Bmi1在前列腺癌中的表達及臨床意義

林云華　姜永光　方　微　王俊生　周紹酉　孫秀梅

(1.首都醫科大學附屬北京安貞醫院泌尿科，北京 100029；2首都醫科大學附屬北京安貞醫院病理科，北京 100029； 3. 首都醫科大學2011級臨床五年2班,北京 100069; 4. 首都醫科大學2011級臨床七年班， 北京 100069)

?

Bmi1在前列腺癌中的表達及臨床意義

林云華1*姜永光1方微2王俊生1周紹酉3孫秀梅4

(1.首都醫科大學附屬北京安貞醫院泌尿科，北京 100029；2首都醫科大學附屬北京安貞醫院病理科，北京 100029； 3. 首都醫科大學2011級臨床五年2班,北京 100069; 4. 首都醫科大學2011級臨床七年班， 北京 100069)

【摘要】目的 探討Bmi1蛋白在前列腺癌中的表達及臨床意義。方法應用免疫組織化學方法對前列腺癌(65例)和良性前列腺增生(15例)標本中Bmi1蛋白表達進行檢測，將Bmi1染色結果與臨床病理參數進行對照研究。結果Bmi1在前列腺癌組織中的表達較良性增生組織明顯增加(P<0.01)；Bmi1的表達與Gleason評分具有相關性(P<0.01)，與危險分級(P=0.013)相關，與前列腺癌復發進展相關(P<0.05)，但Bmi1表達和前列腺特異性抗原(prostate specific antigen,PSA)濃度之間無明顯的相關性。結論Bmi1蛋白在前列腺癌組織中的表達增加，其表達與腫瘤的低分化、高風險和不良預后明顯相關。

【關鍵詞】Bmi1；前列腺癌；免疫組織化學

前列腺癌(prostate cancer, PC)是男性常見惡性腫瘤，發病率和致死率較高[1]。有效診斷和評價PC預后的腫瘤標志物還很少。作為多梳組基因 (polycomb gene, PcG) 家族第一個被鑒別出來的成員，Bmi1基因可促進小鼠淋巴瘤的發生[2-3]。Bmi1基因參與調控細胞周期、細胞增生和衰老過程，同時在維持正常和惡性腫瘤干細胞的自我更新中起著關鍵作用[4]。

近年來研究[5-7]顯示Bmi1在PC中表達失調，其表達水平和侵襲、轉移、耐藥及不良預后明顯相關，但研究多采用前列腺癌細胞系及動物實驗。檢索文獻國內尚無Bmi1與前列腺癌相關性的研究報道。

本研究檢測人前列腺癌標本及前列腺增生組織中Bmi1蛋白表達情況，并且隨訪2年觀察該群患者的預后情況，探討其在前列腺癌發生發展及預后判斷中的作用。現報告如下。

1材料與方法

1.1標本來源

選擇2012年至2014年首都醫科大學附屬北京安貞醫院泌尿外科保存的前列腺增生和前列腺癌組織標本，其中前列腺癌標本65例，前列腺增生標本15例。前列腺癌標本通過前列腺癌根治性切除術或前列腺穿刺活檢術獲得，前列腺增生標本通過前列腺電切或前列腺穿刺活檢術獲得。收集所有前列腺癌患者Gleason評分、分期和血清前列腺特異性抗原(prostate specific antigen,PSA)濃度。前列腺癌患者臨床特征詳見表1。

表1　前列腺癌患者臨床特征

.

1.2免疫組織化學法

主要試劑：兔抗人Bmi1單克隆抗體購自美國Abcam公司(工作濃度按1∶50稀釋)，通用型二抗、山羊血清等免疫組織化學試劑購于北京中杉金橋生物公司。

采用過氧化物酶標記的鏈霉卵蛋白素法(S-P法)。步驟如下：①石蠟切片60 ℃烤箱烤片2 h，常規脫蠟、水化；② 3%(體積分數)過氧化氫去離子水37 ℃孵育10 min，高溫修復抗原30 min(微波法修復)并冷卻至室溫，滴加封閉血清，37 ℃孵育20 min，滴加Bmi1一抗工作液，以PBS代替一抗作為陰性對照，4 ℃冰箱過夜；③滴加生物素標記二抗 37 ℃孵育30 min，滴加鏈霉親和素-過氧化物酶，室溫或37 ℃孵育30 min，滴加DAB進行顯色，蘇木精復染，顯微鏡下觀察。

1.3結果判斷

Bmi1的表達主要位于細胞核，以細胞核染為棕黃色物質為陽性。根據每個標本細胞的染色強度分為4個等級：無著色0，弱染色1，中度染色2，強染色3，對Bmi1的表達進行評分。免疫組織化學結果由兩名觀察員獨立評估，當評分結果相差較大時需擴大高倍鏡選擇視野后由兩名評分者討論決定評分結果。

1.4統計學方法

應用SPSS16.0進行統計分析。計數資料用頻數和百分數表示，組間比較用χ2檢驗。用Spearman等級相關系數描述相關性。以P<0.05為差異有統計學意義。

2結果

2.1Bmi1在前列腺癌組織標本中的表達

65例前列腺癌組織標本中有48例Bmi1染色陽性，前列腺癌細胞中Bmi1表達，而基質中偶見弱陽性表達；在前列腺增生組織標本中偶見弱陽性Bmi1表達(圖1)。Bmi1在大多數癌組織(73.8%)中是中等或強的粗顆粒狀細胞核的染色，而在增生組織中是陰性或均勻的弱染色。將Bmi1免疫染色分為陰性(0～1分)和陽性(2～3分)組進一步分析，前列腺癌標本中Bmi1表達顯著高于前列腺增生標本(P<0.01)(表2)。這些研究結果表明，Bmi1蛋白在前列腺癌組織標本中表達明顯增加。

表2　前列腺癌和前列腺增生的Bmi1免疫組織化學染色

PC: prostate cancer; IHC:immunohistochemistry； BPH: benign prostatic hyperplasia.

2.2Bmi1蛋白與前列腺癌的進展

如圖1所示，Bmi1的染色強度隨著Gleason評分的增高而增加，按照前列腺癌危險因素等級分組，前列腺癌高危組比低危組的Bmi1陽性例數明顯增多詳見表3(P<0.01)。65例前列腺癌患者按照前列腺癌危險因素分組(表1)，低危、中危、高危組的Bmi1染色陽性分別為11例(50.0%)，10例(66.7%)和27例(96.4%)，高危組的Bmi1表達明顯高于低危組(P=0.013)。在前列腺癌患者中，有15例出現生化復發，有5例出現臨床復發，有3例死于前列腺癌多發器官轉移，復發或進展的這23例患者Bmi1陽性例數明顯增多(19例，82.6%)詳見表3(P<0.05)。Bmi1陽性的48例前列腺癌患者，有19例發生復發或進展(39.6%)，而Bmi1陰性的17例患者，僅有4例發生復發或進展(23.5%)，詳見表3(P<0.05)。Bmi1染色陽性率在不同的PSA值之間差異無統計學意義(PSA<10、PSA10～20、PSA>20 ng/mL 患者Bmi1陽性率分別為76%、85%、89%，P=0.15)。總之，在Gleason評分高、臨床危險因素等級高，以及復發和進展的前列腺癌患者中，Bmi1的表達增加。

圖1　前列腺增生和前列腺癌標本中Bmi1的表達

Tab.3Bmi1 IHC staining in different groups of PC

n(%)

IHC:immunohistochemistry; PC: prostate cancer.

3討論

Bmi1基因是荷蘭癌癥中心于1991年發現的原癌基因，可與c-myc基因協同作用促進小鼠淋巴瘤的形成[8]。人類Bmi1基因位于第10號染色體短臂1區3帶(10p13)，含有10個外顯子和10個內含子。它屬于具有重要表現遺傳學調控作用的多梳基因PcG家族，是一種廣泛表達的核蛋白，直接參與調控細胞周期、細胞增生和衰老，其異常表達則與腫瘤的發生發展、侵襲轉移及預后密切相關[9-11]。

Bmi1基因在白血病、結腸癌、乳腺癌、肺癌、肝癌等多種惡性腫瘤中高表達，并且與這些腫瘤的侵襲、轉移、預后等過程相關[12-15]。文獻[5-7]顯示Bmi1在PC中亦表達失調，其表達水平和侵襲、轉移、耐藥和不良預后明顯相關，但既往研究多采用前列腺癌細胞系及動物實驗。文獻檢索發現目前國內缺乏Bmi1與前列腺疾病關系的研究報道。

本課題組研究表明，前列腺癌上皮細胞中Bmi1的表達比前列腺增生組織中的表達明顯增加，當按照Gleason評分進行分組，高Gleason評分組(7～10)比低Gleason評分組(<7)Bmi1表達增加，前列腺癌的術前危險因素等級和Bmi1的表達呈正相關，并且預后不良者Bmi1表達增加，進一步支持Bmi1對前列腺癌預后的意義。然而，前列腺癌預后因素復雜，要證實此結論，筆者需要更大的樣本和更長的隨訪時間進行評估。

前列腺癌的診斷需要能反映疾病進展程度的標志物[16-17]，更需要一種新的血清標志物[16-17]。Siddique等[18]的最新研究發現Bmi1蛋白可由PC細胞分泌，并且還可在血清中測得。本組研究Bmi1染色陽性率在不同的PSA值之間差異無統計學意義。因此，筆者認為Bmi1是獨立于PSA的很有前景的PC標記物，具有較高的潛在臨床應用價值，有進一步研究的意義。

綜上所述，筆者通過免疫組織化學研究發現，Bmi1在前列腺癌中的表達增高，且表達隨著惡性程度的增加而增高，然而Bmi1在前列腺癌中的具體作用及其機制需要進一步深入研究。

4參考文獻

[1]Siegel R, Naishadham D, Jemal A. Cancer statistics[J]. CA Cancer J Clin, 2012, 62(1):10-29.

[2]Haupt Y, Alexander W S, Barri G, et al. Novel zinc finger gene implicated as myc collaborator by retrovirally accelerated lymphomagenesis in E mu-myc transgenic mice[J]. Cell, 1991, 65(5): 753-763.

[3]Van Lohuizen M, Verbeek S, Scheijen B, et al. Identification of cooperating oncogenes in E mu-myc transgenic mice by provirus tagging[J]. Cell, 1991, 65(5): 737-752.

[4]Liu S, Dontu G, Mantle I D, et al. Hedgehog signaling and Bmi-1 regulate self-renewal of normal and malignant human mammary stem cells[J]. Cancer Res, 2006, 66(12): 6063-6071.

[5]Lukacs R U, Memarzadeh S, Wu H, et al. Bmi-1 is a crucial regulator of prostate stem cell self-renewal and malignant transformation[J]. Cell Stem Cell, 2010, 7(6):682-693.

[6]Crea F, Duhagon Serrat M A, Hurt E M, et al. BMI1 silencing enhances docetaxelactivity and impairs antioxidant response in prostate cancer[J]. Int J Cancer,2011, 128(8) :1946-1954.

[7]Nacerddine K, Beaudry J B, Ginjala V, et al. Akt-mediated phosphorylation of Bmi1 modulates its oncogenic potential, E3 ligase activity, and DNA damage repair activity in mouse prostate cancer[J]. J Clin Invest, 2012, 122(5):1920-1932.

[8]Haupt Y, Alexander W S, Barri G, et al. Novel zinc finger gene implicated as myc collaborator by retovirally accelerated lymphomagenesis in Emu-myc transgenic mice [J]. Cell, 1991, 65(5): 753-763.

[9]Van Lohuizen M, Frasch M, Wientjens E, et al. Sequence similarity between the mammalian bmi-1 proto-oncogene and the Drosophila regulatory genes Psc and Su(z)2 [J]. Nature,1991，353 (6342)：353-355．

[10] Jiang L, Li J, Song L. Bmi-1,stem cell and cancer[J]. Acta Biochim Biophys Sin(Shanghai)，2009, 41(7): 527-534.

[11] Park I K, Morrison S J, Clarke M F. Bmi-1, stem cells, and senescence regulation[J]. J Clin Invest， 2004,113(2):175-179.

[12] Dimri G P，Marlinez J L，Jacobs J J，et al．The Bmi1 oncogene induces telomerase activity and immortalizes human mammary epithelial cells[J]．Cancer Res， 2002, 62(16)：4736-4745．

[13] Pun J C, Chan J Y, Chun B K，et al．Plasma Bmi1 mRNA as a potential prognostic biomarker for distant metastasis in colorectal cancer patients[J]. Mol Clin Oncol, 2014，2(5): 817-820.

[14] Vonlanthen S，Heighway J，Altermatt H J，et al. The Bmi1 oncoprotein is differentially expressed in non-small cell lung cancer and correlates with INK4A/ARF locus expression [J]. Br J Cancer, 2001，84(10)：1372-1376．

[15] Wang H，Pan K，Zhang H K，et al．Increased polycomb group oncogene Bmi1 expression correlates with poor prognosis in hepatocellular carcinoma[J]．J Cancer Res Clin Oncol, 2008，134(5)：535-541．

[16] 曹希亮, 高江平. 晚期前列腺癌藥物治療研究進展[J]. 解放軍醫藥雜志,2013，25(2):59-63.

[17] 李小攀, 楊琛,孫喬,等. 2002-2013年上海市浦東新區居民前列腺癌發病死亡趨勢分析[J]. 中華腫瘤防治雜志，2015，22(6):412-415.

[18] Siddique H R, Parray A, Zhong W, et al. BMI1, stem cell factor acting as novel serum-biomarker for caucasian and African-American prostate cancer[J]. PLoS One, 2013, 8(1): e52993.

編輯孫超淵

Expression of Bmi1 in prostate cancer and its clinical implication

Lin Yunhua1*, Jiang Yongguang1, Fang Wei2, Wang Junsheng1, Zhou Shaoyou3, Sun Xiumei4

(1.DepartmentofUrology,BeijingAnzhenHospital,CapitalMedicalUniversity,Beijing100029,China; 2.DepartmentofPathology,BeijingAnzhenHospital,CapitalMedicalUniversity,Beijing100029,China; 3.Class2,Grade2011,SchoolofMedicine,CapitalMedicalUniversity,Beijing100069,China; 4.ClassofSeven-yearProgram,Grade2011,SchoolofMedicine,CapitalMedicalUniversity,Beijing100069,China)

【Abstract】ObjectiveTo investigate the expression and significance of Bmi1 protein in prostate cancer (PC).MethodsWe used immunohistochemistry to study the expression of the Bmi1 protein in PC (n=65) and benign prostate hypertrophy (BPH) (n=15) specimens. The Bmi1 staining scores were compared with several clinicopathological parameters.ResultsCompared with the BPH specimens, the expression of Bmi1 increased in PC epithelium (P<0.01). The expression of Bmi1 was associated with high Gleason scores (P<0.01), pre-treatment risk stratification (P=0.013), and recurrence or progression (P<0.05) of PC patients. There was no statistically significant association between Bmi1 expression and serum prostate specific antigen (PSA) level. ConclusionThe expression of Bmi1 was increased in PC specimens and was associated with poor differentiation, high risk and poor prognosis of the cancer.

【Key words】Bmi1; prostate cancer; immunohistochemistry

基金項目：北京市衛生系統高層次衛生技術人才基金(2013-2-003),2014年首都醫科大學本科生科研創新課題(XSKY2014112)。This study was supported by Beijing Health System High Level Health Technical Personnel (2013-2-003)， 2014 Undergraduate Research Innovation Subject of Capital Medical University (XSKY2014112).

*Corresponding author， E-mail：scalpel@163.com

[doi：10.3969/j.issn.1006-7795.2016.03.013]

【中圖分類號】R 73

(收稿日期：2016-04-06)

網絡出版時間：2016-06-0718∶38網絡出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/11.3662.r.20160607.1838.008.html

· 前列腺癌發病機制與臨床治療研究 ·