HSP27與 Survivin在胃癌中的表達及意義

陜西省榆林市第二醫院(榆林 719000)

李冠雄 李 萍 楊中民 房宏林 趙 旭 張 磊* 許延發*

胃癌是胃腸系統常見惡性腫瘤之一,其發生不僅與癌基因的激活和抑癌基因的失活有關,還與細胞增殖和凋亡的失衡有著密切的關系。通過對細胞凋亡調控基因及其與胃癌關系的研究,對了解胃癌發病機制和其生物學行為有重要意義。HSP27是熱休克蛋白家族中重要成員,在腫瘤凋亡及腫瘤耐藥中起重要作用,其表達與人類多種腫瘤的發生發展有關。 Survivin是凋亡蛋白抑制因子家族的新成員,是較強的凋亡抑制因子,其表達與腫瘤的發生發展、預后密切相關。為此,我們研究 HSP27和 Survivin在胃癌組織中表達的意義及相關性,探討胃癌診斷和基因治療的新思路。

資料與方法

1 臨床資料 陜西省榆林市第二醫院 2002年4月至 2003年 5月收治的胃癌手術患者 45例,均經病理學檢查確診,患者術前均未行任何放療和化療。其中男 23例 ,女 22例;年齡 29～ 70歲 ,平均 56.8歲 ,其中≥60歲 24例,＜60歲 21例。 腫瘤分化程度:高、中分化 18例,低分化 27例。 浸潤深度:漿膜內 13例,侵及漿膜 12例,侵及漿膜外 20例;有淋巴結轉移者 29例,無淋巴結轉移者 16例。取本組病例中距癌遠端 2～4cm處癌旁組織 30例,正常胃黏膜標本 20例作為研究對照。

2 方 法 取材后,立即用生理鹽水沖洗至無血跡后,10%福爾馬林固定,石蠟包埋,制作石蠟切片。免疫組織化學 SP法檢測 HSP27和 Survivin的表達。鼠抗人 HSP27單克隆抗體和鼠抗人 Survivin單克隆抗體均購自北京中杉金橋生物技術有限公司。操作步驟嚴格按照試劑盒說明書進行。 PBS代替一抗作為陰性對照。

3 統計學處理 采用 i2檢驗,應用 SPSS13.0軟件進行數據分析。

結 果

1 胃癌組織中 HSP27的表達 見表 1～ 2。 45例胃癌組織中 HSP27陽性表達 31例(68.9%),癌旁組織中 HSP27陽性表達 8例(26.7%),正常胃黏膜中 HSP27陽性表達 4例(20.0%),兩組相比有極顯著性差異(i2=19.48,P＜0.01);高、中分化胃癌 HSP27的陽性率為50.0%(9/18例),低分化胃癌中 HSP27陽性率為 81.5%(22/27例),二者相比有顯著性差異(i2=4.99,P＜0.05)。HSP27表達與性別、年齡和胃癌的浸潤深度及淋巴結轉移無關(P＞0.05)。

2 胃癌組織中 Survivin的表達 見表 1～ 2。45例胃癌組織中有 29例(64.4%)陽性表達,而癌旁組織中 Survivin陽性表達 2例(6.7%),正常胃黏膜中Survivin陽性表達 2例(10.0%),兩組相比有極顯著性差異 (i2=33.34,P＜0.01);高、中分化胃癌Survivin的陽性率為 44.4%(8/18例),低分化胃癌中Survivin陽性率為 77.8%(21/27例),二者相比有顯著性差異(i2=5.24,P＜0.05)。 Survivin的表達與性別、年齡和胃癌的浸潤深度及淋巴結轉移無關(P＞0.05)。

3 HSP27和 Survivin表達之間的相關性 作兩者的相關分析,發現 HSP27和 Survivin在胃癌中的表達正相關(i2=7.32,P＜0.01),見表 3。

4 結果判定 HSP27和 Survivin陽性表達均分布于胞漿中,呈棕黃或棕褐色(見圖 1～ 2)。每張切片隨機取 2個高倍視野并計數細胞數,陽性細胞數超過10%者即為陽性,否則為陰性。

圖1 胃癌組織中 HSP27的表達(SP染色×200)

圖2 胃癌組織中 Survivin的表達(SP染色×200)

表1 HSP27、Survivin在正常黏膜、癌旁組織、胃癌組織中的表達

討 論

HSP27基因定位在染色體 7q21,全長約 1.60kb,含3個外顯子。其基因無內含子,這一基本特征保證了一旦起始轉錄不需要剪接就可產生出成熟的 mRNA,以適應 HSP27大量快速表達的需要。 HSP27蛋白是 HSP27基因的表達產物,分子量 27kDa,由 132～186個氨基酸組成,其 N端為一個具三磷酸腺苷(ATP)結合區和ATP酶活性的高度保守序列,C端為一個相對可變的基質識別序列,后者傾向于與蛋白質尚未折疊或折疊結構被有害因素破壞的肽鏈結合,并依靠其 N端的ATP酶活性,通過 AT P促成這些肽鏈的正確折疊(或再折疊)、移位、修復或降解。在非應激條件下由單一HSP27蛋白形成一個 200～ 800kDa,10～18S的多聚復合物[1]。 HSP27的細胞內定位,寡聚化水平和磷酸化狀態都與它對生物學反應的調節有關,其表達可保護細胞抵抗各種刺激,如理化因素、細胞因子引起的細胞凋亡。

表2 HSP27、Survivin表達與性別、年齡及生物學特性的關系

表3 HSP27、Survivin表達的相關性分析

HSP27在腫瘤發生過程中的主要作用是:(1)在內源性凋亡途徑中,抑制細胞色素 C的釋放,并干擾細胞色素 C與其他物質結合形成復合物。 Concannon[2]發現 HSP27可以干擾細胞色素 C與其它物質結合形成復合物,影響 Caspase-9的活化,從而抑制 Caspase-3和Caspase-7,發揮抑制凋亡的作用。Sanna從另一方面證明 HSP27在細胞凋亡過程中的作用是抑制細胞色素 C的釋放[3]。 Smac是另一種線粒體來源的蛋白質,它能與凋亡蛋白抑制物質結合,抑制它們的活性,促進Caspase-9的活化,Chauhan等[4]發現 HSP27能抑制細胞色素 C的釋放,也能抑制 Smac的釋放。 (2)在外源性凋亡途徑中,HSP27可以抑制 Fas介導的細胞凋亡[5]。有報道 HSP27在絲氨酸殘基 15,78,82位點磷酸化后可與 IKK相互作用抑制 TNF-α誘導的 NF-KB的活化,用 siRNA技術抑制 HSP27的表達可上調TNF-α介導的 IKK和 NF-KB的活化[6]。HSP27通過這兩種方式抑制凋亡,從而導致腫瘤的發生。本研究發現:胃癌組織中 HSP27的表達上調,提示其與胃癌的發生發展有關。在胃癌中,低分化組織 HSP27的表達高于高、中分化組織,提示 HSP27表達是胃癌預后不良的因素之一。

Survivin是新近發現的 IAP家族成員 (IAP:inhibitor of apoptosis家族是一類分布廣泛的凋亡抑制基因家族),因其在正常組織內很少表達、而選擇性表達于惡性腫瘤組織的獨特表達特性而受到矚目[7]。Survivin基因全長 15kb,位于 17q25,含有 4個外顯子和 3個內含子,基因編碼產生含 142個氨基酸的蛋白。Survivin蛋白是迄今發現的一種分子量最小的 IAP蛋白 (分子量 16.5kD),結構較為獨特:僅含有單一的BIR區和 COOH-末端 65A具有兩性的α-螺旋區,無環指結構[8]。

Survivin作用于凋亡通路的下游,主要通過兩條途徑抑制細胞凋亡:(1)通過直接抑制凋亡終末效應器Caspase-3和 Caspase-7的活性阻斷各種刺激誘導的細胞凋亡過程[9];(2)Survivin與周期蛋白酶 Cdk4、p34cdc2相互作用阻斷凋亡信號傳導通路。Survivin依賴細胞增殖信號進入核內與 Cdk4結合,導致 Cdk2/CyclinE激活和 Rb蛋白磷酸化,啟動細胞進入增殖周期,加快 G1→ S期的轉換,同時使 p21從 Cdk4復合體中釋放出來,p21易位到線粒體與 proCaspase-3形成復合物,抑制 Caspase-3的活性,阻斷線粒體釋放細胞色素 C從而抑制細胞凋亡[10]。張生軍等[11,12]對Survivin,HSP-70基因在胃癌中的表達研究證實Survivin,HSP-70基因與胃癌的發生發展相關。本組實驗再次證實胃癌組織中 Survivin的表達上調,提示其與胃癌的發生發展有關。在胃癌中,低分化組織Survivin的表達高于高、中分化組織,提示 Survivin表達是胃癌預后不良的因素之一。

腫瘤發生最突出的表現是細胞的失控性增殖,這與凋亡調控失常有關。本研究結果表明,胃癌組織Survivin和 HSP27的表達存在相關性,提示二者通過抗凋亡機制對胃癌的發生發展有協同作用。目前,針對HSP27和 Survivin的靶向治療尚處于初步的實驗研究階段,有關各種治療策略的療效尚需進一步深入研究,但是可以預見,針對 HSP27和 Survivin的靶向治療與其他促凋亡治療相結合,將能最大限度地發揮抗腫瘤效應,還可彌補某些治療上的不足[13～15],起到更好的療效。

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