E2F3在膀胱癌組織中的表達及其與腫瘤臨床特征的關(guān)系*

胡海龍 吳長利 孫 巖 張文嵐 韓瑞發(fā)

膀胱癌是泌尿系統(tǒng)中最常見的惡性腫瘤之一，95%以上的膀胱癌是膀胱移行細胞癌，其生物學行為多變，腫瘤大小、分級、分期、復發(fā)、轉(zhuǎn)移等與預后密切相關(guān)[1]。腫瘤的發(fā)生發(fā)展與細胞周期調(diào)節(jié)失控密切相關(guān)。如果細胞周期調(diào)控發(fā)生異常，受損害的DNA得不到及時修復，細胞繼續(xù)分裂，因遺傳不穩(wěn)定，可轉(zhuǎn)變?yōu)榘┘毎?。E2F3轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子是在細胞周期調(diào)控過程中起重要作用的調(diào)控蛋白。本研究旨在探討膀胱移行細胞癌中E2F3表達與其生物學行為的相關(guān)性。

1 對象與方法

1.1 研究對象 免疫組化標本選用我院2003年4月—2006年4月手術(shù)切除的74例膀胱黏膜組織存檔蠟塊并經(jīng)病理證實。術(shù)前均未行放療、化療與免疫治療。其中膀胱移行細胞癌組 64例，男49例，女15例；年齡 34～86 歲，平均（51.4±28.8）歲。按照WHO膀胱腫瘤組織學分類標準（1999）分級：G112例，G228例，G324例；TNM 分期：Ta～142例；T2～422例。正常黏膜組10例，均為前列腺增生開放性手術(shù)時留取，年齡48～72歲，平均（58.6±18.4）歲。2組間年齡差異無統(tǒng)計學意義（t＝ 1.068，P＞0.05）。RT－PCR檢測所需標本為 2005年10月—2006年10月間膀胱移行細胞癌組織標本52例，男33例，女19例；年齡 34～86 歲，平均（52.0±27.6）歲。對照組為同期正常膀胱黏膜 10例，年齡 47～76 歲，平均（71.2±9.4）歲，2 組間年齡差異無統(tǒng)計學意義（t＝ 1.106，P ＞ 0.05）。

1.2 方法

1.2.1 E2F3 mRNA的半定量分析 應用TRIZOL進行組織中總RNA的提取，RNA質(zhì)量經(jīng)紫外分光光度計測定，并應用甲醛凝膠電泳觀察其降解情況。應用兩步法RT-PCR試劑盒逆轉(zhuǎn)錄合成cDNA并進行PCR擴增及鑒定：在20 μL逆轉(zhuǎn)錄體系中加入組織總RNA 1 μg，然后加入寡脫氧胸苷酸、三磷酸脫氧核苷、RNA酶抑制劑、逆轉(zhuǎn)錄酶、逆轉(zhuǎn)錄緩沖液加水至 20 μL，混勻后 38 ℃ 2 h，95 ℃ 2 min。50 μL PCR 反應體系加入 cDNA 1 μL、PCR 緩沖液、Taq酶、dNTP、E2F3和GAPDH引物各一對及三蒸水，在PCR上擴增。取5 μL PCR產(chǎn)物與0.5 μL加樣電泳緩沖液混勻后，點于電泳孔中，5 V/cm電壓進行電泳，1 h后關(guān)閉電源。將凝膠放于Kodak 440凝膠成像分析系統(tǒng)上成像，分別獲得各電泳條帶上E2F3和GAPDH電泳條帶的平均光密度（mean optical density，MOD）數(shù)值，并將二者數(shù)值相比，進行E2F3 mRNA表達的半定量分析。

1.2.2 組織切片的制備及E2F3免疫組化染色 選出典型的腫瘤組織標本蠟塊，連續(xù)切片6張，厚4 μm，于35℃～40℃恒溫水浴鍋的水面上完全展開。除1張做HE染色外，其余均用經(jīng)APES（防脫片劑）處理的玻片撈片并標記，于65℃恒溫烤箱中烤片6 h，自然冷卻后裝盒備用。染色玻片經(jīng)病理醫(yī)師復查、核實病理診斷與分級。采用即用型二步法（En Vision）免疫組織化學方法。其中一抗E2F3為鼠抗人單克隆抗體，稀釋度為1∶100。操作步驟按照超敏非生物素檢測試劑盒PV-9000步驟實施，用PBS代替一抗作陰性對照，用已知的基因表達組織片作陽性對照。

1.2.3 結(jié)果判定 免疫組化產(chǎn)物陽性呈淺黃色-棕褐色細顆粒狀。每例切片均隨機觀察5個高倍視野（×400），計數(shù)1 000個細胞，計算陽性細胞所占的百分比。按陽性細胞所占的百分比評分：0分為陽性細胞＜5%，1分為陽性細胞5%～24%，2分為陽性細胞25%～49%，3分為陽性細胞50%～74%，4分為陽性細胞≥75%。按染色強度評分：0分為無色，1分為淺黃色，2分為棕黃色，3分為棕褐色。染色強度與陽性細胞百分比評分的乘積≤1分為表達陰性，2～12分為陽性。E2F3表達陽性石蠟切片置于Olympus顯微鏡下觀察細胞內(nèi)棕黃色為陽性信號。手動連續(xù)取5個高倍視野。由攝像系統(tǒng)提取數(shù)值化細胞圖像輸入Image-pro plus形態(tài)學圖像分析系統(tǒng)定量分析。計算每視野陽性染色的積分光密度（integrated optical density，IOD）值，并取5個視野的積分光密度平均值作為分析數(shù)據(jù)。

1.4 統(tǒng)計學處理 采用SPSS 13.0對實驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學處理，3組樣本以上計量資料用方差分析，多樣本均數(shù)間的多重比較用Dunnett-t檢驗，計數(shù)資料用χ2檢驗分析。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 膀胱正常黏膜及膀胱移行細胞癌組織中E2F3蛋白的表達 免疫組化產(chǎn)物陽性呈淺黃色-棕褐色細顆粒狀，E2F3蛋白定位于細胞核，偶見于細胞漿，見圖1。在膀胱移行細胞癌中E2F3的陽性表達率為37.5%（24/64），陽性表達程度IOD為（6.569 8±3.227 5）×104，正常膀胱黏膜則無表達。不同組織學分級和病理分期患者E2F3蛋白陽性表達情況，差別有統(tǒng)計學意義（P<0.01），見表1。不同性別、年齡、腫瘤數(shù)目、復發(fā)情況患者E2F3蛋白陽性表達情況，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。

圖1 E2F3在膀胱移行細胞癌組織中的表達（×100）

2.2 膀胱正常黏膜及膀胱移行細胞癌組織中E2F3 mRNA的表達 5 S、18 S、28 S核糖體 RNA條帶清晰，18S、28S兩者條帶之比約為2∶1，說明所提取的樣品總RNA具有完整性，見圖2。各凝膠在成像分析系統(tǒng)上成像，可見E2F3（243 bp）和GAPDH（492 bp）2條電泳帶，其中內(nèi)參GAPDH在不同惡性程度的膀胱癌和正常膀胱黏膜中均有表達，且表達量大致相等；而E2F3僅在部分膀胱癌組織中有表達，在正常黏膜中無表達，見圖3。不同臨床病理特征患者間E2F3 mRNA水平比較結(jié)果與蛋白陽性表達情況相符，見表1。

表1 膀胱移行細胞癌組織中E2F3蛋白及E2F3 mRNA表達與臨床病理特征的關(guān)系

圖2 不同膀胱組織中總RNA甲醛變性凝膠電泳

圖3 E2F3 mRNA在不同膀胱組織中的表達情況

3 討論

膀胱癌的發(fā)生必須有多種致癌因素長期在細胞內(nèi)作用，導致原癌基因的激活，繼而經(jīng)過一系列復雜的信號轉(zhuǎn)導過程最終影響細胞周期的運轉(zhuǎn)。在復制及轉(zhuǎn)錄過程中又因為抑癌基因的缺失或失活不能修復受損的DNA，也不能使細胞進入正常的凋亡過程，從而使攜帶有異常DNA的細胞無限制復制，最終導致膀胱癌的發(fā)生。

人類膀胱癌中不同染色體部位存在多種DNA的改變，包括一些基因的失活如 RB、TP53、和INK4A/ARF等；還包括一些基因的擴增與過表達如MDM2、CCND1/Cyclin D1和ERBB2及一些基因的突變激活如H-RAS及FGFR3等。Simon等[2]通過比較基因組雜交（CGH）研究膀胱癌染色體的調(diào)節(jié)區(qū)曾多次發(fā)現(xiàn)在染色體6p22處有基因的擴增。Evans等[3]用多重定量聚合酶鏈反應分析59例膀胱癌也精確定位染色體6p22處有基因擴增。Veltman等[4]在研究膀胱癌的基因擴增和過表達時認為6p22處擴增的基因為E2F3。Feber等[5]用CGH分析cDNA微序列對膀胱癌的細胞系進行篩選，得到3種膀胱癌細胞系（TCCSUP、5637和 HT1376）中染色體6p22處存在基因擴增，同時發(fā)現(xiàn)基因擴增的高峰區(qū)為一段6.5 Mb含有12個基因的區(qū)域，該區(qū)域跨越E2F3基因位點。

E2F3屬于E2F家族，定位于染色體6p22，全長91.5 kb，其編碼的E2F3轉(zhuǎn)錄蛋白由465個氨基酸組成，分子質(zhì)量49 ku。它參與調(diào)控細胞周期與DNA復制并與多種致癌和抑癌基因有聯(lián)系[6]。E2F3的激活受到pRB蛋白的調(diào)控，pRB與E2F3在細胞周期G1期結(jié)合，繼而抑制了E2F3的轉(zhuǎn)錄活性。

本研究發(fā)現(xiàn)在正常膀胱黏膜中E2F3無表達，在移行細胞癌組織中的表達率很高，且與膀胱癌的組織學分級及臨床分期關(guān)系密切。隨著腫瘤數(shù)目增多及腫瘤復發(fā)，E2F3的表達也有上升趨勢，但差異無統(tǒng)計學意義。Leone等[7]曾報道膀胱癌中染色體6p22處擴增子與腫瘤分級程度有關(guān)。Feber等[5]的研究也表明隨著腫瘤分期的增加，E2F3的表達顯著增加，差異有統(tǒng)計學意義。這些與本文的研究結(jié)果一致，由此可見，E2F3的過表達與膀胱癌細胞分化程度和浸潤深度有關(guān)。

E2F3處于細胞周期調(diào)控的核心環(huán)節(jié)，其高表達可致腫瘤細胞異常增殖，而凋亡受到限制。如果腫瘤細胞中E2F3基因表達降低，膀胱腫瘤細胞是否會發(fā)生與E2F3高表達相反的效應，是否能夠抑制腫瘤細胞的增生并促進其凋亡仍未明了。筆者已經(jīng)構(gòu)建了針對E2F3基因的質(zhì)粒干擾載體[8]，并將通過后續(xù)的以E2F3為靶點的膀胱癌基因沉默體外試驗來探討上述問題。

[1]Oosterlinck W.Guidelines on diagnosis and treatment of superficial bladder cancer[J].Minerva Urol Nefrol,2004,56(1):65-72.

[2]Simon R,Burger H,Semjonow A,et al.Patterns of chromosomal imbalances in muscle invasive bladder cancer[J].Int J Oncol,2000,17(5):1025-1029.

[3]Evans AJ,Gallie BL,Jewett MA,et al.Defining a 0.5-mb region of genomic gain on chromosome 6p22 in bladder cancer by quantitative-multiplex polymerase chain reaction[J].Am J Pathol,2004,164(1):285-293.

[4]Veltman JA,Fridlyand J,Pejavar S,et al.Array-based comparative genomic hybridization for genome-wide screening of DNA copy number in bladder tumors[J].Cancer Res,2003,63(11):2872-2880.

[5]Feber A,Clark J,Goodwin G,et al.Amplification and overexpression of E2F3 in human bladder cancer[J].Oncogene,2004,23(8):1627-1630.

[6]Oeggerli M,Schraml P,Ruiz C,et al.E2F3 is the main target gene of the 6p22 amplicon with high specificity for human bladder cancer[J].Oncogene,2006,25(49):6538-6543.

[7]Leone G,De Gregori J,Yan Z,et al.E2F3 activity is regulated during the cell cycle and is required for the induction of S phase[J].Genes Dev,1998,12(14):2120-2130.

[8]胡海龍，吳長利，孫巖，等.pRNAT-U6.1/Neo系統(tǒng)在E2F3基因RNA干擾載體構(gòu)建中的應用[J].天津醫(yī)藥,2009,37(10):829-831.