張開平,梁朝朝,陳先國,張陽陽
IL-6、NF-κB在前列腺癌組織中表達及其臨床意義
張開平,梁朝朝,陳先國,張陽陽
目的 探討前列腺癌組織中炎癥因子白細胞介素-6(IL-6)和核轉錄因子κB(NF-κB)表達及其與各項臨床病理特征的相關性。方法 通過免疫組化SP法檢測IL-6和NF-κB蛋白在42例前列腺癌組織及26例前列腺增生組織中的表達,分析IL-6和NF-κB在前列腺癌組織表達與臨床各項病理特征的相關性。結果 IL-6、NF-κB在前列腺癌組織表達水平明顯高于前列腺增生組織,差異有統計學意義(P<0.05)。前列腺癌組織中IL-6的表達與前列腺特異性抗原(PSA)水平、臨床分期及Gleason評分差異有統計學意義(P<0.05),與淋巴結是否轉移差異無統計學意義。NF-κB表達與PSA水平、臨床分期及淋巴結轉移有關,差異有統計學意義(P<0.05),與Gleason評分差異無統計學意義。結論IL-6、NF-κB在前列腺癌組織中高表達,并與前列腺癌侵襲性有關。
白介素-6;核轉錄因子;前列腺癌;侵襲性
網絡出版時間:2016-5-9 15:43:11 網絡出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/34.1065.R.20160509.1543.060.html
前列腺癌(prostate cancer,PCa)是泌尿系最常見的惡性腫瘤,嚴重威脅著男性身體健康。據2015年美國最新數據[1]統計顯示,PCa在男性中發病率第一,死亡率居第二。其發病機制不祥,可能與年齡、種族、環境因素和遺傳有關。近年來關于炎癥在腫瘤中作用成為研究熱點,大量流行病學資料[2]表明慢性前列腺炎(chronic prostatitis,CP)在PCa發生發展中發揮著重要作用。在CP誘導PCa過程中可能存在一些關鍵調控因子,如白細胞介素-6(interleukin-6,IL-6)、環氧合酶(cycloxygenase,COX)、核轉錄因子(nuclear factor-κB,NF-κB)等。其中IL-6由T細胞、B細胞等分泌的一種多功能促炎因子,促進細胞增殖,免疫細胞分化。病理條件下可能存在促進免疫應答,參與免疫反應的應答。NF-κB是轉錄因子家族,在細菌或病毒刺激下,表面受體或IκB蛋白磷酸化,隨后被蛋白酶降解,NF-κB進入細胞核誘導基因的表達。長期的病原微生物刺激會誘導NF-κB的高表達在腫瘤的發生發展中發揮著重要作用。該研究主要探討IL-6、NF-κB在PCa組織中表達及其與侵襲性的關系。
1.1病例資料 收集2014年2月~2015年4月就診于安徽醫科大學第一附屬醫院泌尿外科的42例PCa標本作為實驗組,其中有10例行達芬奇機器人輔助腹腔鏡前列腺根治術,23例行腹腔鏡下前列腺根治術,9例行經尿道前列腺電切術;另外收集26例前列腺增生標本作為對照組,都是行經尿道前列腺電切術,標本經過病理科確診?;颊吣挲g47~78(58±15.26)歲,病例資料完整,術前未經過放、化療。
1.2方法
1.2.1免疫組化試劑 IL-6抗體(ab6672)、NF-κB抗體(ab16502)購自英國Abcam公司,上海艾博抗貿易有限公司代理;二抗(PV9001)購自合肥奧達生物有限公司。
1.2.2免疫組化步驟 采用SP兩步法。標本均經10%福爾馬林固定,常規石蠟包埋后行4 μm連續切片,常規脫蠟水化,PBS沖洗后微波修復抗原。滴加過氧化酶阻斷溶液37℃孵育10 min,PBS沖洗后山羊血清封閉。滴加一抗(IL-6和NF-κB抗體濃度分別為1∶800和1∶1 000),4℃過夜,加二抗37℃孵育15 min,滴加生物素-過氧化物酶溶液37℃孵育15 min,DAB顯色,蘇木精復染,中性樹膠封片后顯微鏡下面觀察。另外用PBS代替一抗作為陰性對照。
1.2.3免疫結果判定 用低倍和高倍鏡觀察全片,IL-6、NF-κB的陽性染色為細胞膜或細胞質內出現棕黃色顆粒。按照賀榮芳等[3]分級方法,每例切片隨機選取5個高倍視野進行結果判定,按染色強度及陽性細胞數所占百分比綜合計分。染色強度:無色計為0分,淡黃色計為1分,棕黃色計為2分,棕褐色為3分;陽性細胞數:陽性細胞數<5%為陰性,>5%為陽性。總數<5%時計為0分,5%~25%為1分,26%~50%為2分,<50%為3分。染色強度得分與陽性細胞數得分相乘,0分計為(-),1~3分計為弱陽性(+),4~5分計為中度陽性(),≥6分計為強陽性()。
1.3統計學處理 采用SPSS 16.0軟件進行分析,主要采用是Fisher精確檢驗。
2.1IL-6和NF-κB在上皮細胞表達情況 IL-6主要在上皮腫瘤細胞胞質中表達,也會在胞核表達,呈黃染(圖1);NF-κB主要表達于上皮腫瘤細胞核中,偶爾也在胞膜和胞質中表達,呈棕黃色(圖2)。
2.2PCa和前列腺增生(benign prostatic hyperplasia,BPH)IL-6和NF-κB表達 42例PCa和26例BPH組織標本納入本次研究,其中IL-6在PCa和BPH組織表達陽性率分別為76.19%(32/42)和42.31%(11/26),差異有統計學意義(P<0.05)。NF-κB在PCa和BPH組織表達陽性率分別為83.33%(35/42)和11.54%(9/26),差異有統計學意義(P<0.001)。

圖1 炎性因子IL-6在PCa組織中表達 ×10

圖2 核轉錄因子NF-κB在PCa組織中表達 ×10
2.3PCa組織中IL-6和NF-κB表達與臨床病理特征關系 本次研究顯示,IL-6在PCa中表達與前列腺特異性抗原(prostate specific antigen,PSA)水平、臨床分期及Gleason評分密切相關(P<0.05),與患者年齡及淋巴結轉移無相關性;NF-κB表達與PSA水平、臨床分期及淋巴結轉移相關(P<0.05),與患者年齡及Gleason評分無相關性,見表1。
長期慢性炎癥刺激誘導腫瘤的發生,目前顯示20%腫瘤由慢性炎癥刺激引起的,已經明確的胃炎和胃癌、肝炎和肝癌等。目前大量流行病學、病理學研究[3]表明前列腺炎在PCa發生發展中發揮著重要作用。其中微環境改變是炎癥影響腫瘤分子基礎,包括炎癥因子,趨化因子及轉錄因子等失衡。IL-6和NF-κB被認為在PCa發生發展中發揮重要作用的調控因子。

表1 PCa組織中IL-6和NF-κB表達與臨床病理特征關系(n)
IL-6是一種由炎性細胞分泌的促炎的多功能因子,腫瘤細胞也可以分泌,可調節細胞間生長與分化,具有調節免疫應答,并在機體的抗感染免疫反應中起重要作用。同時IL-6表達失調可引起許多疾病,IL-6低表達時主要表現為免疫調節作用,濃度高時則易引起病理損傷從而在許多疾病的發病機制中起著重要的作用[4]。在CP患者中,巨噬細胞大量分泌IL-6導致前列腺液IL-6水平高于正常者,旁分泌的IL-6通過IL-6-磷脂酰肌醇激酶-蛋白激酶B(IL-6-PI3K-AKT)信號通路激活AKT調控細胞的生長、存活和細胞周期的進級,促進腫瘤的發生,這可能是炎癥惡變為腫瘤過程中維持腫瘤持續的生長狀態重要機制[5]。而在雄激素抵抗性PCa,尤其是伴骨轉移的PCa組織IL-6表達水平遠遠高于正常組織或局部PCa[6]。在DU-145、PC-3等雄激素非依賴性細胞株中能夠大量自分泌IL-6,發揮著對自身癌細胞生長刺激作用,進一步促進腫瘤的生長發展[7]。顯然抗炎因子IL-6通過旁分泌和自分泌可以促進PCa發生發展。同時IL-6參與PCa血管生成,體外培養的LNCaP細胞經過IL-6處理后VEGF明顯高表達,可能IL-6作用PI3K信號通道有關[8]。另外,IL-6結合其亞基GP130而激活mTORC1信號途徑的在炎癥轉變為腫瘤過程中起關鍵作用,使用mTORC1抑制劑后減少了腫瘤的血管生成和細胞增殖[9]。Hobisch et al[10]發現Gleason≥7分、伴骨轉移或淋巴結轉移的PCa組織IL-6明顯高表達,而且IL-6表達水平與PSA及Gleason評分相關,本研究結果與之相似。
NF-κB是一種主要表達細胞質的核轉錄因子,參與免疫應答、細胞凋亡、腫瘤形成及轉移等過程。NF-κB誘導腫瘤機制包括作用細胞周期抑制其凋亡,腫瘤的生長轉移和NF-κB上調密切相關。在CP中,長期的慢性炎癥刺激會誘導NF-κB的高表達,NF-κB信號途徑和轉錄活化分子-3(signal transducer and activator of transcription 3,STAT-3)密切相關,NF-κB可以上調STAT-3基因表達,STAT-3可以介導腫瘤細胞增殖、侵襲及轉移等,是腫瘤形成環境中重要因子[11]。在一些非雄激素依賴性PCa,如PC-3、DU145的增長取決于NF-κB的水平,通過藥物抑制或者刺激IκB的過度表達來降低NF-κB水平,會發現腫瘤細胞大量死亡[12]。研究[13]顯示PSA有4個NF-κB的作用位點,在雄激素非依賴性PCa細胞中有更多的NF-κB作用位點,腫瘤細胞通過上調NF-κB表達來上調PSA表達,在雄激素非依賴性PCa轉化進展中發揮重要作用。同時PCa中NF-κB表達可以促進VEGF表達,增加非依賴性PC-3細胞侵襲能力[14]。
另外,在PCa中IL-6可以通過研究PI3K-AKT途徑促進NF-κB表達,IL-6因子的促腫瘤作用主要是通過激活NF-κB信號通路來實現的,而NF-κB可以激活和促進IL-6在前列腺癌組織中進一步表達,二者相互作用,在PCa中發揮著重要作用[15]。
本研究顯示IL-6和NF-κB在PCa組織表達水平明顯高于BPH組織(P<0.05),而且IL-6和NF-κB表達與臨床病理特征存在相關性,盡管本研究也存在局限性,如樣本量不足、標本未及時處理等問題,依舊能說明IL-6和NF-κB的表達在PCa發生發展中發揮重要作用,對IL-6和NF-κB的研究可以更好了解CP和PCa關系,為PCa發病機制研究提供基礎,同時在臨床方面可以針對IL-6和NF-κB設計新的治療PCa靶點。
[1] Siegel R L,Miller K D,Jemal A.Cancer statistics,2015[J]. CA Cancer J Clin,2015,65(1):5-29.
[2] Chai E Z,Siveen K S,Shanmugam M K,et al.Analysis of the intricate relationship between chronic inflammation and cancer[J].Biochem,2015,468(1):1-15.
[3] 賀榮芳,胡忠良,沈 明,等.胃癌組織中PTEN,VEGF,MMP-9的表達及相關性研究[J].中國普通外科雜志,2005,14(3):173-7.
[4] Sheng W H,Chiang B L,Chang S C,et al.Clinical manifestations and inflammatory cytokine responses in patients with severe acute respiratory syndrome[J].J Formos Med Assoc,2005,104(10):715-23.
[5] Ara T,Declerck Y A.Interleukin-6 in bone metastasis and cancer progression[J].Eur J Cancer,2010,46(7):1223-31.
[6] Zoubeidi A,Rocha J,Zouanat F Z,et al.The Fer tyrosine kinase cooperates with interleukin-6 to activate signal transducer and activator of transcription 3 and promote human prostate cancer cell growth[J].Mol Cancer Res,2009,7(1):142-55.
[7] Lee S O,Chun J Y,Nadiminty N,et al.Interleukin-6 undergoes transition from growth inhibitor associated with neuroendocrine differentiation to stimulator accompanied by androgen receptor activation during LNCaP prostate cancer cell progression[J].Prostate,2007,67(7):764-73.
[8] Bao B,Ahmad A,Kong D,et al.Hypoxia induced aggressiveness of prostate cancer cells is linked with deregulated expression of VEGF,IL-6 and miRNAs that are attenuated by CDF[J].PLoS One,2012,7(8):e43726.
[9] Thiem S,Pierce T P,Palmieri M,et al.mTORC1 inhibition restricts inflammation-associated gastrointestinal tumorigenesis in mice[J].J Clin Invest,2013,123(2):767-81.
[10]Hobisch A,Rogatsch H,Hittmair A,et al.Immunohistochemical localization of interleukin-6 and its receptor in benign,premalignant and malignant prostate tissue[J].J Pathol,2000,191(3):239-44.
[11]Lee H,Herrmann A,Deng J H,et al.Persistently activated Stat3 maintains constitutive NF-kappaB activity in tumors[J].Cancer Cell,2009,15(4):283-93.
[12]Yemelyanov A,Gasparian A,Lindholm P,et al.Effects of IKK inhibitor PS1145 on NF-kappaB function,proliferation,apoptosis and invasion activity in prostate carcinoma cells[J].Oncogene,2006,25(3):387-98.
[13]Chen C D,Sawyers C L.NF-kappa B activates prostate-specific antigen expression and is upregulated in androgen-independent prostate cancer[J].Mol Cell Biol,2002,22(8):2862-70.
[14]Pei Z,Li H,Guo Y,et al.Sodium selenite inhibits the expression of VEGF,TGFbeta(1)and IL-6 induced by LPS in human PC3 cells via TLR4-NF-(κ)B signaling blockage[J].Int Immunopharmacol,2010,10(1):50-6.
[15]Tsai C C,Kuo T Y,Hong Z W,et al.Helicobacter pylori neutrophil-activating protein induces release of histamine and interleukin-6 through G protein-mediated MAPKs and PI3K/Akt pathways in HMC-1 cells[J].Virulence,2015,6(8):755-65.
Expression and significance of IL-6 and NF-κB in prostate cancer
Zhang Kaiping,Liang Chaozhao,Chen Xianguo,et al
(Dept of Urology,The First Affiliated Hospital of Anhui Medical University,Hefei 230022)
Objective To explore the expression of IL-6 and NF-κB in prostate cancer and its relationship with clinicopathological features.Methods The expressions of IL-6 and NF-κB in 42 cases of prostate cancer and 26 controls of benign prostatic hyperplasia tissue were examined by immunohistochemistry staining,and the relationship between IL-6,NF-κB and the biological behavior of prostate cancer was investigated by using SPSS software. All specimens were confirmed by pathological examinations.Results In comparison with those in benign prostatic hyperplasia,the expressions of IL-6 and NF-κB in prostate cancer were significantly higher(P<0.05).There was a positive correlation between the expression of IL-6 in prostate cancer and PSA level,the clinical stage and Glesason scores(P<0.05).Likewise,significant association was detected between the expression of NF-κB and PSA level,the clinical stage and lymp hnode metastasis(P<0.05).Conclusion The expressions of IL-6 and NF-κB are higher in prostate cancer,and may be related to the aggressiveness of prostate cancer.
interleukine-6;nuclear factor-κB;prostate cancer;aggressiveness
R 737.25
A
1000-1492(2016)06-0893-04
2016-02-25接收
國家自然科學基金(編號:81370856、81470986)
安徽醫科大學第一附屬醫院泌尿外科、安徽醫科大學泌尿外科研究所,合肥 230022
張開平,男,碩士研究生;梁朝朝,男,教授,主任醫師,碩士生導師,責任作者,E-mail:liang_chaozhao@163.com