生物素与bcl-2在脑胶质瘤中的表达及其生物学意义

张舒岩,张舒石,雷 宇,及志勇,姜晓明

(1.吉林大学第一医院,吉林 长春 130021;2.长春市人民医院 神经外科)

生物素与bcl-2在脑胶质瘤中的表达及其生物学意义

张舒岩1,张舒石2*,雷 宇1,及志勇1,姜晓明1

(1.吉林大学第一医院,吉林 长春 130021;2.长春市人民医院 神经外科)

目的探讨凋亡蛋白抑制因子生物素(Survivin)基因在脑胶质瘤中的表达与其在脑胶质瘤恶性增殖和抗细胞凋亡中的作用,及与Bcl-2基因在脑胶质瘤中的相关性。方法选择50例脑胶质瘤标本,采用免疫组化链霉卵白素生物素复合物(SABC)方法检测Survivin和增殖细胞核抗原(PCNA)蛋白及bcl-2的表达,分别计算Survivin免疫反应评分(IR S)和增殖指数(PI);采用TUNEL方法检测脑胶质瘤凋亡细胞,计算凋亡指数(AI)。结果脑胶质瘤Survivin IRS、PI及AI分别为3.8±3.9、15%和 0.9%,三者均随脑胶质瘤病理级别的增高而升高(P均＜0.05)。Survivin阳性组PI明显高于阴性组PI(P＜0.05),PI与Survivin IRS呈显著正相关(r=-0.372,P＜0.001)。Survivin阳性组与阴性组之间AI差异无统计学意义(P＞0.05),但AI与Survivin IRS呈显著负相(r=-0.372,P＜0.001)。结论Survivin在脑胶质瘤中高表达,随病理级别增高而明显升高。其在脑胶质瘤恶性增殖和抗细胞凋亡过程中发挥重要作用。Bcl-2可以上调生物素的抗凋亡效应,两者呈正相关。

生物素;Bcl-2;脑胶质瘤

(Chin J Lab Diagn,2010,14:0851)

生物素(Survivin)的新型抗凋亡基因被发现,作为凋亡蛋白抑制剂(inhibitor of apoptosis proteins,IAPs)家族的一个结构独特的成员,特异地表达于人和鼠的胚胎发育组织以及多数人类肿瘤细胞,在正常成人组织的表达仅见于胸腺、睾丸和分泌期子宫内膜[1]大多数组织均测不到生存素基因表达[2]。它的主要作用是抑制肿瘤细胞凋亡,促进肿瘤细胞增殖。此外,它还与肿瘤的化疗药物敏感性和预后有关。由于survivin表达的组织特异性及功能的多样性,使其成为肿瘤研究领域的一个新热点。

1 资料与方法

1.1 标本来源 收集我院2007到2008年手术切除的50例脑胶质瘤标本,均经病理检查确诊,术前均未行过放化疗,有完整的临床病理资料和随访资料。病例中男24例,女26例,年龄从8岁到72岁,包括13位30岁以下的患者,29位30到60岁的患者,8位60岁以上的患者。根据1993年确定、修改的WHO神经系统肿瘤分类标准,对所有肿瘤进行组织学分类和分级后,划分为Ⅰ、Ⅱ级 、Ⅲ、Ⅳ级 4种。Ⅰ级11例,Ⅱ级16例,Ⅲ级14例,Ⅳ级9例。对研究组中90%的患者进行追踪观察1年后,17名患者(37.8%)死亡,28名患者(62.2%)存活。20名患者(44.4%)需要术后放疗,30名患者(66.7%)需要术后化疗。

1.2 免疫组织化学方法 以PBS置换一抗做空白对照,用已知乳腺癌阳性对照切片做阳性对照。

1.3 疗效判断显效 结果判定:Survivin免疫组化阳性为瘤细胞胞浆和(或)胞核呈棕黄色染色,PCNA阳性为胞核呈棕黄色染色,凋亡细胞为胞核呈紫蓝色染色。Bcl-2表达阳性为细胞浆中出现棕黄色颗粒。在400倍显微镜下观察,每例组织切片在阳性反应最强的区域选择5-10个视野,计数1 000个细胞,统计阳性细胞的百分数,分别以PCNA阳性细胞的百分数以及凋亡细胞的百分数作为增殖指数(proliferative index,PI)和凋亡指数(apoptotic index,AI)。Survivin蛋白表达采用免疫反应评分(immunoreactivity score,IRS)进行半定量分析,IRS由阳性细胞的百分数(percent of positive cells,PP)计分与染色强度(staining intensity,SI)计分相乘所得。PP计分如下:0分:＜1%,1分:1%-25%,2分:26%-50%,3分:51%-75%,4分:＞75%。SI计分如下:1分:弱染色,2分:中等染色,3分:强色,SI计分以多数细胞为准。IRS范围0-12分,0分为阴性,1-12分为阳性。

1.4 统计学方法 用SPSS统计软件进行 χ2检验。

2 结果

2.1 Survivin在脑胶质瘤中的表达 脑胶质瘤Survivin表达总阳性率为57.8%,Survivin IRS平均为3.8±3.9。Survivin IRS随脑胶质瘤病理级别的增高而明显升高(F=7.578,P＜0.01),其中Ⅰ、Ⅲ级以及Ⅱ、Ⅳ级间差异有统计学意义(P均＜0.05),Ⅰ、Ⅳ级间差异有统计学意义(P＜0.01,表1)。

表1 Survivin蛋白在脑胶质瘤中的表达以及增殖指数(PI)和凋亡指数(AI)的测定(±s)

表1 Survivin蛋白在脑胶质瘤中的表达以及增殖指数(PI)和凋亡指数(AI)的测定(±s)

注:采用方差分析在Ⅰ-Ⅳ级之间比较,P＜0.01

胶质瘤 n Survivin IRS PI(%) AI(%)Ⅰ级 10 1.3±2.6 12.6±10.2 0.5±0.3Ⅱ级 15 2.6±3.4 21.2±11.3 0.8±0.7Ⅲ级 11 4.8±3.9 32.5±16.6 1.1±0.6Ⅳ级 14 6.0±3.8 44.7±21.1 1.6±1.0总计 50 3.8±3.9 28.4±19.5 1.0±0.8

2.2 生物素和Bcl-2表达的关系 在50例脑胶质瘤患者的研究中,29例(58%)在细胞质中呈现Bcl-2阳性免疫反应。生物素的表达与Bcl-2的表达呈强烈的正相关,并且和Bcl-2阴性病例呈明显分离(20/29,69%对应13/21,61.9%;P＜0.05)。(表2)

2.3 PI的测定以及与Survivin表达的关系 本组标本均有PCNA阳性表达,PI范围是1%-40%,平均值为15%,PI随脑胶质瘤病理级别的增高而明显升高(F=16.416,P＜0.01)。Survivin阳性组和阴性组PI分别为(36.5±21.1)%和(17.3±8.9)%,Survivin阳性组PI明显高于阴性组P I(t=5.052,P＜0.01)。PI与Survivin IRS呈显著正相关(r=0.740,P＜0.01)(表1)。

表2 生物素和bcl-2在脑胶质瘤中的表达关系

3 讨论

Survivin基因定位于人染色体17q25.3,生存素是一种分子量为16 500的蛋白、当处于细胞周期的G2/M期时,生物素在一般癌症患者体内表达,但不在正常临近组织及癌旁组织内表达[3,4]。生物素半衰期为30分钟,在机体内表达受到严格调节。在人的生长发育中,生物素在胚胎组织中表达,而在成人分化成熟组织中丧失表达。近年多项研究采用RT-PCR、Westernblot、原位杂交等较为敏感的分子生物学技术检测发现,除了睾丸、甲状腺、胎盘外,生物素尚在成人正常的大肠粘膜、子宫内膜和肾上腺髓质中有部分或全部的低表达。相反,在多种恶性肿瘤中,生物素稳定上调表达,伴随明显的凋亡抑制,并与细胞增殖和血管生成正相关。生物素表达上调预示着生存期缩短和预后不良[5-8],提示其在肿瘤的发生和演进中具有重要作用。

bcl-2、IAP家族在细胞凋亡抑制的调节中具有重要作用。目前大部分报道认为,生物素与bcl-2在肿瘤中表达的关系显著相关。生物素与bcl-2的这种表达相关性在对神经母细胞瘤、胃癌、非霍奇金淋巴瘤和乳腺癌中的研究都得到类似的结果。Kawasaki认为可能是转录水平的调节导致了两个基因在肿瘤中的共表达。而且生物素与bcl-2都被富含GC而缺少TATA的启动子所调控,并都在增生活跃的细胞中转录,由此提示它们在转录激活上拥有共同或相似的机制。

[1]Konno R,Yamakawa H,Utsunomiya H,et al.Expression of survivin and bcl-2 in the normal human endometrium[J].Mol Hum Reprod,2000,6(6):529.

[2]Leher R,Enomoto T,Mc Gregor JA,et al.Correlation of survivin mRNA detection with histologic diagnosis in normal endometrium and endometrial carcinoma[J].Acta Obstet Gynecol Scand,2002,81(2):162.

[3]Ambrosini G,Adida C,Altieri D.A novel anti-apoptosis gene,survivin,expressed in cancer and lymphoma[J].Nat Med,1997,3:917.

[4]Adida C,Crotty PL,McGrath J,et al.Developmentally regulated expres-sion of the novel cancer anti-apoptosis gene survivin in human and mouse differentiation[J].Am J Pathol,1998,152:43.

[5]Kawasaki H,Altieri DC,Lu CD,et al.Inhibition of apoptosis by survivin predicts shorter survival rates in colorectal cancer[J].Cancer Res,1998,58(22):5071.

[6]Islam A,Kageyama H,Hashizume K,et al.Role of survivin,whose gene is mapped to 17q25,in human neuroblastoma and identification of a novel dominant negative isoform,surviving-beta/2B[J].Med Pediatr Oncol,2000,35(6):550.

[7]Tanaka K,Iwamoto S,GonG,et al.Expression of survivin and its relationship to loss of apoptosis in breast carcinomas[J].Clin Cancer Res,2000,6(1):127.

[8]Asanuma K,Moriai R,Yajima T,et al.Survivin as a radioresistance factor in pancreatic cancer[J].Jpn J Cancer Res,2000,91(11):1204.

Expressions of survivin and bcl-2 in brian glioma and itsbiological significance

ZHANGShu-yan,ZHANGShu-shi,LEI Yu,et al.(First Hospital of Jilin University,Changchun130021,China)

Objectiveto discuss the expressionof apoptotic protein inhibitor gene,surviving,in the gliomas of brain and its function in the proliferation of malignant glioma and anti-apoptotic effects and its correlations to Bcl-2 gene in glioma.MethodsIn 50 specimen of glioma collected,we use SABC to monitor the expression of survivin,PCNA andbcl-2,analyzing the IRS and PI of surviving;apply TUNEL to monitor the apoptotic cell in glioma to get AI.Resultsthe IRS,PI and AI of glioma are 3.8±3.9、15%and 0.9%respectively,all the indexes increase when the pathological grade of glioma elevate(P＜0.05).the PI in surviving positive group is significantly higher than the negative group(P＜0.05),PI and IRS of surviving is positively correlated(r=-0.372,P＜0.001).The AI of surviving positive group and negative group are not stastically related(P＞0.05),but AI is negatively correlated with the IRS of survivin(r=-0.372,P＜0.001).Conclusionsurvivin is highly expressed in glioma and increases when the pathological grade elevates.It plays an important role in glioma malignant proliferation and anti-appoptotic process.Bcl-2 can up-regulate the anti-apoptotic effects of survivin,they had a positive relationship.

Survivin;Bcl-2;glioma

R739.41

A

1007-4287(2010)06-0851-03

*通讯作者

张舒岩,男(1966-),主治医师,医学硕士,从事神经外科医学多年。

2009-05-27)