HSP27与 Survivin在胃癌中的表达及意义

陕西省榆林市第二医院(榆林 719000)

李冠雄 李 萍 杨中民 房宏林 赵 旭 张 磊* 许延发*

胃癌是胃肠系统常见恶性肿瘤之一,其发生不仅与癌基因的激活和抑癌基因的失活有关,还与细胞增殖和凋亡的失衡有着密切的关系。通过对细胞凋亡调控基因及其与胃癌关系的研究,对了解胃癌发病机制和其生物学行为有重要意义。HSP27是热休克蛋白家族中重要成员,在肿瘤凋亡及肿瘤耐药中起重要作用,其表达与人类多种肿瘤的发生发展有关。 Survivin是凋亡蛋白抑制因子家族的新成员,是较强的凋亡抑制因子,其表达与肿瘤的发生发展、预后密切相关。为此,我们研究 HSP27和 Survivin在胃癌组织中表达的意义及相关性,探讨胃癌诊断和基因治疗的新思路。

资料与方法

1 临床资料 陕西省榆林市第二医院 2002年4月至 2003年 5月收治的胃癌手术患者 45例,均经病理学检查确诊,患者术前均未行任何放疗和化疗。其中男 23例 ,女 22例;年龄 29～ 70岁 ,平均 56.8岁 ,其中≥60岁 24例,＜60岁 21例。 肿瘤分化程度:高、中分化 18例,低分化 27例。 浸润深度:浆膜内 13例,侵及浆膜 12例,侵及浆膜外 20例;有淋巴结转移者 29例,无淋巴结转移者 16例。取本组病例中距癌远端 2～4cm处癌旁组织 30例,正常胃黏膜标本 20例作为研究对照。

2 方 法 取材后,立即用生理盐水冲洗至无血迹后,10%福尔马林固定,石蜡包埋,制作石蜡切片。免疫组织化学 SP法检测 HSP27和 Survivin的表达。鼠抗人 HSP27单克隆抗体和鼠抗人 Survivin单克隆抗体均购自北京中杉金桥生物技术有限公司。操作步骤严格按照试剂盒说明书进行。 PBS代替一抗作为阴性对照。

3 统计学处理 采用 i2检验,应用 SPSS13.0软件进行数据分析。

结 果

1 胃癌组织中 HSP27的表达 见表 1～ 2。 45例胃癌组织中 HSP27阳性表达 31例(68.9%),癌旁组织中 HSP27阳性表达 8例(26.7%),正常胃黏膜中 HSP27阳性表达 4例(20.0%),两组相比有极显著性差异(i2=19.48,P＜0.01);高、中分化胃癌 HSP27的阳性率为50.0%(9/18例),低分化胃癌中 HSP27阳性率为 81.5%(22/27例),二者相比有显著性差异(i2=4.99,P＜0.05)。HSP27表达与性别、年龄和胃癌的浸润深度及淋巴结转移无关(P＞0.05)。

2 胃癌组织中 Survivin的表达 见表 1～ 2。45例胃癌组织中有 29例(64.4%)阳性表达,而癌旁组织中 Survivin阳性表达 2例(6.7%),正常胃黏膜中Survivin阳性表达 2例(10.0%),两组相比有极显著性差异 (i2=33.34,P＜0.01);高、中分化胃癌Survivin的阳性率为 44.4%(8/18例),低分化胃癌中Survivin阳性率为 77.8%(21/27例),二者相比有显著性差异(i2=5.24,P＜0.05)。 Survivin的表达与性别、年龄和胃癌的浸润深度及淋巴结转移无关(P＞0.05)。

3 HSP27和 Survivin表达之间的相关性 作两者的相关分析,发现 HSP27和 Survivin在胃癌中的表达正相关(i2=7.32,P＜0.01),见表 3。

4 结果判定 HSP27和 Survivin阳性表达均分布于胞浆中,呈棕黄或棕褐色(见图 1～ 2)。每张切片随机取 2个高倍视野并计数细胞数,阳性细胞数超过10%者即为阳性,否则为阴性。

图1 胃癌组织中 HSP27的表达(SP染色×200)

图2 胃癌组织中 Survivin的表达(SP染色×200)

表1 HSP27、Survivin在正常黏膜、癌旁组织、胃癌组织中的表达

讨 论

HSP27基因定位在染色体 7q21,全长约 1.60kb,含3个外显子。其基因无内含子,这一基本特征保证了一旦起始转录不需要剪接就可产生出成熟的 mRNA,以适应 HSP27大量快速表达的需要。 HSP27蛋白是 HSP27基因的表达产物,分子量 27kDa,由 132～186个氨基酸组成,其 N端为一个具三磷酸腺苷(ATP)结合区和ATP酶活性的高度保守序列,C端为一个相对可变的基质识别序列,后者倾向于与蛋白质尚未折叠或折叠结构被有害因素破坏的肽链结合,并依靠其 N端的ATP酶活性,通过 AT P促成这些肽链的正确折叠(或再折叠)、移位、修复或降解。在非应激条件下由单一HSP27蛋白形成一个 200～ 800kDa,10～18S的多聚复合物[1]。 HSP27的细胞内定位,寡聚化水平和磷酸化状态都与它对生物学反应的调节有关,其表达可保护细胞抵抗各种刺激,如理化因素、细胞因子引起的细胞凋亡。

表2 HSP27、Survivin表达与性别、年龄及生物学特性的关系

表3 HSP27、Survivin表达的相关性分析

HSP27在肿瘤发生过程中的主要作用是:(1)在内源性凋亡途径中,抑制细胞色素 C的释放,并干扰细胞色素 C与其他物质结合形成复合物。 Concannon[2]发现 HSP27可以干扰细胞色素 C与其它物质结合形成复合物,影响 Caspase-9的活化,从而抑制 Caspase-3和Caspase-7,发挥抑制凋亡的作用。Sanna从另一方面证明 HSP27在细胞凋亡过程中的作用是抑制细胞色素 C的释放[3]。 Smac是另一种线粒体来源的蛋白质,它能与凋亡蛋白抑制物质结合,抑制它们的活性,促进Caspase-9的活化,Chauhan等[4]发现 HSP27能抑制细胞色素 C的释放,也能抑制 Smac的释放。 (2)在外源性凋亡途径中,HSP27可以抑制 Fas介导的细胞凋亡[5]。有报道 HSP27在丝氨酸残基 15,78,82位点磷酸化后可与 IKK相互作用抑制 TNF-α诱导的 NF-KB的活化,用 siRNA技术抑制 HSP27的表达可上调TNF-α介导的 IKK和 NF-KB的活化[6]。HSP27通过这两种方式抑制凋亡,从而导致肿瘤的发生。本研究发现:胃癌组织中 HSP27的表达上调,提示其与胃癌的发生发展有关。在胃癌中,低分化组织 HSP27的表达高于高、中分化组织,提示 HSP27表达是胃癌预后不良的因素之一。

Survivin是新近发现的 IAP家族成员 (IAP:inhibitor of apoptosis家族是一类分布广泛的凋亡抑制基因家族),因其在正常组织内很少表达、而选择性表达于恶性肿瘤组织的独特表达特性而受到瞩目[7]。Survivin基因全长 15kb,位于 17q25,含有 4个外显子和 3个内含子,基因编码产生含 142个氨基酸的蛋白。Survivin蛋白是迄今发现的一种分子量最小的 IAP蛋白 (分子量 16.5kD),结构较为独特:仅含有单一的BIR区和 COOH-末端 65A具有两性的α-螺旋区,无环指结构[8]。

Survivin作用于凋亡通路的下游,主要通过两条途径抑制细胞凋亡:(1)通过直接抑制凋亡终末效应器Caspase-3和 Caspase-7的活性阻断各种刺激诱导的细胞凋亡过程[9];(2)Survivin与周期蛋白酶 Cdk4、p34cdc2相互作用阻断凋亡信号传导通路。Survivin依赖细胞增殖信号进入核内与 Cdk4结合,导致 Cdk2/CyclinE激活和 Rb蛋白磷酸化,启动细胞进入增殖周期,加快 G1→ S期的转换,同时使 p21从 Cdk4复合体中释放出来,p21易位到线粒体与 proCaspase-3形成复合物,抑制 Caspase-3的活性,阻断线粒体释放细胞色素 C从而抑制细胞凋亡[10]。张生军等[11,12]对Survivin,HSP-70基因在胃癌中的表达研究证实Survivin,HSP-70基因与胃癌的发生发展相关。本组实验再次证实胃癌组织中 Survivin的表达上调,提示其与胃癌的发生发展有关。在胃癌中,低分化组织Survivin的表达高于高、中分化组织,提示 Survivin表达是胃癌预后不良的因素之一。

肿瘤发生最突出的表现是细胞的失控性增殖,这与凋亡调控失常有关。本研究结果表明,胃癌组织Survivin和 HSP27的表达存在相关性,提示二者通过抗凋亡机制对胃癌的发生发展有协同作用。目前,针对HSP27和 Survivin的靶向治疗尚处于初步的实验研究阶段,有关各种治疗策略的疗效尚需进一步深入研究,但是可以预见,针对 HSP27和 Survivin的靶向治疗与其他促凋亡治疗相结合,将能最大限度地发挥抗肿瘤效应,还可弥补某些治疗上的不足[13～15],起到更好的疗效。

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