大肠癌组织中PI3K、Akt和HGF的表达变化及意义

郭运生

(秦皇岛市第一医院,河北秦皇岛 066000)

大肠癌是消化道常见的恶性肿瘤,近年发病率有逐渐增高的趋势。目前研究表明,磷酯酰肌醇 3激酶(PI3K)/丝苏氨酸激酶(Akt)信号通路调节肿瘤细胞的增殖和存活,与多种人类肿瘤的发生有关[1]。肝细胞生长因子(HGF)是一种多功能的细胞因子,其对上皮细胞及许多肿瘤细胞均有促进分裂和移动的作用[2]。2007～2008年,我们采用免疫组学法检测PI3K、Akt及HGF在大肠癌组织中的表达情况,探讨三者在大肠癌发生发展中的作用及其相关性。

1 资料与方法

1.1 临床资料 收集我院 2007～2008年手术切除的大肠癌标本 48例。48例患者中男 31例,女 17例;年龄39～81(66±10.4)岁;高中分化33例,低分化 15例;有淋巴结转移者 20例,无淋巴结转移者28例。Duke′s分期：A+B期19例,C+D期29例。另取 9例正常大肠组织标本作对照。以上标本均经病理学诊断证实。

1.2 PI3K、Akt、HGF染色方法 所有标本均经10%甲醛固定,常规石蜡包埋,5μm厚连续切片。兔抗人PI3K、兔抗人Akt、兔抗人HGF多克隆抗体及抗原修液均购自武汉博士德生物技术有限公司;即用型免疫组化SP法广谱试剂盒和浓缩型DAB显色试剂盒均购自北京中杉金桥公司。所有标本均采用免疫组化 SP法染色,按试剂盒说明书操作。以PBS代替一抗作为阴性对照。

细胞质内出现棕黄色颗粒为PI3K、Ak t阳性细胞,细胞膜或细胞质内出现棕黄色颗粒为HGF阳性细胞。选取有代表性的区域,计数 5个高倍视野(×200)下阳性细胞占细胞总数百分比,阳性细胞＜5%为阴性,≥5%为阳性,其中5%～25%为弱阳性(+),26%～50%为中阳性(++),＞50%为强阳性(+++)。

1.3 统计学方法 采用SPSS13.0统计软件。计数资料比较用χ2检验,相关性分析用Spearman等级相关分析法。以P≤0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 大肠癌、正常大肠组织中PI3K、Akt、HGF表达变化 大肠癌组织中PI3K、Akt、HGF阳性表达率分别为60.42%(29/48)、68.75%(33/48)和72.92% (35/48),分别高于正常大肠组织中的 11.11% (1/9)、11.11%(1/9)、22.22%(2/9),P均＜0.05。

2.2 PI3K、Akt和HGF表达与大肠癌临床病理特征的关系 PI3K、Akt和HGF表达与大肠癌Duke′s分期和淋巴结转移有关(P＜0.05),而与其组织分化程度无关(P＞0.05)。详见表1。

2.3 大肠癌组织中PI3K、Akt、HGF表达的相关性48例大肠癌组织中,PI3K和Akt同时呈阳性表达者 24例(50.00%),同时呈阴性表达者 9例(18.75%);PI3K和HGF同时呈阳性表达者26例(54.17%),同时呈阴性表达者10例(20.83%); Akt和HGF同时呈阳性表达者28例(58.33%),同时呈阴性者10例(20.83%);PI3K、Akt、HGF两两均呈正相关关系(r分别为0.348、0.465、0.451,P均＜0.05)。

表1 PI3K、Ak t、HGF表达与大肠癌临床病理特征的关系(±s)

表1 PI3K、Ak t、HGF表达与大肠癌临床病理特征的关系(±s)

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3 讨论

近年来研究发现[3],生长因子的细胞内信号转导通路与肿瘤发生发展密切相关,其中PI3K/Akt信号通路在细胞的增殖和存活中起着重要的作用[4]。PI3K家族成员属于原癌基因,是肌醇与磷酯酰肌醇(PI)的重要激酶。正常情况下,由其活化而产生的类脂产物有PI(3,4)P2、PI(3,5)P2和PI(3,4,5) P3。后者作为细胞内的第2信使,是 Akt转位于细胞膜并被活化所必需。PI3K作为一种细胞内蛋白激酶,与多种不同的生物细胞活动有关,如增殖分化、细胞凋亡、葡萄糖分子转运等。PI3K的过度活化是细胞发生癌变的必要因素[5]。而Akt作为多个信号转导通路中的关键中枢效应蛋白,为 PI3K下游的靶蛋白,是PI3K/Akt信号转导通路的核心,细胞内的PI3K可促进Akt的激活,其持续活化与肿瘤的发生发展密切相关。Akt有三种亚型Akt1、Akt2、Akt3,不同类型肿瘤表达不同的Akt亚型。在正常细胞和癌细胞中,Akt管理着细胞生长和存活机制,并通过磷酸化多种底物实现这一目的。大多数诱发这些反应的因子能激活PI3K,PI3K活化后可产生位于质膜上的第2信使PI3,PI3与Akt结合并促进其激活,导致肿瘤细胞增生[6]。

HGF是一种血源性生长因子,是Michalopoulus等 1984年首先从部分肝切除的大鼠血清中分离得到,随后相继从大鼠血小板、人血浆、兔血清中分离、纯化获得,其分子量为82～85 kDa,属不耐热多糖蛋白。HGF作为一种具有多种生物活性的生长因子,可以促进其靶细胞、增殖、迁移、转移、抑制凋亡,并在某些组织、器官发生时起一定作用[7]。HGF的受体c-Met是具有蛋白酪氨酸激酶活性的细胞膜受体,是由原癌基因c-Met编码的蛋白质[8]。本研究结果显示,PI3K、Akt和HGF在大肠癌组织中有较高的阳性表达率,且与大肠癌淋巴结转移、Dukes分期有关,表明在大肠癌组织中,PI3K/Ak t信号通路被激活,HGF表达明显上调,三者共同参与了大肠癌的发生发展,在大肠癌的侵袭、转移中起着非常重要的作用。另有学者[9]也发现,从正常细胞到不典型增生再到恶性转化,Akt/PKB的激活水平渐次增加,且伴随凋亡相关分子标志物丢失,支持Akt/PKB在肿瘤发展中提高肿瘤生存能力的理论。Dukes分期越晚,HGF表达越高,与中晚期大肠癌更需要新生的淋巴管生成,促进肿瘤淋巴转移有关[10]。由于Dukes分期和淋巴管转移是大肠癌预后的重要参数,因此HGF有可能是大肠癌预后不良的重要标志之一。

我们发现,PI3K、Akt、HGF的表达呈正相关关系,提示在大肠癌组织中,HGF与PI3K/Akt信号通路的激活关系密切。有研究发现[10],在人类结肠癌细胞中,HGF可通过PI3K信号通路上调VEGF的表达。通过本研究结果我们认为,HGF可能通过诱导其受体磷酸化,激活PI3K/Akt信号转导通路,从而增强肿瘤细胞侵袭能力,这可能最终为肿瘤的局部和远处转移提供条件,但确切机制还有待进一步研究。

[1]Chang F,Lee JT,Navolanic PM,et al.Involvement of PI3K/Akt pathway in cell cyc le progression,apoptosis,and neoplastic transformation：a target for cancer chemotherapy[J].Leukem ia,2003, 17(3)：590-603.

[2]Filigheddu N,Cutrupi S,Porporato PE,et al.Diacylglycerol kinase is required for HGF-induced invasivenessand anchorage-independent growth of MDA-MB-231 breast cancer cells[J].Anticancer Res,2007,27(3B)：1489-1492.

[3]胡蕾,姜汉国.PI3K/AKT信号转导通路与肿瘤转移及其机制的研究进展[J].医学综述,2006,12(22)：1375-1377.

[4]Osaki M,Oshimura M,Ito H.PI3K-Akt pathway：its functions and alterations in human cancer[J].Apoptosis,2004,9(6)：667-676.

[5]Klippel A,Escobedo MA,Wachowicz MS,et al.Activation of phosphatidylinositol 3-kinase is sufficient for cell cycle entry and promotes cellular changes characteristic ofoncogenic transformation [J].Mol Cell Biol,1998,18(10)：5699-5711.

[6]Foster K,Wang Y,Zhou D,et al.Dependence on PI3K/Akt signaling for malignant rhabdoid tumor cell survival[J].Cancer Chemother Pharmacol,2009,63(5)：783-791.

[7]Trusolino L,Comoglio PM.Scatter-factor and semaphorin receptors：cell signalling for invasive growth[J].Nat Rev Cancer, 2002,2(4)：289-300.

[8]李宏武,单吉贤.人大肠癌组织肝细胞生长因子及其受体c-met的表达[J].世界华人消化杂志,2004,12(9)：2199-2201.

[9]Franchi A,Grallo O,Massi D,et al.Tumor lymphangiogenesis in head and neck squamous cell carcinoma：a morphometric study with clinical correlations[J].Cancer,2004,101(5)：973-978.

[10]Zhang YH,WeiW,Xu H,et al.Inducing effects of hepatocyte growth factor on the expression ofvascular endothelial growth factor in human colorectal carcinoma cells through MEK and PI3K signaling pathways[J].Chin Med J(Engl),2007,120(9)：743-748.