PTEN和mTOR在非小细胞肺癌中的表达及意义

郭志强,钱正宇,米小芳,郑绘霞

(1山西医科大学基础医学院病理教研室,太原 030001;2大同市第五人民医院麻醉科;3大同市第三人民医院生殖医学科;4临汾市人民医院病理科;5山西医科大学第一医院病理科*通讯作者,E-mail:huixiazheng62@126.com)

肺癌是全世界癌症死亡的主要原因[1]。约80%的肺癌被归类为非小细胞肺癌(NSCLC),其临床和病理不同于小细胞肺癌(SCLC)。肺腺癌(AC)约占所有肺癌的40%-50%,AC是非小细胞肺癌中最常见的亚型,此外,还包括鳞状细胞癌(SQCC)和大细胞癌(LCLC)[2]。化疗耐药为治疗带来了困难,分子靶向治疗成为近年来的热点问题,寻找有效的治疗靶点变得至关重要[3-5]。有研究表明肿瘤组织中张力蛋白基因PTEN缺失,哺乳动物雷帕霉素靶蛋白mTOR抑制剂敏感性提高[6],本文通过研究PTEN缺失与mTOR表达探索其对非小细胞肺癌的作用机制。

1 材料与方法

1.1 组织标本

选择2008-01～2017-01山西医科大学第一医院病理科存档的原发性非小细胞肺癌石蜡标本105例。其中男性65例,女性40例,年龄≤60岁的32例,>60岁的73例。根据WHO肺癌分型标准及UICC国际肺癌分期标准进行分型、分期[7]:其中鳞癌70例,腺癌35例;Ⅰ-Ⅱ期63例,Ⅲ-Ⅳ期42例。选取60例癌旁组织作为对照组,所有患者术前均无放化疗史及治疗史。

1.2 试剂

兔抗人PTEN、兔抗人mTOR单克隆抗体均购自武汉博士德生物技术有限公司。

1.3 免疫组织化学

所有石蜡标本,切片厚度4 μm。采用SP法检测PTEN和mTOR蛋白的表达情况:加入PTEN(浓度1 ∶50)、mTOR单克隆抗体(浓度1 ∶50)。4 ℃冰箱过夜后滴加50 μl的辣根过氧化物酶HRP标记的二抗,DAB显色。

结果判定:PTEN和mTOR以胞质染成黄棕色或黄褐色均匀颗粒状为阳性。显微镜400倍下随机观察5个视野,每个视野计数100个细胞计算百分比,阳性细胞1%-25%为1分,26%-50%为2分,51%-75%为3分,76%-100%为4分。阳性强度:无色为0分,淡黄色为1分,黄色为2分,棕黄色为3分。二者相乘>3分为阳性,≤3分为阴性[8]。

1.4 统计学分析

采用SPSS 19.0统计学软件进行处理,组间比较采用χ2检验,以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 PTEN蛋白在肺癌组织中的表达情况

PTEN蛋白在非小细胞肺癌组织中的表达明显低于癌旁组织,差异有统计学意义(48.6%vs95.0%,P<0.05);PTEN在癌旁组织中高表达,而在肺鳞癌和肺腺癌中低表达(见图1),PTEN在肺癌组织中的表达与病理分型无关,差异无统计学意义(P>0.05),PTEN蛋白在肺癌组织中的表达与分化程度、TNM分期和淋巴结转移情况有关,差异有统计学意义(P<0.05),而与性别、年龄和肿瘤直径无关(P>0.05,见表1,2)。

A.癌旁组织 B.腺癌C.鳞癌图1 PTEN蛋白免疫组化法在非小细胞肺癌中的表达 (SP,×100)Figure 1 Expression of PTEN in non-small cell lung cancer (SP,×100)

表1PTEN和mTOR在非小细胞肺癌组织中的表达情况

Table1TheexpressionofPTENandmTORinNSCLC

组织类型nPTEN+-χ2PmTOR+-χ2P癌旁组织6057336.4000.001105052.7220.001肺癌组织10551547926

2.2 mTOR蛋白在肺癌组织中的表达情况

mTOR蛋白在非小细胞肺癌组织中的表达(75.2%)明显高于癌旁组织(16.7%),差异有统计学意义(P<0.05);mTOR在癌旁组织中低表达,而在肺鳞癌和肺腺癌中高表达(见图2),mTOR在肺癌组织中的表达与病理分型无关,差异无统计学意义(P>0.05),mTOR蛋白在肺癌组织中的表达与淋巴结转移情况有关,差异有统计学意义(P<0.05),而与性别、年龄、分化程度、TNM分期和肿瘤直径无关(P>0.05,见表1,2)。

2.3 PTEN及mTOR在非小细胞肺癌中的相关性

由表3相关性分析显示,在非小细胞肺癌中,mTOR与PTEN存在负相关性(r=-0.583,P=0.001)。

表2PTEN及mTOR在非小细胞肺癌组织中与临床参数的比较

Table2RelationshipbetweentheexpressionofPTEN,mTORandclinicopathologicparametersinNSCLC

临床病理特征nPTEN+-χ2PmTOR+-χ2P 性别0.3990.5270.7860.375 男6530354718 女402119328年龄2.2590.1330.2060.650 ≤60321220257 >607339345419分化程度8.0740.0040.3640.546 中/高分化8547386520 低分化20416146组织学分型2.8660.0902.5560.110 鳞癌7037335614 腺癌3514212312TNM分期4.6320.0311.4400.230 Ⅰ-Ⅱ期6336275013 Ⅲ-Ⅳ期4215272913肿瘤直径2.8070.0942.6840.101 ≤3 cm5020303416 >3 cm5531244510淋巴结转移5.8940.01518.4910.001 有622438566 无4327162320

A.癌旁组织 B.腺癌C.鳞癌图2 mTOR蛋白免疫组化法在非小细胞肺癌中的表达 (SP,×100)Figure 2 Expression of mTOR in non-small cell lung cancer (SP,×100)

表3PTEN及mTOR在非小细胞肺癌中的相关性比较

Table3ThecorrelationofPTENwithmTORinNSCLC

mTORPTEN+-rP+1950-0.5830.001-324

3 讨论

PI3K/AKT信号通路参与细胞生长、血管生成,有研究表明,在多种人类癌症中,主要是由于PTEN的缺失而导致的PI3K/Akt信号通路被激活[9,10]。例如,在浸润性尿路上皮癌(UC)中,PTEN基因杂合性缺失或PTEN表达下降[11],临床前模型进一步表明,PTEN缺乏的肿瘤由于PI3K/Akt信号的持续激活而对mTOR抑制剂有更高的敏感性[12,13]。最近,有报道在临床试验中对晚期膀胱癌铂类化疗失败后应用mTOR抑制剂依维莫司,结果显示,对依维莫司有抵抗的患者存在PTEN缺失[14]。在本实验中,我们研究了PTEN蛋白缺失与mTOR蛋白活化之间的联系。

卫星等[15]采用RT-PCR检测CRC组织中mTOR和PTEN基因的RNA水平表达变化来观察mTOR和PTEN与大肠癌(CRC)的关系以及与CRC临床病理特征的相关性,结果CRC组织中mTOR基因的表达明显高于癌旁组织,PTEN基因的表达明显低于癌旁组织,表明增强PTEN基因的表达或者是抑制mTOR基因的表达有可能成为预防或治疗CRC的方法之一。胡增艳等[16]通过免疫组化法检测子宫内膜癌组织中PTEN、磷酸化mTOR(p-mTOR)的表达,结果PTEN在子宫内膜癌组织中阳性程度最低,p-mTOR在子宫内膜癌组织中阳性程度最高,PTEN与p-mTOR在子宫内膜癌组织中的表达呈负相关,子宫内膜癌组织中存在mTOR通路蛋白异常高表达,PTEN的表达减少与mTOR的磷酸化有关。

本研究表明在非小细胞肺癌中mTOR蛋白在肺癌组织中的阳性表达率为75.2%(79/105),明显高于癌旁组织阳性表达率16.7%(10/60),PTEN蛋白在肺癌组织中的阳性表达率为48.6%(51/105),低于癌旁组织阳性表达率95.0%(57/60)。PTEN蛋白在肺癌组织中的表达与性别、年龄、组织学分型和肿瘤直径无关,而与分化程度、TNM分期和淋巴结转移情况有关,分化程度越高,PTEN阳性表达率越高,TNM分期Ⅰ-Ⅱ期患者阳性表达率较Ⅲ-Ⅳ期高,无淋巴结转移患者阳性表达率更高,提示PTEN缺失使肺癌细胞脱离了正常的生长调控,PTEN缺失越多,PTEN表达越低,分化程度越低,恶性程度越高。mTOR蛋白在肺癌组织中的表达与性别、年龄、分化程度、组织学分型、TNM分期和肿瘤直径无关,而与淋巴结转移情况有关,有淋巴结转移者mTOR阳性表达率更高。相关性分析显示,在非小细胞肺癌中,mTOR与PTEN存在负相关性。证实了非小细胞肺癌中PTEN缺失导致PI3K/Akt/mTOR信号转导通路活化,促进非小细胞肺癌的发生发展。

综上,非小细胞肺癌中PTEN蛋白表达缺失,可能会活化PI3K/Akt/mTOR信号转导通路,从而促进肿瘤的侵袭和转移。

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