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摘要:目的:探討β-環(huán)連蛋白在腎癌發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的作用及其變化機(jī)制。方法:采用免疫組織化學(xué)、蛋白印跡、反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)等方法對(duì)本院收治的26例腎癌患者手術(shù)標(biāo)本進(jìn)行了研究。結(jié)果:26例患者中有25例癌組織中細(xì)胞胞漿內(nèi)β-環(huán)連蛋白表達(dá)明顯高于正常組織,而且腫瘤分期越高,癌細(xì)胞內(nèi)β-環(huán)連蛋白的表達(dá)也越強(qiáng),pT3和pT4期的腫瘤內(nèi)的表達(dá)明顯高于pT1和pT2期的腫瘤,P<0.01,但β-環(huán)連蛋白mRNA的表達(dá)水平并無(wú)明顯變化。結(jié)論:細(xì)胞內(nèi)β-環(huán)連蛋白表達(dá)的增加與腎癌的發(fā)生發(fā)展有關(guān),可能是腎癌形成和發(fā)展的重要機(jī)制之一。
關(guān)鍵詞:腎腫瘤癌β-環(huán)連蛋白
β-環(huán)連蛋白(β-catenin)作為細(xì)胞內(nèi)的一種蛋白質(zhì),即是Wnt信號(hào)傳導(dǎo)途徑中的重要成分,又與細(xì)胞間黏附作用有關(guān),這兩種作用都與腫瘤的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān)。目前,在大腸癌、肺癌等腫瘤的研究中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞胞漿內(nèi)β-環(huán)連蛋白表達(dá)增加,但其在腎癌中的表達(dá)情況尚未見(jiàn)報(bào)道。為了探討β-環(huán)連蛋白與腎癌發(fā)生、發(fā)展的關(guān)系,我們采用免疫組織化學(xué)、蛋白印跡(westernblot)及反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(RT-PCR)方法對(duì)26例腎癌患者進(jìn)行了研究。
資料與方法
隨機(jī)選擇1996~1997年間本院腎癌手術(shù)標(biāo)本26例,病理證實(shí)為腎細(xì)胞癌,其中男性20例,女性6例,年齡19~77歲,平均59.3歲。透明細(xì)胞癌18例,顆粒細(xì)胞癌4例,混合細(xì)胞癌4例。按臨床分期:T1期7例,T2期13例,T3期5例,T4期1例。每份標(biāo)本為2份,癌組織1份,相應(yīng)的正常腎組織1份,經(jīng)10%福爾馬林固定,石蠟包埋,癌組織切片2~3張,正常腎組織切片2張,分別做病理檢查和免疫組化檢驗(yàn)。留取部分新鮮標(biāo)本于液氮內(nèi)用于提取胞漿蛋白和mRNA。
1.免疫組織化學(xué)方法:β-catenin單克隆抗體購(gòu)自美國(guó)Santacruz公司,免疫組化采用鏈菌素抗生物素蛋白-生物素酶標(biāo)法(LSAB),其主要操作步驟:(1)石蠟切片脫蠟入水;(2)3%過(guò)氧化氫酸甲醇室溫下孵育30min,封閉過(guò)氧化物酶;(3)枸櫞酸鹽緩沖液(0.01mol,pH6.0)中92~98℃10min修復(fù)抗原;(4)加2%牛血清白蛋白(BSA)約50μl室溫下孵育30min以阻斷非特異性抗原的反應(yīng);(5)加β-環(huán)連蛋白抗體(1∶100)約50μl于濕盒內(nèi)4℃過(guò)夜;(6)加生物素標(biāo)記的二抗(1∶300)約50μl室溫下孵育60min;(7)加鏈菌素抗生物素蛋白-過(guò)氧化酶液(1∶500)50μl,室溫下孵育60min;(8)DAB顯色,蘇木素復(fù)染及中性樹(shù)脂封片,各步之間用磷酸鹽緩沖液(PBS)洗5min,3次。陰性對(duì)照用PBS替代一抗,其它相同。結(jié)果分析采用半定量方法,以胞漿內(nèi)出現(xiàn)棕黃色為陽(yáng)性細(xì)胞,切片內(nèi)陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)大于20%計(jì)為陽(yáng)性,小于20%計(jì)為陰性,陽(yáng)性結(jié)果又根據(jù)染色深淺分為陽(yáng)性(+)和強(qiáng)陽(yáng)性(++)。正常腎組織和癌組織以及腫瘤不同分期之間的染色結(jié)果比較采用直接概率法檢驗(yàn)和卡方檢驗(yàn)。
2.Westernblot:應(yīng)用單去污劑裂解緩沖液從組織中提取胞漿內(nèi)蛋白質(zhì),加等量蛋白提取物于10%聚丙烯酰胺凝膠(SDS-PAGE)中電泳,用電轉(zhuǎn)儀將蛋白轉(zhuǎn)移到硝酸纖維素膜上,加1%~3%BSA封閉非特異性結(jié)合位點(diǎn),再加β-環(huán)連蛋白抗體和辣根過(guò)氧化物酶標(biāo)記的鏈親和素。最后應(yīng)用化學(xué)發(fā)光試劑盒進(jìn)行化學(xué)發(fā)光,利用Molecularanalyst圖象分析軟件分析條帶灰度值,用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示,組間差別用t檢驗(yàn)。
3.RT-PCR:應(yīng)用異硫氰酸胍一步法[1]提取組織mRNA,AMV逆轉(zhuǎn)錄試劑盒和TaqmDNA聚合酶購(gòu)自promega公司。Thermalcycler1型PCR儀,美國(guó)PE公司。IBM586計(jì)算機(jī)控制的Geldoc1000成像系統(tǒng),美國(guó)Bio-Rad公司。步驟:(1)逆轉(zhuǎn)錄:25μl反應(yīng)體系中加入等量的變性后的RNA(3μg)及OligodT0.1μl、AMV0.5μl(20U/μl)、5×Buffer10μl、RNsin100u及無(wú)RNA酶的水,混勻、離心5s,42℃孵育1h,95℃5至7min使逆轉(zhuǎn)錄酶失活后立即置冰浴,待用或-20℃保存。(2)PCR反應(yīng):參照文獻(xiàn)[2]設(shè)計(jì)β-catenin引物,上游引物為:5′GCTaCTTGTGAGTGAAG3′,下游引物為:5′ATGGAACCAGACAGAAAAGC3′,共200bp。以β-actin為對(duì)照,上游引物為:5′CTGTCTGGCGGCACCACCAT3′,下游引物為:5′GCAaCTAAGTCATAGTCCGC3′,共254bp。引物由北京生物制品研究所合成,反應(yīng)體系為10×Buffer5μl、25mmolMgCI24μl、dNTP1μl(各10mmol/μl)、Taq酶0.3μl(5U/μl)、逆轉(zhuǎn)錄的cDNA為模板2μl、上下游引物各0.5μl(50pmmol/μl)、加水至50μl?;靹?、加入50μl石蠟油覆蓋液面,離心10s。將反應(yīng)管置于PCR儀內(nèi),先95℃7min變性,再接95℃變性1min30s、54℃復(fù)性1min、72℃延伸1min30s,共35個(gè)循環(huán)后接72℃延伸10min。反應(yīng)終止后置-20℃保存。(3)PCR產(chǎn)物定量:PCR擴(kuò)增結(jié)束后,β-catenin和β-actin各取10μl樣品于1.5%瓊脂糖凝膠中電泳60min,電壓為5~7V/cm,每毫升凝膠內(nèi)含0.5μg的溴化已啶(EB),用電腦照膠儀分析各條帶的灰度值,比較腫瘤與正常組織樣品的β-環(huán)連蛋白與β-actin的比值,應(yīng)用秩和檢驗(yàn)方法對(duì)兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
結(jié)果
1.免疫組織化學(xué):26例腎癌患者癌組織細(xì)胞漿內(nèi)β-環(huán)連蛋白染色強(qiáng)陽(yáng)性者9例,陽(yáng)性16例,陰性1例,相應(yīng)正常腎組織中陽(yáng)性2例,其余均為陰性。β-環(huán)連蛋白在腎癌細(xì)胞內(nèi)的表達(dá)主要集中在胞漿內(nèi),核內(nèi)也有染色,腫瘤間質(zhì)未見(jiàn)陽(yáng)性染色。β-環(huán)連蛋白在腎癌中的表達(dá)較正常腎組織中的表達(dá)明顯增加,差異有顯著性意義(χ2=21.74,P<0.01)。
在癌組織中的表達(dá)與病理類(lèi)型及年齡無(wú)關(guān),與臨床分期有關(guān),20例pT1和pT2期的腫瘤中強(qiáng)陽(yáng)性者4例,陽(yáng)性者15例,陰性1例;6例pT3和pT4期的腫瘤中5例為強(qiáng)陽(yáng)性,1例陽(yáng)性。臨床分期為pT3、pT4期的腫瘤較pT1、pT2期腫瘤β-環(huán)連蛋白的表達(dá)明顯增加(P<0.01)。
2.Westernblot:β-環(huán)連蛋白在腎癌癌細(xì)胞漿內(nèi)的表達(dá)比其在正常腎組織細(xì)胞內(nèi)的表達(dá)量明顯增加(P<0.01)。
3.RT-PCR:以每例標(biāo)本癌組織和正常腎組織中β-環(huán)連蛋白與β-actin灰度值的比值,經(jīng)秩和檢驗(yàn)兩組數(shù)據(jù)比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),說(shuō)明癌組織中β-環(huán)連蛋白基因的表達(dá)并無(wú)增加
討論
β-環(huán)連蛋白在細(xì)胞內(nèi)具有兩種功能[3]:其一是參與細(xì)胞間黏附作用;其二是Wnt信號(hào)傳導(dǎo)過(guò)程中的重要成分,這兩種作用均與腫瘤的發(fā)生發(fā)展有關(guān),特別是在Wnt信號(hào)傳導(dǎo)中的作用,近年來(lái)不斷受到人們的關(guān)注。正常組織中細(xì)胞內(nèi)由于結(jié)腸腺性息肉基因(APC)、哺乳動(dòng)物糖元合成激酶3(GSK3β)等的作用,游離的β-環(huán)連蛋白很快即被降解,一般不會(huì)出現(xiàn)聚集。在癌組織中由于多種原因使癌細(xì)胞胞漿內(nèi)β-環(huán)連蛋白增加、聚集,與轉(zhuǎn)錄因子TCF/LEF形成復(fù)合物、進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi),與DNA結(jié)合,促進(jìn)靶基因的持續(xù)轉(zhuǎn)錄。靶基因的持續(xù)轉(zhuǎn)錄與細(xì)胞的增殖與轉(zhuǎn)化密切相關(guān)。有報(bào)告3個(gè)大腸癌細(xì)胞系中均有β-環(huán)連蛋白表達(dá)的增強(qiáng),認(rèn)為大腸癌癌細(xì)胞的增殖與轉(zhuǎn)化與β-環(huán)連蛋白靶基因的持續(xù)轉(zhuǎn)錄關(guān)系密切,β-環(huán)連蛋白的靶基因可能就是大腸癌的癌基因[4]。Xingpei等[5]報(bào)告了65例大腸癌患者細(xì)胞核內(nèi)有β-環(huán)連蛋白的高表達(dá),且與腫瘤的分期分級(jí)有關(guān)。在對(duì)6例進(jìn)行性纖維瘤的研究中也發(fā)現(xiàn)細(xì)胞胞漿內(nèi)有β-環(huán)連蛋白表達(dá)的增加[6]。本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果從定性和定量?jī)蓚€(gè)方面都證明在腎癌癌細(xì)胞胞漿內(nèi)有β-環(huán)連蛋白的高表達(dá),提示在腎癌的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中有β-環(huán)連蛋白的參與,而且其高表達(dá)的程度與腫瘤的分期分級(jí)有關(guān)。腫瘤的分期越高其表達(dá)量相對(duì)也高,說(shuō)明由β-環(huán)連蛋白引起的靶基因的持續(xù)轉(zhuǎn)錄與腎癌癌細(xì)胞的增殖與發(fā)展也密切相關(guān)。
關(guān)于癌細(xì)胞胞漿內(nèi)β-環(huán)連蛋白表達(dá)增加的原因,目前的看法主要是其降解減緩,而非生成增加。有研究顯示發(fā)現(xiàn)盡管腫瘤細(xì)胞內(nèi)β-環(huán)連蛋白的表達(dá)量增加,而其mRNA水平并無(wú)變化[6,7],本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與上述結(jié)果一致,再一次證實(shí)β-環(huán)連蛋白基因在腫瘤中的表達(dá)無(wú)明顯增加,β-環(huán)連蛋白的高表達(dá)并非其本身合成增加所致。影響β-環(huán)連蛋白降解的因素有Wnt信號(hào)的增強(qiáng),APC的突變以及β-環(huán)連蛋白本身的突變等。在對(duì)大腸癌的研究中發(fā)現(xiàn)β-環(huán)連蛋白的高表達(dá)主要與APC的突變有關(guān),突變后APC不能降解β-環(huán)連蛋白。在Rubinfeld等[8]對(duì)黑色素瘤細(xì)胞系的研究中發(fā)現(xiàn)β-環(huán)連蛋白的增加主要與其本身的突變有關(guān),β-環(huán)連蛋白突變后可增加其穩(wěn)定性,使其不被降解。Wnt信號(hào)的增強(qiáng)可以抑制APC對(duì)β-環(huán)連蛋白的降解作用[9]。β-環(huán)連蛋白在腎癌癌細(xì)胞胞漿內(nèi)高表達(dá)的原因目前研究尚少。至于β-環(huán)連蛋白本身的突變尚有待進(jìn)一步研究。
總之,β-環(huán)連蛋白作為Wnt信號(hào)傳導(dǎo)過(guò)程中的重要成分,在腎癌的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中一定有其重要的作用,相信進(jìn)一步的研究對(duì)揭示腎癌的發(fā)病機(jī)制及指導(dǎo)臨床治療有重要的意義。
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