瘤的发生发展过程中起重要作用[2]。PI3K/AKT 信号通路作为细胞内重要信号转导通路之一，不仅与细胞的增殖、凋亡有关，而且在肿瘤的生长、对化疗的反应方面也都扮演着重要角色，针对此信号转导途径的抑制剂也显示出有明显的化疗增敏作用；其通过影响下游多种效应分子的活化状态在细胞内发挥着抑制凋亡、促进增殖的关键作用[3]。已经报道过PI3K/AKT 途径与一些肿瘤细胞耐药性有关，如白血病、前列腺癌、结肠癌、淋巴瘤等，针对此途径的抑制剂与常规化疗药物的协同应用在白血病等肿瘤的化疗过程中已经显示出能够提高化疗效率、减少耐药等作用[4-5]。因此，分析脑胶质瘤中PI3K、AKT和PTEN的表达变化及其临床意义。对于预防和治疗脑胶质瘤具有重要意义。第10号染色体缺失的磷酸酶和张力蛋白同源物基因(phosphatase and tensin homolog deleted from chromosome 10，PTEN)则是一种抑癌基因，具有脂质磷酸酶和蛋白磷酸酶双特异性磷酸酶活性。PTEN功能丢失会激发PI3K/AKT信号通路，诱发肿瘤的发生和形成[6]。本研究通过免疫组织化学方法，以探讨人脑胶质瘤中PI3K、AKT、PTEN的表达变化及其临床意义。

1　资料与方法

1.1一般资料

选择2010年7月～2012年6月本院收治的脑胶质瘤患者共43例为观察组。纳入标准：术后均经病理证实；所有患者均有完整的病历资料和随访记录；对本研究知情同意，签署《知情同意书》。排除标准：因各种原因失访者(比如迁徙外地)；在随访期内非正常死亡(比如交通事故)或因其他疾病死亡。其中男25例(58.14%)，女18例(41.86%)；年龄25～70岁，平均(44.6±15.4)岁；组织学类型：腺癌14例(32.56%)，鳞状细胞癌26例(60.47%)，腺鳞癌3例(6.97%)；分化程度：高分化27例(62.79%)，中分化16例(37.20%)；分期情况：Ⅰ期和Ⅱ期23例(53.49%)，Ⅲ期和Ⅳ期20例(46.51%)；有淋巴结转移21例(48.84%)，无淋巴结转移22例(51.16%)。选择同期在本院接受治疗的非脑胶质瘤的脑部疾病患者共30例为对照组，其中男17例(56.67%)，女13例(43.33%)；年龄20～68岁，平均(45.3±16.1)岁。本研究经本院医学伦理研究会批准实施。

1.2试剂

中杉金桥生物技术有限公司提供兔抗人浓缩型单克隆抗体PI3K，工作水平1∶90。博奥森生物技术有限公司提供兔抗人浓缩型多克隆抗体AKT，工作水平1∶100。上海基因科技有限公司提供鼠抗人单克隆抗体PTEN即用型及即用型Envison试剂盒；中杉金桥生物公司提供DAB显色试剂盒。

1.3免疫组织化学染色

取2组脑组织标本(观察组由脑外伤内减压获得)，10%甲醛固定，石蜡包埋切片，4 μm厚，做3张切片；完成后行免疫组织化学染色，方法为envision二步法，操作严格按照试剂盒说明书进行。

1.4治疗与随访

观察组患者手术后行放疗12例，化疗4例，同时行化放疗4例；随访6月～5年，了解患者康复情况、生活质量等状况，并给予必要的健康指导；化放疗患者还行其他干预措施。

1.5观察指标

由3名具有5年及以上工作经验的病理医师利用免疫组化光镜进行判断。在光镜下随机观察8个100倍视野，并记录其中4个200倍视野染色阳性的百分率。计分标准：靶细胞阳性率为0，记为0分；1%～10%，记为1分；11%～50%，记为2分；51%～80%，记为3分；81%～100%，记为4分。显色度根据切片细胞显色有无、深浅等记分，其中无显色，记为0分；浅棕黄色，记为1分；棕黄色，记为2分；棕褐色，记为3分。根据靶细胞阳性率得分和显色度，将二项得分相乘，评价阳性率，其中0分为阴性；1～2分为弱阳性；3～4分为阳性；>4分为强阳性。阳性率=(弱阳性+阳性+强阳性)/总例数×100%。比较观察组和对照组PI3K、AKT、PTEN阳性率和Ⅰ期、Ⅱ期患者(低级别组)与Ⅲ期、Ⅳ期患者(高级别组)PI3K、AKT、PTEN阳性率。

1.6统计学处理

2　结　果

2.1观察组和对照组PI3K、AKT、PTEN表达阳性率

观察组PI3K、AKT阳性率分别为81.40%(35/43)、83.72%(36/43)，显著高于对照组(χ2=32.899、26.352，P<0.05)。观察组PTEN阳性率为46.51%(20/43)，显著低于对照组(χ2=23.428，P<0.05)(表1)。

2.2低级别组和高级别组PI3K、AKT、PTEN表达阳性率

表1　观察组和对照组PI3K、AKT、PTEN

注：与对照组比较，*P<0.05

低级别组PI3K阳性率和AKT阳性率分别为65.22%(15/23)、69.57%(16/23)，显著低于高级别组(χ2=8.547、7.271，P<0.05)。低级别组PTEN阳性率为60.87%(14/23)，显著高于高级别组(χ2=4.098，P<0.05)(见表2)。

表2　低级别组和高级别组PI3K、AKT、PTEN

注：与低级别组比较，*P<0.05

2.3PI3K、AKT与PTEN表达的相关性分析

Pearson相关性分析表明，PI3K与AKT呈显著正相关(r=0.882，P<0.05)。PI3K、AKT与PTEN呈显著负相关(r=-0.753、-0.775，P<0.05)。

3　讨　论

肿瘤抑制基因功能丧失是肿瘤发病过程中导致细胞癌变的重要原因之，PI3K是一种胞内磷脂酰肌醇酶，与诸多癌基因产物有关。PIK在受到诸如IGF等生长因子刺激后会被活化。目前诸多研究已经证实PI3K在肿瘤形成和发展中起到了重要作用[7-8]。PI3K可以保护肿瘤细胞，并让肿瘤细胞对化放疗药物产生耐药性。AKT是一种丝氨酸蛋白激酶。PI3K/AKT信号通路一旦激活，将会让AKT水平显著升高，并进一步促进肿瘤细胞增殖[9]。PTEN可以拮抗PI3K作用，并让PI3K作用底物去磷酸化，降低PIP2和PIP3含量，被认为对肿瘤具有抑制作用。在正常情况下PTEN能够限制PI3K/AKT信号通路，发挥抑制癌症的效果。但是，当肿瘤形成后正常机体活动被破坏，PTEN水平会降低，并导致肿瘤的进一步发展[10-11]。

本研究探讨了脑胶质瘤患者中的PI3K、AKT、PTEN表达及其临床意义。从脑胶质瘤患者脑组织(观察组)与正常脑组织(对照组)比较来看，观察组PI3K、AKT阳性率显著高于对照组(P<0.05)。与此同时，观察组PTEN阳性率则显著低于对照组(P<0.05)。本研究结果与廖宇钦等[12]、胡志民[13]等人的研究结果一致。AKT、PI3K能够强化肿瘤细胞的增殖，拮抗机体正常的抗肿瘤机制。PTEN则是一种抑癌物质。较之正常群体，脑胶质瘤患者肿瘤细胞已经在机体中占有优势，PTEN对PI3K、AKT的拮抗作用明显削弱[14-15]。因此，观察组AKT和PI3K的阳性率显著高于对照组，而PTEN阳性率则显著低于对照组(P<0.05)。

从不同病理级别分组PI3K、AKT、PTEN表达阳性率来看，低级别组PI3K、AKT阳性率显著低于高级别组，PTEN阳性率则显著高于高级别组(P<0.05)，这表明PI3K、AKT和PTEN不仅在正常脑组织和脑胶质瘤脑组织中存在差异，而且还与病理级别有密切联系。本研究结果证实低级别组患者PI3K、AKT阳性率更低，PTEN阳性率更高。就上述结果而言，较之高级别组，低级别组PTEN对PI3K/AKT信号通路依然有更强的拮抗作用，这有利于防止病灶扩大。此外，从另一方面来看，该结果还表明PI3K、AKT、PTEN等能够在某种程度上反映脑胶质瘤患者病情发展情况，并可能成为患者预后情况的判断指标，有利于指导患者预后。

PI3K、AKT和PTEN的关系已经为诸多文献报道[6-7，12，16]所证实。PI3K与AKT存在正相关关系，PI3K、AKT与PTEN存在显著的负相关关系。本研究相关性分析结果也证实了PI3K和AKT之间的正相关关系，PI3K、AKT与PTEN之间的负相关关系(P<0.05)，这表明PTEN与PI3K、AKT之间存在典型的拮抗。PTEN表达水平的上升将会限制PI3K和AKT的表达，抑制肿瘤细胞的形成和发展，为肿瘤治疗奠定更好的生理基础。相反，如果PI3K和AKT表达上升，不仅意味着PTEN表达的下降，还意味着病情正处在恶化状态。Kovalchik等的研究指出，PTEN/PI3K/AKT 是控制细胞生存、增长、凋亡和代谢的重要通路，可作为癌症治疗的新靶点[17]。因此，在临床中测量PI3K、AKT和PTEN表达水平具有重要的意义。

综上所述，PI3K、AKT、PTEN对脑胶质瘤发生、形成和进展有一定的影响。较之非脑胶质瘤患者和低级别脑胶质瘤患者，脑胶质瘤患者及高级别脑胶质瘤患者PI3K、AKT表达阳性率更高，PTEN表达阳性率更低。PI3K、AKT对PTEN有明显的抑制作用。通过测定PI3K、AKT和PTEN水平能够反映脑胶质瘤患者病情进展，值得进一步深入研究。

[1]Lamy S,Moldovan PL,Ben Saad A,et al.Biphasic effects of luteolin on interleukin-1 beta-induced cyclooxygenase-2 expression in glioblastoma cells[J].Biochimica et Biophysica Acta-Molecular Cell Research,2015,1853(1):126-135.

[2]Berges C,Bedke T,Stuehler C,et al.Combined PI3K/Akt and Hsp90 targeting synergistically suppresses essential functions of alloreactive T cells and increases Tregs[J].J Leukoc Biol,2015,98(6):1091-1105.

[3]Shymanets A,Prajwal,Vadas O,et al.Different inhibition of G beta gamma-stimulated class IB phosphoinositide 3-kinase (PI3K) variants by a monoclonal antibody. Specific function of p101 as a G beta gamma-dependent regulator of PI3K gamma enzymatic activity[J].Biochemical Journal,2015,469(1):59-69.

[4]Pappalardo F,Russo G,Candido SA,et al.Computational modeling of PI3K/AKT and MAPK signaling pathways in melanoma cancer[J].PLoS One,2016,11(3):e0152104.

[5]Baik SH,Lee J,Lee YS,et al.ANT2 shRNA downregulates miR-19a and miR-96 through the PI3K/Akt pathway and suppresses tumor growth in hepatocellular carcinoma cells[J].Exp Mol Med,2016，48:e222.

[6]张晓军,刘健,万磊,等.佐剂关节炎大鼠滑膜血管新生与PTEN/PI3K/AKT信号传导通路的关系[J].中国骨伤,2015,29(1):71-74.

[7]陈念慈,王明昊,王亮尹,等.PI3K/Akt信号转导通路与胶质母细胞瘤靶向治疗研究进展[J].解剖科学进展,2015,21(1):94-97.

[8]王永胜,王宗宝,孙灵梅,等.脑胶质瘤组织中T淋巴瘤侵袭转移诱导因子1和Rac GTP酶激活蛋白酶1蛋白的表达及其临床意义[J].实用心脑肺血管病杂志,2015,23(1):82-84.

[9]张瑞生.脑胶质瘤中转录反式作用因子结合蛋白与血管内皮生长因子的表达及其与预后的关系[J].中国药物与临床,2015,15(2):264-267.

[10]李斐,陈谦学,刘宝辉,等.神经生长因子和增殖细胞核抗原在人脑胶质瘤中的表达及意义[J].武汉大学学报(医学版),2015,36(3): 386-388,415.

[11]罗泽旭,李岩,罗文超,等.RUNX3蛋白在脑胶质瘤中的表达特点及临床意义[J].大连医科大学学报,2015,56(1): 17-19,24.

[12]廖宇钦,丁建军,高永中,等.AKT和GSK3β在人脑胶质瘤中的表达[J].解剖学研究,2015,37(1):10-14.

[13]胡志民,刘金霞,陶胜忠.脑胶质瘤ATM及PI3K的表达及其意义[J].中国临床神经外科杂志,2015,18(1):31-33.

[14]郎博娟,马金阳,胡余昌,等.胶质瘤中MicroRNA-184的表达及其预后价值[J].肿瘤防治研究,2015,43(5):483-487.

[15]Soares DP,Law M.Magnetic resonance spectroscopy of the brain: review of metabolites and clinical applications[J].Clin Radiol,2009,64(1):12-21.

[16]潘俊辰,徐拓野,余震南,等.胶质瘤中过表达长链非编码 RNA loc285194促进胶质瘤细胞凋亡[J].临床神经外科杂志,2015,20(2):118-122.

[17]Kovalchik SA,Tammemagi M,Berg CD,et al.Targeting of Low-Dose CT screening according to the risk of Lung-Cancer death[J].N Engl J Med,2013,369(3):245-254.

(2016-03-09收稿2016-04-11修回)

The clinical significance of PI3K, AKT and PTEN in brain glioma

JiangLi,LuoXin.

DepartmentofPathological,LiyangPeople'sHospitalofJiangsuProvince,Liyang213300

ObjectiveTo investigate the expression of AKT, PTEN and PI3K in glioma and analyze its clinical significance.Methods43 cases with brain glioma patients were taken as the observation group while 30 cases of other brain diseases as the control group. In the observation group, 23 cases were divided into low grade group and 20 cases were divided into high grade group according to the pathological grade. The positive rates of AKT, PTEN and PI3K were statistically analyzed, and the correlation was analyzed.Resultsthe positive rate of PI3K, AKT in the observation group were significantly higher than those in the control group (P<0.05), while the positive rate of PTEN in the observation group was significantly lower than control group (P<0.05). The positive rate of PI3K and AKT in the low grade group were significantly lower than those of the high-level group (P<0.05). The positive rate of PTEN in the low grade group was significantly higher than that of high grade group (P<0.05). Pearson correlation analysis showed that there was a positive correlation between PI3K and AKT (P<0.05), while PI3K, AKT and PTEN had significantly negative correlation (r=-0.753)与中文摘要结果不符.ConclusionPI3K, AKT and PTEN can interact with each other, which can reflect the progress of brain glioma.

PI3KAKTPTENGlioma

深圳市宝安区科技创新局(项目编号为2013240)

518101深圳市福田区人民医院神经外科

R739.4

A

1007-0478(2016)05-0339-04

10.3969/j.issn.1007-0478.2016.05.009