【摘要】 目的 研究细胞周期蛋白E(CyclinE)和增殖细胞核抗原(PCNA)在结肠癌组织中的表达及二者之间的关系。方法 采用原位杂交法和免疫组化SP法,对40例结肠癌、10例结肠腺瘤和10例结肠正常黏膜组织进行CyclinE mRNA和PCNA的检测。结果 结肠癌组织中CyclinE mRNA的阳性表达率为625%,PCNA指数为(5009±1115),均显著高于结肠腺瘤和结肠正常组织(P<005);CyclinE mRNA表达阳性组的PCNA指数明显高于CyclinE mRNA阴性组(P<005);CyclinE mRNA与肿瘤的浸润深度、有无淋巴结转移密切相关(P<005),与肿瘤的分化程度、有无肝转移不相关(P>005);PCNA与肿瘤的浸润深度、分化程度及有无淋巴结转移密切相关(P<005),与有无肝转移无明显相关(P>005)。结论 CyclinE可作为结肠癌的又一细胞增殖指标,其对结肠癌的发生、发展起重要作用。
【关键词】 结肠肿瘤 原位杂交 免疫组织化学 细胞周期蛋白E 增殖细胞核抗原
细胞周期蛋白(Cyclins)是一个与细胞周期相关的核蛋白家族,其中细胞周期蛋白E(CyclinE)是近几年才被确定的原癌基因,它属G1期的正调节因子,通过促进G1期至S期的转变起到调节组织细胞增殖的作用。研究发现,在多种肿瘤中均有CyclinE基因扩增和/或表达增强,但目前国内尚未见人结肠癌中CyclinE基因扩增的报道。增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)是一种仅在增殖细胞中合成和表达的多肽,现已用于多种恶性肿瘤的研究,近年来已成为一项评估细胞增殖状态的良好指标。本研究采用原位杂交方法检测CyclinE mRNA在结肠癌组织中的表达情况,并与PCNA免疫组化的结果进行相关分析,探讨CyclinE mRNA与细胞增殖活性的关系及其在结肠癌发生、发展过程中所起的作用。
1 材料与方法
11 材料 选取2002年7月~2004年11月手术切除结肠癌标本40例,男24例,女16例,年龄24~86岁,平均(584±1725)岁。同时取电子肠镜活检结肠腺瘤10例及正常结肠黏膜组织10例。取材后用10%中性福尔马林固定,石蜡包埋,制成5 μm切片。全部病例均经术后病理学检查证实,并有完整的临床资料,手术前接受化疗或放疗病人不在本研究范围内。
12 试剂 CyclinE原位杂交检测试剂盒(内含地高辛标记的CyclinE mRNA特异探针),购自武汉博士德生物公司;鼠抗人PCNA单克隆抗体、SP试剂盒、DAB显色盒均为福州迈新生物公司产品;其他试剂由山东省普外科重点实验室提供。
13 原位杂交 石蜡切片常规脱蜡至水;3%H2O2室温下处理10 min;滴加3%柠檬酸新鲜配制的胃蛋白酶50 μl,37℃消化16 min左右,以暴露CyclinE mRNA核酸片段;滴加预杂交液,恒温箱37℃预杂交2 h;滴加地高辛标记的杂交液,37℃恒温箱过夜;次日37℃水温2×SSC洗涤5 min×2次,05×SSC洗涤15 min×2次,02×SSC洗涤15 min×2次;依次滴加封闭液、生物素化鼠抗地高辛、SABC、生物素化过氧化物酶;DAB显色;1%苏木精复染;逐级酒精脱水、二甲苯透明、封片。用已知阳性切片作为阳性对照,PBS替代杂交液作为阴性对照。
14 免疫组织化学染色 采用过氧化物酶SP法。步骤如下:石蜡切片脱蜡至水;3%H2O2室温下孵育15 min;抗原微波修复;10%正常羊血清封闭;滴加一抗PCNA,4℃过夜;依次滴加生物素标记的羊抗鼠二抗、辣根过氧化酶标记的三抗链霉卵白素;DAB显色;复染、1%盐酸酒精分化;酒精脱水、二甲苯透明、封片。用已知阳性切片作为阳性对照,PBS替代一抗作为阴性对照。
15 结果判定 CyclinE mRNA主要为细胞浆着色,以细胞浆内出现棕黄色颗粒的细胞为阳性细胞,不着色为阴性细胞,阳性细胞数超过观察细胞总数的5%为阳性染色片。PCNA以细胞核被染成棕黄色或棕褐色为阳性细胞,先在低倍镜下选择有代表性的区域,在高倍镜下(400×)计数1000个肿瘤细胞,其中阳性细胞个数与细胞总数的百分比记作PCNA标记指数(PCNA labelling index,PCNA LI)〔1〕。
16 统计学处理 采用SAS612统计软件包,进行χ2检验、Fisher精确检验、t检验。
2 结果
21 CyclinE mRNA、PCNA在不同结肠组织中的表达 原位杂交法显示CyclinE mRNA主要定位于结肠腺瘤和结肠癌细胞的细胞浆中(图1),而在正常结肠黏膜细胞中未见明显表达。结肠腺瘤中CyclinE mRNA的阳性表达率为20%(2/10),与正常组织间无显著性差异(P>005)。结肠癌组织中CyclinE mRNA的阳性表达率为625%(25/40),显著高于结肠腺瘤组织和正常组织(P<005)。PCNA在结肠正常黏膜组织中偶见阳性表达(PCNA LI 693±301),随着组织学改变的进展,PCNA阳性指数呈递增趋势:(693±301)~(2491±440)~(5009±1115),各组间存在明显统计学差异(P≤0001)(见图2)。
图1 CyclinE mRNA在结肠癌中的阳性表达(400×)(略)
图2 PCNA在结肠低分化腺癌中的阳性表达(400×)(略)
22 CyclinE mRNA、PCNA的表达与结肠癌临床病理特征的关系 见表1。CyclinE mRNA和PCNA的表达均与患者的性别、年龄、肿瘤部位、肿瘤直径无关(P>005)。在不同分化程度的结肠癌组织中,CyclinE mRNA的阳性表达率无显著性差异(P>005),但PCNA的阳性表达率与组织分化程度关系密切,低分化组的阳性表达率显著高于高、中分化组的阳性率(P<005)。CyclinE mRNA和PCNA的表达与肿瘤的浸润深度、有无淋巴结转移密切相关(P<005),但与肿瘤有无肝转移不相关(P>005),这可能是由于有肝转移的患者较少的缘故,但是仍较无肝转移者有升高的趋势。
表1 CyclinE mRNA、PCNA的表达与结肠癌临床病理特征的关系(略)
23 CyclinE mRNA与PCNA在结肠癌组织中表达的相关性 CyclinE mRNA表达阳性组中PCNA指数(6063±635)明显高于CyclinE mRNA阴性组的PCNA指数(4307±657)(P<005),二者呈显著正相关(t=3742,P=001)。
3 讨论
CyclinsCDKsCKIs调控系统可能在肿瘤的发生、发展中起着重要的作用,在绝大多数肿瘤细胞中都存在着若干细胞周期调控基因的改变〔2〕。目前发现的Cyclin家族成员可分为10大类:A~J,包括亚型共15种,其中CyclinE是参与细胞周期G1/S转换的重要正性调节因子。CyclinE是一种核蛋白,于1991年美国学者Koff等〔3〕 从酿酒酵母菌中提取。CyclinE在细胞周期中呈现明显的周期性表达,其峰值处在G1/S期转换时,它可控制细胞进入S期,可能是G1/S期转换的限速因子。在正常情况下,CyclinE的表达是有顺序、按计划进行的。异常情况下,CyclinE由于无顺序、无计划的过度表达而存在于整个细胞周期中,它可在整个细胞周期中激活CDK2,使底物Rb磷酸化,进而使细胞超越某些控制发生异常增殖〔4〕。Mussman等〔5〕实验表明,CyclinE高表达可缩短G1期,引起中心体过增殖,干扰有丝分裂,形成不稳定的染色体,从而诱发肿瘤形成。据文献报道,CyclinE在多种恶性肿瘤中(胃癌、乳腺癌、大肠癌、卵巢癌、前列腺癌、子宫内膜癌、恶性淋巴瘤等)呈过度表达,且与肿瘤恶性程度及预后有关,已被证明是一种癌基因,具有早期诊断和预后判断价值。
本研究利用原位杂交技术测定CyclinE mRNA在结肠癌中的表达,其阳性表达率较文献报道〔6〕的阳性率低,原因可能是:① 本研究选择的病例主要为高、中分化型肿瘤,低分化型病例数较少;② 在判定阳性染色片时比较严格,只有阳性细胞数所占的百分数超过5%才能定为阳性染色片。在CyclinE mRNA的表达与结肠癌临床病理特征的关系方面,结果显示:CyclinE mRNA与肿瘤的浸润深度、有无淋巴结转移密切相关(P<005),但与肿瘤的分化程度、有无肝转移不相关(P>005)。提示CyclinE mRNA参与了癌细胞的浸润和转移机制,检测CyclinE mRNA的表达水平对于判断结肠癌的恶性程度和预后有一定的应用价值。
肿瘤细胞的增殖活性是决定肿瘤生物学行为的一个重要指标,其对于肿瘤的诊断和鉴别诊断、肿瘤的治疗和预防均有重要的参考意义。PCNA是一种评估细胞增殖状态的有效标记物,我们用免疫组化方法检测PCNA在结肠癌组织中的表达,结果显示肿瘤组织的PCNA指数与腺瘤组织、正常组织相比均具有显著性差异(P<005),PCNA与肿瘤的浸润深度、组织分化程度及有无淋巴结转移密切相关(P<005),与相关文献报道〔7〕一致。本实验对CyclinE mRNA与PCNA的相关性分析结果表明,CyclinE mRNA与PCNA有密切相关性,CyclinE mRNA阳性结肠癌的PCNA指数显著高于CyclinE mRNA阴性结肠癌的PCNA指数(P<005),提示CyclinE可作为结肠癌的又一细胞增殖指标,对术后结肠癌的石蜡包埋组织块进行联合检测CyclinE和PCNA表达水平,有助于判断结肠癌患者的预后及治疗方案的选择。
综上,CyclinE mRNA在结肠癌组织中表达显著上调,并与细胞增殖活性的关系十分密切。若将二者结合起来研究,对阐明肠肿瘤的发病机制,及肠肿瘤的预后评估和治疗方案的制定都有重要的意义,而CyclinE亦可成为肠肿瘤基因治疗的新的靶点。
【参考文献】
1 戴 林,张学庸增殖细胞核抗原与胃癌〔J
