胃癌組織中HERG的表達及其臨床意義

邵曉冬 張永國 陳江 林浩 郭曉鐘

（沈陽軍區總醫院消化內科，遼寧 沈陽 110016）

新近的研究[1]提示，某些鉀離子通道（voltagegated potassium channels，KV）與惡性腫瘤的發生發展有關，其中電壓門控鉀離子通道與腫瘤的關系已成為研究的熱點。人類eag相關基因（human ether-a-go-go-related gene，HERG）編 碼 的 HERG蛋白是延遲整流型鉀離子通道的α亞單位。國外已有研究[2]發現，HERG蛋白在多種腫瘤細胞中呈高表達。本研究旨在探討HERG蛋白在胃癌組織中的表達水平及其臨床意義。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集沈陽軍區總醫院2000年—2002年經手術切除的45例原發性胃癌的組織標本及相應的癌旁正常胃組織（距離胃癌組織手術切緣＞5 cm的胃組織）。45例患者中，男性26例，女性19例；年齡42～75歲；其中高分化腺癌13例，中分化腺癌14例，低分化腺癌18例；根據胃癌Borrmann大體分型：0型1例，Ⅰ型7例，Ⅱ型16例，Ⅲ型15例，Ⅳ型6例；26例患者有局部淋巴結浸潤，所有患者的腫瘤均無遠處器官的轉移；根據國際抗癌聯盟TNM標準分期：Ⅰ期4例，Ⅱ期14例，Ⅲ期20例，Ⅳ期7例。

1.2 免疫組化染色（SP染色法） 所有標本在10%多聚甲醛溶液中固定，脫水后以石蠟包埋、切片備用。組織切片經二甲苯脫蠟及梯度乙醇脫水；然后將切片置于3%過氧化氫室溫放置20 min；切片表面加10%正常兔血清封閉液后將其置于濕盒中，37°C放置20min；按1∶200在切片表面滴加羊抗人HERG多克隆抗體，然后置于濕盒中，4℃過夜；加生物素標記的兔抗羊IgG，置于濕盒中，37℃放置30 min；滴加SP工作液，置于濕盒中，37℃放置30 min；3，3-四鹽酸二氨基聯苯胺（DAB）顯色，用自來水反復沖洗終止反應；蘇木精襯染；梯度乙醇及二甲苯透明并封片。

1.3 組織染色結果判定 顯微鏡下觀察組織染色結果，分別根據染色強度和陽性細胞數比率對組織染色賦值。染色強度：細胞膜、細胞質或（和）細胞核呈淡棕色為弱陽性（＋），呈棕色為陽性（＋＋），呈深棕色為強陽性（＋＋＋），無信號為陰性（－）。陽性細胞數比率得分：無陽性細胞為0分；陽性細胞數比率＜33%為0.33分；陽性細胞數比率33%～67%為0.67分；陽性細胞數比率67%～100%（1分）。然后根據染色強度和陽性細胞數比率得分的乘積判定各標本的染色指數。

1.4 統計學處理 采用SPSS 13.0統計軟件進行數據處理，所有數據均以均數±標準差表示，組間比較采用方差分析，兩兩比較采用最小顯著差法。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

免疫組化結果顯示，HERG蛋白在胃癌細胞的細胞質和細胞膜中有表達，而在正常的胃上皮細胞中不表達，見圖1。對胃癌組織中HERG蛋白的表達水平與胃癌患者的臨床病理資料進行統計學分析，結果顯示，HERG蛋白的表達水平與患者的年齡、性別和胃癌的Borrmann大體分型無顯著相關（P＞0.05）；HERG蛋白在低分化胃癌組織中的表達水平顯著高于在高分化和中分化胃癌組織的表達水平（P＜0.05）；III、IV 期（按國際抗癌聯盟 TNM分期）胃癌組織中HERG蛋白的染色強度顯著高于I、II期胃癌組織（P＜0.05）；伴有淋巴結轉移的胃癌組織中HERG蛋白的表達水平顯著高于不伴有淋巴結轉移的胃癌組織（P＜0.05），見表1。

圖1 HERG蛋白在胃癌組織及癌旁正常胃組織中的表達

表1 45例胃癌患者組織中HERG蛋白與胃癌臨床、病理學特征之間關系

3 討 論

HERG基因篩選自人的海馬cDNA文庫，該基因定位于人的7號染色體長臂，含16個外顯子，編碼含1159個氨基酸的多肽，分子量約127000。HERG通道非常特殊，其具有外向鉀離子通道家族的結構特點（六次跨膜片段），但卻表現為內向整流和細胞外鉀濃度依賴性等內向整流鉀離子通道的特點[3]。HERG電流的特點：（1）依賴去極化的活化門控開放，快速使超極化依賴的通道失活，導致電導降低，產生內向整流；（2）對III型抗心律失常藥物敏感；（3）增大電導的細胞外鉀濃度依賴性。

研究[4]發現，在包括小鼠和人的不同種系的神經母細胞瘤細胞系中都有HERG樣電流，這種電流的電壓門控特點為內在的失活和活化，此特點使得該類通道能在神經母細胞瘤靜息膜電位的中心范圍內（約－40 mV）發揮功能。這種通道的門控特點與細胞周期的控制機制相關，即在非同步化的細胞中HERG樣電流的激活曲線變化很大，而在同步化處于G1期的細胞中這種變化則較小。

有研究[5]表明，HERG基因和 HERG蛋白在原發子宮內膜癌中高度表達，而在正常和增生的子宮內膜中不表達。在腫瘤細胞中，HERG樣電流有助于維持細胞去極化的靜息電位，這是腫瘤細胞的常見特征之一。在嗜鉻細胞瘤、小細胞肺癌、垂體瘤和胰腺β－細胞瘤細胞中都可檢測到 HERG樣電流[6]。

Smith等[7]在3種白血病細胞中[T細胞淋巴母細胞白血病（CEM），慢性骨髓性白血病（K562）和組織細胞性白血病（U937）]均檢測到HERG電流，且發現電流強度與蛋白豐度相關；HERG電流在這些白血病細胞系的增殖中發揮作用；Smith等的研究還顯示，HERG基因在增殖的非癌性細胞（激活的扁桃體細胞、EB病毒轉化的細胞和干燥綜合征患者的細胞）中的表達并不高于正常細胞。Pillozzi等[8]的研究發現，在正常的外周血單核細胞和循環中的CD34＋細胞中HERG基因無表達，然而當CD34＋細胞被細胞因子或生長因子激活進入有絲分裂時，會出現HERG基因的快速表達。HERG樣電流在小鼠心臟中的表達呈現出一種明顯的動態變化趨勢，在胎心細胞中HERG樣電流占絕對優勢，而在成熟的心肌細胞則喪失了優勢；但是，當成熟的心肌細胞去分化或癌變時，HERG樣電流則重新獲得其在鉀離子通道電流中的表達優勢。同樣，在神經嵴神經元的發育過程中，HERG電流僅在神經元發育的極早階段有瞬時的表達，而后即被內向整流性鉀電流所取代[9]。上述現象與臨床常用的腫瘤標志物（如甲胎蛋白和癌胚抗原）具有相似性，HERG蛋白具有成為診斷惡性腫瘤的標志物的潛力。

本研究結果顯示，HERG蛋白定位于胃癌細胞的細胞膜和細胞質，HERG蛋白的表達水平與胃癌的組織分化程度、TNM分期和淋巴結轉移相關，說明HERG有望成為可以預測胃癌患者預后的標志物。Lastraioli等[10]發現，HERG通道的活性與多種結腸癌細胞系的侵襲能力有關，HERG蛋白的表達量與結腸癌細胞的侵襲表型相關。該報告與本研究結果均提示，HERG蛋白與胃腸道惡性腫瘤的發生有關，其具體機制尚有待進一步研究。

[1]Inglis V，Karpinski E，Benishin C.Gamma-dendrotoxin blocks large conductance Ca2＋-activated K＋channels in neuroblastoma cells[J].Life Sci，2003，73（18）：2291-2305.

[2 ]Crociani O，Guasti L，Balzi M.Cell cycle-dependent expression of HERG1 and HERG1B isoforms in tumor cells[J].J Biol Chem，2003，278（5）：2947-2955.

[3]Trudeau MC，Warmke JW，Ganetzky B，et al.HERG，a human inward rectifier in the voltage-gated potassium channel family[J].Science，1995，269（5220）：92-95.

[4]Chiesa N，Rosati B，Arcangeli A，et al.A novel role for HERG potassium channels：spike frequency adaptation[J].J Physiol，1997，501（Pt 2）：313-318.

[5]Cherubini A，Taddei GL，Crociani O，et al.HERG potassium channels are more frequently expressed in human endometrial cancer as compared to non-cancerous endometrium[J].Br J Cancer，2000，83（12）：1722-1729.

[6]Bianchi L，Wible B，Arcangeli A，et al.herg encodes a K＋current highly conserved in tumors of different histogenesis：a selective advantage for cancer cells[J]？Cancer Res，1998，58（4）：815-822.

[7]Smith GA，Tsui HW，Newell EW.Functional up-regu lation of HERG K channels in neoplastic hematopoietic cells[J].J Biol Chem，2002，277（21）：18528-18534.

[8]Pillozzi S，Brizzi MF，Balzi M，et al.HERG potassium channels are constitutively expressed in primary human acute myeloid leukemias and regulate cell proliferation of normal and leukemic hemopoietic progenitors[J].Leukemia，2002，16（9）：1791-1798.

[9]Wang H，Zhang Y，Cao L，et al.HERG K＋ channel，a regulator of tumor cell apoptosis and proliferation[J].Cancer Res，2002，62（17）：4843-4848.

[10]Lastraioli E，Guasti L，Crociani O，et al.herg1 gene and HERG1 protein are overexpressed in colorectal cancers and regulate cell invasion of tumor cells[J].Cancer Res，2004，64（2）：606-611.