膀胱癌組織中線粒體融合蛋白2基因表達及意義

白云，熊艷杰，楊文平，劉曉光(華北理工大學生命科學學院，河北唐山063000；華北理工大學附屬醫院)

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·臨床研究·

膀胱癌組織中線粒體融合蛋白2基因表達及意義

白云1，熊艷杰2，楊文平1，劉曉光1(1華北理工大學生命科學學院，河北唐山063000；2華北理工大學附屬醫院)

摘要：目的探討線粒體融合蛋白2(mfn2/HSG)基因在膀胱癌發生、發展中的作用。方法采用原位雜交法和免疫組化法檢測65例份膀胱癌組織、15例份正常膀胱組織、15例份良性膀胱腫瘤組織中mfn2/HSG mRNA和蛋白表達情況，分析mfn2/HSG mRNA和蛋白陽性表達與膀胱癌患者臨床病理參數的關系。結果膀胱癌組織中mfn2/HSG mRNA陽性表達率為69.23%(45/65)，均高于正常膀胱組織的20.00%及膀胱良性腫瘤組織的33.33%(P均<0.05)；膀胱癌組織中mfn2/HSG蛋白陽性表達率為78.46%(51/65)，均高于正常膀胱組織的13.33%及膀胱良性腫瘤組織的20.00%(P均<0.05)。mfn2/HSG mRNA和蛋白陽性表達均與膀胱癌分化程度、TNM分期有關(P均<0.05)。結論膀胱癌組織mfn2/HSG mRNA和蛋白高表達，其表達變化可能參與膀胱癌的發生、發展。

關鍵詞：膀胱癌；線粒體融合蛋白2；增殖抑制基因；原位雜交；免疫組織化學

線粒體融合蛋白2(mfn2)亦稱增殖抑制基因(HSG)[1]，定位于人1號染色體短臂36.22上，易發生基因突變，出現異位或缺失[2]。mfn2/HSG基因常存在于線粒體外膜，與線粒體的融合功能有關，對維持線粒體正常形態和功能具有重要作用[3,4]。本研究檢測膀胱癌組織mfn2/HSG基因表達，探討mfn2/HSG基因在膀胱癌發生、發展中的作用。

1資料與方法

1.1臨床資料選取2012年5月～2013年8月華北理工大學附屬醫院收治的膀胱癌患者65例，其中男50例、女15例，年齡(57.7±8.2)歲。均行手術治療并留取膀胱癌組織標本，術前均未接受化療、放療及生物治療。TNM分期Ⅰ期47例、Ⅱ期10例、Ⅲ期5例、Ⅳ期3例。另外選取同期收治的膀胱炎患者15例，男12例、女3例，年齡53～72歲，取其正常膀胱組織；膀胱良性腫瘤患者15例，男10例、女5例，年齡57～68歲，取其膀胱良性腫瘤組織。三類患者性別比、年齡具有可比性。

1.2mfn2/HSG基因檢測三種膀胱組織標本均經10%、4%甲醛固定，4 ℃過夜，梯度酒精脫水，二甲苯透明，石蠟包埋，4 μm厚連續切片。采用原位雜交技術檢測mfn2/HSG mRNA，采用免疫組化法檢測mfn2/HSG蛋白，均按試劑盒說明操作，分別設陽性、陰性對照。采用OLYMPUS光學顯微鏡觀察結果。mfn2/HSG mRNA陽性、mfn2/HSG蛋白陽性均表現為細胞質出現棕黃色顆粒狀物質。根據染色強度(a)和陽性細胞百分比(b)得分之和進行結果評定。a：未染色記0分，淺黃色記1分，棕黃色記2分，棕褐色記3分；b：無陽性細胞記0分，陽性細胞百分比<25%記1分，26%～50%記2分，>50%記3分；a+b為0～2分為陰性，3～6為陽性。

1.3mfn2/HSG基因陽性表達與膀胱癌患者臨床病理參數的關系收集膀胱癌患者性別、年齡、TNM分期、分化程度、淋巴結轉移等臨床病理資料，分析mfn2/HSG mRNA和蛋白陽性表達與膀胱癌患者上述臨床病理參數的關系。

1.4統計學方法采用SPSS20.0統計軟件。計數資料以百分率表示，多組間比較采用行×列表χ2檢驗，多組間兩兩比較采用χ2分割法。P<0.05為差異有統計學意義。

2結果

2.1各組織mfn2/HSG mRNA陽性表達比較膀胱癌組織中mfn2/HSG mRNA陽性表達率為69.23%(45/65)，高于正常膀胱組織的20.00%(3/15)及膀胱良性腫瘤組織的33.33%(5/15)，P均<0.05。

2.2各組織mfn2/HSG蛋白陽性表達比較膀胱癌組織中mfn2/HSG蛋白陽性表達率為78.46%(51/65)，高于正常膀胱組織的13.33%(2/15)及膀胱良性腫瘤組織的20.00%(3/15)，P均<0.05。

2.3mfn2/HSG mRNA及蛋白陽性表達與膀胱癌患者臨床病理參數的關系mfn2/HSG mRNA及蛋白陽性表達均與膀胱癌分化程度、TNM分期有關(P均<0.05)，與年齡、性別、淋巴結轉移、浸潤深度無關(P均>0.05)。見表1。

表1　　　　mfn2/HSG mRNA和蛋白陽性表達與膀胱癌患者

3討論

目前，膀胱癌發病機制的研究仍處于分子生物學研究和流行病學推測階段。分子生物學研究認為，膀胱癌的發生、發展與多種信號傳導通路和相關基因表達異常有關[5]。線粒體的正常功能依賴于線粒體融合蛋白與線粒體分解蛋白活性的相對平衡。mfn2/HSG基因位于線粒體外膜，參與內質網的應激反應，是介導線粒體融合所必需的蛋白質，其主要功能包括：①抑制細胞增殖：通過抑制Ras-Raf-MEK-ERK1/2活化、降低Rb磷酸化水平或降低周期蛋白表達水平使細胞生長停滯[6]。②參與卵母細胞的成熟分裂和組織發育：在卵母細胞成熟分裂和早期胚胎發育過程中mfn2/HSG mRNA及mfn2/HSG蛋白表達均逐漸增加，至囊胚期表達量最高，參與卵母細胞的成熟分裂和組織發育[7]。③增強線粒體融合功能：mfn2/HSG基因顯性突變體mfn2/HSGRasG12V的GTPase活性升高，其促進線粒體融合的功能也明顯增強[8]。④在新陳代謝和能量轉換過程中抑制腫瘤細胞增殖并誘導其凋亡[1]。

本研究結果顯示，膀胱癌組織mfn2/HSG mRNA和蛋白陽性表達率均明顯高于正常膀胱組織和膀胱良性腫瘤組織，且mfn2/HSG mRNA和蛋白陽性表達均與膀胱癌分化程度、TNM分期有關。機制可能是癌細胞生長代謝過程中消耗了較多能量，需要線粒體不斷裂變、聚變并誘導細胞凋亡[9]；mfn2/HSG具有細胞周期阻滯效應，可抑制細胞增殖和集落的形成，消弱腫瘤細胞的入侵和遷徙能力[10]，并且將細胞阻滯在G2/M期，上調caspase-3及PARP片段，誘導膀胱癌細胞凋亡，下調Cyclin B1和p-ERK1/2[11]。本研究結果與丁煥然等[12]對肺癌組織及郭桃英等[13]對卵巢上皮性癌組織的檢測結果一致，但與mfn2/HSG基因在乳腺癌[14]、結直腸癌[15]、胃癌[16]等組織的檢測結果有較大差異。上述差異可能與器官的發育特性和信號傳導途徑不同有關。

總之，膀胱癌組織中mfn2/HSG mRNA及蛋白均高表達，其表達變化可能參與膀胱癌的發生、發展。

參考文獻：

[1] Chen KH, Guo X, Ma D, et al. Dysregulation of HSG triggers vascula Fproliferative disorders[J]. Nat Cell Bid, 2004,6(9):872-883.

[2] Hofmann WK, Takeuchi S, Xie D, et al. Frequent loss of heterozygo-sity in the region of D1 S450 at lp36.2 in myelidysplastic syndromes[J]. Leuk Res, 2001,25(5):855-858.

[3] Rojo M, Legros F, Chateau D, et al. Membrane topology andmito-chondrial targeting ofmitofusins, ubiquitous mammalian homologs of the transmembrane GTPase Fzo[J]. Cell Sci, 2002,115(8):1663-1674.

[4] Eura Y, Ishihara N, Yokota S, et al. Twomitofusin proteins, mam-malian homologues of FZO, with distinct functions are both required formitochondrial fusion[J]. J Biochem, 2003,134(3):333-344.

[5] 葉章群,曾曉勇.當前膀胱癌研究熱點與爭論[J].臨床外科雜志,2009,17(11):723-724.

[6] Chen KH, Guo XM, Ma DL, et al. Dysregulation of HSG triggers vascular proliferative disorders[J]. Nat Cell Biol, 2004,6(9):872-883.

[7] Jiang GJ, Pan L, Huang XY, et al. Expression of HSG is essential for mouse blastocyst formation[J]. Biochem Biophys Res Commun, 2005,335(2):351-355.

[8] Neuspiel M, Zunino R, Gangaraju S, et al. Activated mitofusin 2 singals mitochondrial fusion, interferes with Bax activation, and reduces susceptibility to radical induced depolarization[J]. J Biol Chem, 2005,280(25):250-260.

[9] Jin B, Fu G, Pan H, et al. Anti-tumour efficacy of mitofusin-2 in urinary bladder carcinoma[J]. Med Oncol, 2011,28(8):5373-5380.

[10] Zhang G, Jin H, Lin X, et al. Anti-tumor effects of Mfn2 in gastric cancer[J]. Int J Mol Sci, 2013,14(7):13005-13021.

[11] Cheng X, Zhou D, Wei J. Cell-cycle arrest at G2/M and proliferation inhibition by adenovirus-expressed mitofusin-2 gene in human colorectal cancer cell lines[J]. Neoplasma, 2013,60(6):620-626.

[12] 丁煥然,姜廣建,馬小兵,等.肺癌組織中HSG、P21和PCNA的表達及意義[J].臨床與實驗病理學雜志,2009,25(2):147-150.

[13] 郭桃英,潘枚.卵巢上皮性癌組織中線粒體融合蛋白2與VEGF的表達及其臨床意義[J].南呂大學學報(醫學版),2010,50(12):91-93.

[14] 張景華,王保信,汪萍,等.乳腺癌組織中HSG和EGFR的表達及其與臨床病理特征的關系[J].實用癌癥雜志,2013,28(1):25-27.

[15] 艾建中,姜廣建,李玉紅.增殖抑制基因在結直腸癌中的表達及其意義[J].腫瘤防治研究,2007,34(10):762-763.

[16] 李娟,郝曉慧,李歡.增殖抑制基因和血管內皮生長因子在胃癌中的表達及其意義[J].西安交通大學學報(醫學版),2011,32(2):208-214.

(收稿日期：2015-09-09)

中圖分類號：R737.14

文獻標志碼：B

文章編號：1002-266X(2016)12-0036-03

doi:10.3969/j.issn.1002-266X.2016.12.011

基金項目：河北省科技支撐計劃項目(13277714D)。