文章编号1001-7399(1999)03-0244-03
细胞凋亡与细胞增殖一样,同肿瘤的发生、发展以及临床治疗有密切的关系。胃癌是我国最常见的恶性肿瘤之一,研究表明胃癌细胞某些基因表达与细胞凋亡状况密切相关,如bcl-2家族蛋白、p53抑癌基因、c-myc基因和Fas抗原等,而细胞凋亡的诱导及调控与诸多因素参与有关。研究还发现细胞凋亡与组织分级、细胞分化、临床分期密切相关,从而为临床研究和预后判断提供参考,作者就近年这方面的研究作一综述。
1胃癌细胞凋亡的基因表达
1.1bcl-2家族在胃癌细胞中bcl-2家族阳性表达60%~80%。其家族调节蛋白包括有Bax、BAG-1、bcl-x1、bcl-xs、bak、mcl-1等,一部分具有抑制细胞凋亡的功能,一部分具有促进细胞凋亡的作用,这些蛋白在胃癌患者中均有表达,且与组织分化程度、临床分期、组织类型明显相关。如bcl-2、Mcl-1在肠型胃癌中表达高于弥漫型〔1〕,目前研究表明bcl-2是凋亡基因调节蛋白,可有效抑制细胞凋亡,增加细胞生存期,增加肿瘤的播散侵袭能力。研究发现,高分化的胃癌组织bcl-2阳性表达高于低分化组(P<0.05),胃癌组织中bcl-2阳性表达率及强度高于癌旁组织(P<0.05),而bcl-2阳性表达的癌及癌旁组织的凋亡指数明显低于bcl-2阴性表达的组织(P<0.05),由此可见bcl-2的抑制细胞凋亡作用。最近从DNA克隆出与bcl-2同源的相关基因Bfl-1〔2〕,其作用是促进胃癌细胞生长,Bfl-1在胃癌表达阳性率为80%,特别在转移的淋巴结中表达为82%〔3〕。提示Bfl-1在胃癌基因病变中扮演的一个重要作用。Bax目前用于化疗疗效判断,在p53阳性的情况下,若Bax阴性提示属化疗抵抗型。
1.2抑癌基因p53野生型p53具有阻止DNA受损的细胞从G1期向S期过渡的能力。Ikeguchi等检测了5株胃癌细胞株发现有野生型p53基因表达者其细胞凋亡率明显升高,而p53突变或丢失者细胞凋亡下降。在Ishida等的研究中,也发现肠型胃癌在p53突变基因表达者其凋亡细胞死亡数降低。Iantanic等发现在肠化不全的胃癌增生或凋亡区内p53免疫组化反应及mRNA原位杂交反应都较强,提示p53过度表达与肠腺不完全化生有关。临床上p53的表达也可做为化疗疗效指标〔4〕,Hamuda等将野生型p53基因注入p53基因缺乏的癌细胞从而提高了化疗诱导的细胞凋亡,在11例胃癌患者检测中,可测得表达野生型p53诱导的WAF1/C IP1蛋白。突变型p53表达患者则细胞凋亡指数下降,测不到WAF1/C IP1蛋白,可见p53状态对化疗疗效是一个重要的决定因素。
1.3癌基因c-myc胃癌细胞中c-myc阳性表达率达62%〔5〕。c-myc基因产物具有明显的促进增殖和凋亡的双向作用,因为促进增殖和凋亡的c-myc蛋白功能区在同一区,c-myc表达只提供一个启动细胞增殖或凋亡的信号,需要有生长因子的存在,若有c-myc表达而缺乏生长因子则细胞进入凋亡状态,研究发现c-myc阳性表达细胞的凋亡指数(0.7±0.3)明显高于阴性组(0.3±0.2),可见c-myc基因的异常表达对胃癌细胞增生与凋亡起一个重要作用。
1.4Fas抗原研究发现胃癌细胞株Fas抗原的表达并不一致,在具有野生型p53的细胞中Fas抗原表达高于具有突变型p53的细胞,癌组织表达高于癌旁组织,Fas抗原阳性的癌及癌旁组织的凋亡指数显著高于Fas阴性组织〔6〕,抗Fas抗体可诱导细胞发生凋亡特征样改变,凋亡发生延迟,提示Fas蛋白在细胞内可转化成细胞凋亡延迟,延缓细胞死亡的信号,Fas抗原表达越强则抗体的敏感性越强。Fas蛋白做为TNF及神经因子受体家族的一员诱导细胞凋亡是通过Fas配体或与Fas抗体交叉结合的〔7〕。Vollmers等研究发现肠型胃癌标本显示极少的Fas受体(1/17),而弥漫型胃癌半数以上具有Fas受体(22/30),正常胃粘膜Fas受体是阴性的。提示Fas抗体通过诱导凋亡及抑制细胞生长对胃癌起抑制作用,且肠型及弥漫型胃癌的凋亡Fas受体分布是不同的。
1.5抗凋亡新基因Survivin(生存素)〔8〕最近研究发现在许多常见的癌组织中有一种新的抗凋亡基因Survivin,用免疫组化方法研究174例各期胃癌,发现60例(34.5%)对抗Survivin单抗反应,20%~100%的癌细胞呈阳性染色,而周围正常组织不表达Survivin,同时Survivin阳性表达的组织其凋亡指数低于阴性表达组织,提示Survivin可提高胃癌细胞的生存能力。
2胃癌细胞凋亡的诱导与调控
2.1抗肿瘤药物诱导的细胞凋亡许多抗肿瘤药物可诱导细胞凋亡,可以是即刻凋亡也可以是迟发性凋亡。由于化疗药物细胞毒的作用,诱导凋亡的同时也阻断程序中某些代谢途径,使细胞出现半凋亡半坏死的特征。实验中卡铂复合液与胃癌细胞混合,随作用时间增长胃癌细胞的凋亡数及p53蛋白表达明显增加,Inadan等〔9〕就裸鼠内移植胃癌细胞株用5-Fu做凋亡诱导实验,发现随作用时间延长凋亡细胞增加,48 h为38%发生凋亡,停滞于S期细胞数增多。5-Fu治疗组与对照组比较发现术前经5-Fu治疗的患者其细胞凋亡率高于未治疗的对照组,S期DNA段也高于对照组(P<0.05),而细胞增殖标记Ki-67阳性率则从对照组的(57.5±6.9)%降至(50.8±7.3)%,capsacin也可诱导胃癌细胞凋亡,主要通过提高p53、c-myc转录高表达调节的。
2.2单克隆抗体诱导细胞凋亡人单克隆抗体PD4可识别胃癌细胞表面相对分子量为4 000的分子〔10〕,且有阻滞细胞周期并通过诱发凋亡而抑止肿瘤生长的作用。Vollmers等〔11〕用胃印戒细胞癌患者脾淋巴细胞与骨髓瘤spm-40融合测定其抗体抑制瘤细胞生长实验,研究发现抗体sc-1可识别相对分子量为49 000胃癌细胞,而对其它肿瘤组织不反应,琼脂标本及活体鼠实验显示sc-1抗体显著抑制瘤细胞生长,组织学及功能学上见sc-1抗体诱导肿瘤细胞的凋亡样改变。
2.3转化生长因子转化生长因子可诱导胃腺癌GC-790细胞凋亡已经由电镜及DNA电泳证实。Ohta等〔12〕研究发现人的胃癌细胞hsc-39被转染后其活力明显降低,可见以凋亡为主的染色质凝聚DNA片段形成,若用CPP 32酶抑制剂AC-DEVD-CHO治疗可使部分hsc-39细胞免受TGF-β诱导的影响,提示Tsc-22诱发胃癌细胞的凋亡通过激活CPP32样激酶及调节TGF的凋亡信号途径。Yamamoto等〔13〕研究12例经TGF-β1诱导凋亡细胞株的p53状况发现表达野生型p53有3例,突变型7例,丢失2例,TGF-β1表达12例中均出现,但TGF受体ⅠⅡ都表达只有6例,提示TGF-β1诱导的胃癌细胞凋亡可能是通过受体ⅠⅡ及p53独立途径完成的。
2.4干扰素(IFN)干扰素可诱导胃癌细胞凋亡,且不同类型的干扰素对胃癌细胞有协同作用。Nagao等〔14〕研究证实IFNα、β对胃癌细胞GAC-2有联合作用,IFNα、β可提高IFN的抗瘤作用,有效率44%,瘤体缩小11%。IFN-γ可提高胃癌细胞对IFN敏感性,IFN-β可调节癌细胞对IFN-γ的易感性从而表现了独立的杀瘤能力,镜下示IFN单用或复合都可诱发凋亡细胞死亡,表现染色质浓缩及核碎片出现,最快6 h内发生凋亡。可见作为免疫调节因子,IFN的抗肿瘤作用在联合应用时效果更好。
2.5幽门螺杆菌(HP)与胃癌细胞凋亡HP感染的慢性胃炎患者粘膜凋亡指数为(6.0±1.8)%,而一般肠化生或异型增生为(3.4±0.9,1.4±0),提示HP感染可诱发上皮细胞的凋亡〔15〕,抑制DNA合成。作者同时比较了HP(+)与HP(-)的肠化生或异型增生患者的凋亡指数,发现二者无差异。即当粘膜进入癌前病变阶段,HP感染与否不是重要因素,Hahm等研究证实根除HP后,胃粘膜凋亡指数明显下降,Attallah等证实慢性胃炎患者粘膜细胞凋亡小体密度达87%,且都有CK1(细胞因凋亡而死的生物标志)表达,而正常胃粘膜只有少许凋亡(P<0.05)。最近研究提示与HP相关的胃癌基因病可能是由monochlo ramine调节的〔16〕,通过刺激胃粘膜上皮细胞过度增殖,使粘膜不稳性增加,增加恶变危险。实验也证实频发凋亡是胃癌病变的早期基因事件〔17〕。
2.6EB病毒与细胞凋亡EB病毒感染与10%的胃癌发生有关〔18〕。将EB病毒的LMP1基因转录到EBV阴性的胃癌及鼻咽癌细胞株中发现:表达LMP1的鼻咽癌细胞生长率提高,而胃癌却表现生长抑制。生长率,菌落形成率,菌活直径均下降,凋亡增加。由此,提高LMP1可增加胃癌细胞凋亡从而负性调节胃癌恶性潜能,而不表达LMP1的EBV相关的胃癌细胞则易发展成进展型癌。
2.7其它诱导胃癌细胞凋亡的因素(1)激素,地塞米松可通过调节bcl-x基因表达抑制胃癌细胞凋亡,正常凋亡过程中bcl-xs显示高调节,但地塞米松可抑制bcl-xs上调且提高细胞内bcl-xl水平,使bcl-x,mRNA稳定性延长,从而对胃癌细胞起到延缓凋亡的保护作用〔19〕;(2)射线:Yangihara等〔20〕将正常纤维细胞与胃癌细胞置于射线中(γ-射线)发现所有癌细胞都发生频发凋亡,而纤维细胞很少,凋亡与射线的量和照射时间相关,开始于G1期停止于G2期,最早发生于12 h,72 h达凋亡高峰。最近日本用vesnarinone联合放疗,效果比单用放疗好;(3)荼多酚具有诱导胃癌细胞凋亡的作用,荼多酚与胃癌细胞MGC-803作用24 h后凝胶电泳上有典型的DNA带及凋亡小体形成;(4)消炎痛:将胃癌细胞MKN
