成爭艷,雷龍春,王洪波,陳 星(四川省醫(yī)學(xué)科學(xué)院·四川省人民醫(yī)院城東病區(qū),.病理科,.胸外科,四川 成都 610101)
食管癌在我國是最常見的惡性腫瘤之一。中國食管癌世界標準化死亡率為23.40/10萬,占各種癌癥死亡的23.53%,僅次于肺癌、胃癌,居第三位。我國食管癌的發(fā)病率和死亡率居世界第一[1]。近年來,發(fā)現(xiàn)食管癌的發(fā)生與內(nèi)源性細胞凋亡抑制蛋白家族(inhibit of apoptosis family of protens,IAPs)的功能失調(diào)有關(guān)。這個家族有較廣泛的功能,包括參與信號傳導(dǎo)途徑、細胞分裂過程、新陳代謝以及幫助機體適應(yīng)惡化緩解環(huán)境[2]。而生存素(survivin)是一個細胞凋亡抑制器基因家族的最小成員,也是唯一一個細胞凋亡抑制因子。它可通過影響caspase-9活性或抑制caspase-3中斷各類因素引起的下游細胞凋亡共同通路抑制凋亡[3~5];Smac由Du等[6]發(fā)現(xiàn),特異性結(jié)合IAP,解除IAP對多種capase的活性抑制從而促凋亡。本研究著重探討食管鱗狀細胞癌與survivin以及smac之間的關(guān)系。
1.1臨床資料選擇四川省人民醫(yī)院城東病區(qū)病理科2013年1月至2015年12月食管鱗狀細胞癌患者手術(shù)切除標本40例。其中高分化鱗狀細胞癌20例,中分化鱗狀細胞癌13例,低分化鱗狀細胞癌7例。并且取相應(yīng)的癌旁組織(距腫瘤邊緣1.0 cm處黏膜組織)及正常組織(距腫瘤邊緣5.0 cm處黏膜組織,經(jīng)鏡下觀察未發(fā)現(xiàn)癌細胞)。所有患者術(shù)前均未接受任何治療,平均年齡61.2歲(45~76歲)。
1.2方法
1.2.1主要試劑 Tunel試劑盒(Roche),Survivin抗體(bioworld),Smac抗體(R&D),免疫組化試劑盒(北京中杉)。
1.2.2實驗方法 每例標本均行HE染色,經(jīng)兩位病理醫(yī)師閱片核實診斷后,采用Tunel法及免疫組化法分別檢測各組內(nèi)細胞凋亡及Survivin與Smac表達情況。
1.2.3結(jié)果判定 Tunel陽性細胞表現(xiàn)為胞核出現(xiàn)濃縮碎裂狀棕黃色顆粒,計算5個400倍視野下細胞陽性百分比,即為凋亡指數(shù)(apoptosis index,AI)值。Survivin與Smac陽性也呈棕黃色顆粒狀,主要見于胞漿,偶見于胞核,采集圖像后用Image Pro6.0圖像分析系統(tǒng)分析,測量平均光密度值(IOD),各組進行比較。
1.3統(tǒng)計學(xué)方法應(yīng)用軟件包SPSS 17.0進行統(tǒng)計學(xué)分析,數(shù)據(jù)以均數(shù)±標準差表示;各組內(nèi)表達的差異應(yīng)用重復(fù)測量的方差分析對數(shù)據(jù)進行分析,用Spearman相關(guān)分析相關(guān)性,P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1三組凋亡指數(shù)AI的比較食管癌組織AI(%)值為(21.2±13.3)與癌旁組AI(%)值為(24.7±4.8)均明顯小于正常組AI(%)值為(46.5±14.0),差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P< 0.05);食管癌組織與癌旁組織差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P> 0.05)。圖1。
圖1 三組細胞凋亡情況 a:癌組織;b:癌旁組織;c:正常組織(×400)
2.2Survivin及Smac的表達癌組織顯著高于癌旁組織及正常組織,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),癌旁組織高于正常組織,但差異統(tǒng)計學(xué)無意義(P>0.05)。Smac表達總趨勢為癌組織<癌旁組織<正常組織均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),見表1,圖2、3。
表1 3組細胞Survivin與Smac的平均光密度值(IOD)
與正常組比較,★P<0.05;與癌旁組織比較,●P<0.05
圖2 3組細胞中Survivin的表達情況 a:癌組織;b:癌旁組織;c:正常組織(×400)
圖3 3組細胞中Smac的表達情況 a:癌組織;b:癌旁組織;c:正常組織(×400)
2.3Survivin及Smac相關(guān)性分析癌組織中Survivin及Smac的表達呈負相關(guān)(r=-0.412,P= 0.024);在癌旁組織(r=0.446,P= 0.217)與正常組織(r=0.137,P= 0.563)表達無相關(guān)性。
凋亡是細胞在一定生理或病理條件下,受基因嚴格調(diào)控,遵循自身程序發(fā)生的死亡,主要包括接受凋亡信號、凋亡調(diào)控、caspase激活和級聯(lián)反應(yīng)、死亡底物活化劑細胞凋亡5個階段,眾多凋亡相關(guān)因子參與其中,如Survivin與Smac。Survivin為凋亡抑制因子家族中功能最強的因子,其病理機制在于對凋亡信號下游caspase-7與caspase-3產(chǎn)生抑制作用,進而抑制細胞凋亡,從而使癌細胞無限增殖分裂。該基因在正常細胞中表達率很低,幾乎不表達,癌細胞中陽性率很高[7],這與本次研究結(jié)果一致。Smac是一種促凋亡蛋白,又稱為DIABLO蛋白,主要分布在細胞線粒體中,是線粒體內(nèi)除細胞色素C外激活caspase的第二個因子[8]。
研究表明,Survivin蛋白在很多腫瘤細胞中高表達,所以過表達的Survivin蛋白具有致癌潛能,因而對其的研究也成為抗腫瘤的熱點。當細胞受到凋亡刺激時,Smac蛋白的定位信號肽被切除,從而導(dǎo)致Smac蛋白釋放到細胞質(zhì)中,使Smac與Survivin特異性結(jié)合,從而解除Survivin蛋白對caspase的抑制作用,間接的促進了caspase凋亡途徑的產(chǎn)生[9]。
本實驗中癌組織和癌旁組織凋亡指數(shù)均明顯低于對照組,Survivin在癌組織和癌旁組織表達均明顯高于對照組。低凋亡的事實與Survivin高表達表現(xiàn)出得抑凋亡作用增強效應(yīng)一致,這表明Survivin高表達有效地抑制癌細胞的凋亡。此外,Smac的表達表現(xiàn)出與凋亡指數(shù)相同的趨勢且各組均差異顯著,低凋亡的事實與Smac低表達表現(xiàn)出的促凋亡作用減弱效應(yīng)一致,提示癌細胞對凋亡易感性的敏感度可能因Smac的低表達而降低。同時,Survivin與Smac在癌組織中表達存在明顯負相關(guān),我們推測低表達的Smac可能直接或間接引起Survivin的高表達來抑制凋亡,使正常鱗狀細胞處于相對高增殖狀態(tài);高表達的Survivin也可能直接或間接反作用于Smac促凋亡作用相關(guān)環(huán)節(jié),使其受阻或停止,甚至引起Smac進一步低表達,促凋亡能力進一步減弱,抗凋亡能力相對增強。二者分別從抑凋亡和促凋亡角度調(diào)控凋亡狀態(tài),可能具有負反饋調(diào)節(jié)或相互拮抗關(guān)系,當這種關(guān)系失衡時就可能導(dǎo)致凋亡程序紊亂甚至停滯,使得癌細胞持續(xù)處于相對低凋亡與高增殖狀態(tài),有利于其癌細胞浸潤,轉(zhuǎn)移。
目前食管癌主要治療方式為手術(shù)及化療,但效果均不理想。本實驗提示食管癌的發(fā)生和Survivin與Sma的凋亡調(diào)節(jié)失衡關(guān)系密切。已有學(xué)者以Survivin為靶點,采用反義核苷酸和RNA干擾等技術(shù)減輕或逆轉(zhuǎn)其抗凋亡作用[10,11]。還有學(xué)者采用脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染Smac基因重組質(zhì)粒至目標組織實現(xiàn)了Smac的過表達增強其促凋亡作用[12]。雖然目前尚處于初步的實驗研究階段,有關(guān)各種治療策略的療效需進一步深入研究,但是可以預(yù)見,針對Survivin與Smac的靶向治療與其他促凋亡治療相結(jié)合,將能最大限度地發(fā)揮抗腫瘤效應(yīng),還可彌補某些治療上的不足,收到更好的療效。
[1] 赫捷,邵康.中國食管癌流行病學(xué)現(xiàn)狀,診療現(xiàn)狀及未來對策[J].中國癌癥雜志,2011,21(7),501-504.
[2] Srinivasula SM,Ashwell JD.IAPs:what’s in a name[J].Mol Cell,2008,30:123-135.
[3] Chakravarti A,Noll E,Black PM,et al.Quantitatively determined survivin expression levels are of prognostic value in humangliomas[J].J Clin Onco1,2002,20:1063-lO68.
[4] Kappler M,Bache M,Bartel F,et al.Knockdown of survivin expression by small interfering RNA reduces the clonogenic survival of human sarcoma cell lines independently of p53[J].Cancer Gene Ther,2004,11:186-193.
[5] Engels K,Knauer SK,Metzler D,et al.Dynamic intracellular snrvivin in oral squamous cell carcinoma:underlying molecular mechanism and potential as an early prognostic marker[J].J Pathol,2007,211:532-540.
[6] Du C.Fang M,Li Y,et al.Smac,a mitochondrial protein that promotes cytochrome dependent caspase activation by elimination IAP inhibition[J].Cell,2000,102(1):33-42.
[7] 孫紅芹,趙長林,胡芳娟,等.直腸癌組織Smac與Survivin表達及其臨床意義的探討[J].中華腫瘤防治雜志,2011,18(12):6956-960.
[8] 王新,陳鳳玲.線粒體的功能及檢測方法[J].醫(yī)學(xué)綜述,2011,17(1):12-15.
[9] Qiu W,Liu H,Sebastini A,et al.An apoptosis-independent role of SMAC in tumor suppression[J].Oncogene,2013,32(19):2380-2389.
[10]潘克儉,劉小菁,楊春蕾,等.Survivin反義核酸對SMMC-7721細胞增殖和凋亡的影響[J].生物醫(yī)學(xué)工程雜志,2006,23(3):625-629.
[11]Yin K,Liu QQ,Zhu S,et al.Adenovirus-mediated siRNA inhibited surviving gene expression induces tumor cell apoptosis in mude mice[J].Bio Science Trends,2008,2(6):231-234.
[12]郭彩霞,李艷博,王斌,等.Smac過表達增強氯化鎘對人肝癌細胞SMMC-7721的增殖抑制和促凋亡作用[J].吉林大學(xué)學(xué)報:醫(yī)學(xué)版,2011,37(4):571-575.