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编号:10497861
上皮源性恶性肿瘤患者p16/MTS1抑癌基因失活研究
http://www.100md.com 《首都医科大学学报》 2000年第1期
     作者:高居忠 朱章菱 肖白 王跃 迟闺珠 于莎莎 刘复兴 李正廷 张愚

    单位:(首都医科大学附属北京红十字朝阳医院)

    关键词:p16/MTS1抑癌基因;上皮源性恶性肿瘤;失活

    首都医科大学学报000110 摘 要:以不同种类的上皮源性恶性肿瘤患者为研究对象,分析肿瘤组织中p16/MTS1基因纯合缺失、异常甲基化和表达缺失。发现p16基因纯合缺失率为14%(15/108);异常甲基化检出率为14%(8/58);p16蛋白表达缺失率为44%(28/63);按组织学分级,中、低分化组p16蛋白表达缺失率显著高于高分化组(P<0.05)。p16基因失活患者普遍预后差。肺癌、食管癌患者p16基因失活者17例,手术后6个月内6例死亡,1例转移;p16基因发生缺失和异常甲基化的6例膀胱癌患者中4例复发。研究结果表明,p16基因失活在上皮源性恶性肿瘤患者中是较为常见的基因变化,与患者的病理分级和预后有密切关系。
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    分类号:R730.45

    Inactivation of the p16/MTS1 Genein Multiple Human Cancers

    Gao Juzhong Zhu Zhangling Xiao Bai Wang Yue Chi Guizhu

    Yu Shasha Liu Fuxing Li Zhengting Zhang Yu

    (Beijing Red Cross Chaoyang Hospital, Affiliate of Capital University of Medical Sciences)

    Abstract:Inactivation of the p16/MTS1 gene was examined by homozygous deletion, methylation of 5′ CpG islands and silencing of expression in multiple tumor samples from patients. Homozygous deletion and de novo methylation of the gene were confirmed in 15(14%) of 108 and 8(14%) of 58 patients, respectively. Protein product of p16 was detected by immunohistochemical method. Rate of p16 gene expressive deletion was 44% (28/63). The p16 deletion rates were significantly higher in poorly differen-tiated group. In accordance with following up the patients, 6 cases died and 1 case metastasized after operation in a half year in 17 patients with lung cancer or esophageal carcinoma whose p16 gene was inactivated; 4 cases recurred in 6 patients with bladder cancer whose p16 gene were homozygously deleted or methylated. These results suggested that inactivation of the p16 gene appeared to be a common event in multiple cancers and might be associated with histological grade and prognosis.
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    Key words:p16/MTS1 tumor suppressor gene; human cancers; inactivation▲

    p16基因是1994年报道的多肿瘤抑制基因(MTS1)[1]。p16蛋白直接抑制细胞周期依赖性激酶4(CDK4),可阻断细胞周期进程而抑制癌细胞生长[2]。为分析p16基因失活与相关肿瘤发生、发展的关系,我们以上皮源性恶性肿瘤患者为研究对象,采用显微切割-聚合酶链反应(PCR)、异常甲基化分析和免疫组化方法,分析肿瘤组织中p16基因失活情况,并对肿瘤患者进行随访,探讨了p16基因结构和功能的异常与上皮源性恶性肿瘤生物学特性的关系。

    1 材料和方法

    1.1 材料

    选取1995年10月至1997年5月未经化疗、手术切除的新鲜或石蜡包埋的肿瘤组织及相应癌旁正常组织。按脏器分类包括:肺、食管、卵巢、子宫内膜、膀胱、喉等部位的肿瘤。所有标本病变经细胞病理学确定。
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    1.2 方法

    1)常规法提取DNA:将肿瘤标本(新鲜或石蜡包埋)约100 mg置于500 μL lysis buffer中,加蛋白酶K至终质量浓度500 mg/L,室温放置24 h,酚/氯仿抽提,乙醇沉淀,干燥后溶于100 μL TE液中。

    2)显微切割提取DNA:将肿瘤标本制成5 μm的切片,不加盖玻片,HE染色。在低倍显微镜下,用手术刀片刮取病理片上的癌细胞约500个,置于盛有lysis buffer和蛋白酶K的eppendorf管中。37 ℃消化过夜,48 ℃ 2 h,煮沸5 min。酚/氯仿抽提,乙醇沉淀,干燥后溶于20 μL H2O中。

    3)p16基因纯合缺失检测:用多重PCR法扩增p16基因外显子1和2,引物序列参考文献[1],为:Exon 1 (S)GAAGAAAGAGGAGGG-GCTG;(AS)GCGCTACCTGATTCCAATTC。Exon 2 (S)
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    GGAAATTGGAAACTGGAAGC;(AS)TCATCAGTCCTCACCTGAG。同时扩增β-珠蛋白基因作为内对照,引物序列为:(S)GGTACCTAATACGACTCACTATAGGGAGA-GACAGGTACGGCTGTCATC;(AS)

    CCCTTC-CTATGACATGAAC。PCR反应循环参数为94 ℃ 1 min,60 ℃ 1 min,72 ℃ 1 min。35个循

    环后,72 ℃延伸10 min。PCR产物经2%琼脂糖凝胶电泳或8%聚丙烯酰胺凝胶电泳,EB染色分析。

    4)p16基因异常甲基化检测:对未发现纯合缺失的标本进行p16基因异常甲基化检测。取肿瘤组织DNA 1 μg,用甲基化敏感限制性内切酶SmaⅠ消化过夜。用上述PCR方法扩增p16基因外显子1和内对照,如果经SmaⅠ消化的DNA仍能扩增出外显子1则判断为甲基化。
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    5)免疫组织化学:石蜡切片常规脱蜡至水。3% H2O2室温20 min,蒸馏水洗3次,抗原修复,微波1档5 min×2,室温冷却后水洗,TBS洗3次。20%羊血清封闭15 min后倾去血清,直接滴加p16工作液(试剂盒购自福州迈新公司)。4 ℃冰箱过夜,TBS洗3次。多克隆二抗1∶200 室温40 min,TBS洗3次。Streptavidin/HRP 1∶200室温40 min,TBS洗3次。DAB显色,充分水洗。苏木精复染、分化,脱水、透明、封固。阳性表达以细胞核或胞浆内出现明显棕色颗粒为判断标准。<25%为-,≥25%为+,≥50%为2+。

    6)随访:获得随访患者72例,随访时间术后6个月至2年。

    2 结果

    2.1 p16基因纯合缺失和异常甲基化的检测

    对108例患者进行了p16基因纯合缺失检测(图1、2),纯合缺失率为14%(15/108)。癌旁组织均未发现纯合缺失。
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    图1 p16基因外显子1纯合缺失

    泳道1:DNA相对分子质量标志,泳道2:p16外显子1阳性标准,泳道3~10:肿瘤组织及癌旁组织标本,其中泳道4为p16外显子1纯合缺失

    图2 p16基因外显子2纯合缺失

    泳道1:DNA相对分子质量标志,泳道2:内对照和p16外显子2阳性标准,泳道3~10:肿瘤组织及癌旁组织标本,其中泳道6、8为p16外显子2纯合缺失

    对12例肺癌、食管癌标本进行了显微切割-PCR(图3)与常规PCR对比研究,共发现5例纯合缺失标本,其中4例是经显微切割-PCR发现的,表明该方法的确能够提高纯合缺失的检出率。对未发现纯合缺失的新鲜标本进行p16基因异常甲基化检测,检出率为14%(8/58)(图4)。
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    图3 显微切割-PCR检测p16基因缺失

    泳道1~5:肿瘤组织及癌旁组织标本,其中泳道2、4为p16外显子2纯合缺失,泳道6:DNA相对分子质量标志

    图4 p16基因异常甲基化

    泳道5:p16外显子1阳性标准,泳道1~4、6~10:肿瘤组织及癌旁组织标本,其中泳道1、3、4为异常甲基化

    综合上述结果,近30%上皮源性恶性肿瘤患者具有p16基因纯合缺失或甲基化异常。其中肺癌、食管癌超过50%,膀胱癌约40%,喉癌、卵巢癌约10%,子宫内膜癌为0。

    2.2 免疫组化法检测p16蛋白表达缺失
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    检测肺癌、喉癌和子宫内膜癌标本63例。p16蛋白表达缺失率为44%(28/63)。p16表达缺失与肿瘤分级有较密切关系,肿瘤组织以高分化、中分化、低分化3种方式分级,p16蛋白表达缺失率分别为19%(3/16)、50%(15/30)、59%(10/17),经χ2检验,中、低分化组的p16蛋白表达缺失率显著高于高分化组(P<0.05)。按肿瘤类型分,p16蛋白表达缺失率在肺癌中较高,为58%(7/12);喉癌次之,为44%(17/39);预后较好的子宫内膜癌缺失率较低,为33%(4/12)。

    2.3 肿瘤患者随访结果

    31例肺癌、食管癌患者中p16基因失活者17例,手术后6个月内6例死亡,1例脑转移,占41%;14例p16基因正常者术后至今仅发现1例死亡,占7%。

    对16例膀胱癌患者随访,发现在6例p16基因发生缺失和异常甲基化的患者中,有4例复发,占67%,且病理分级呈逐渐上升趋势;而在10例p16基因正常的患者中,只有3例复发,占30%,且病理分级较低。在p16基因失活的患者中,病理分级较高,均为Ⅱ级或Ⅲ级;临床分期较晚,均为T2~T4浸润型。
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    子宫内膜癌患者预后较好,术后无复发和死亡。

    3 讨论

    对p16基因的研究发现[1],来源于黑色素瘤、肺、乳腺、脑、骨、皮肤、膀胱、肾、卵巢等部位的癌细胞系均出现高频率的p16基因缺失。在人体肿瘤组织检测中,同样发现有p16基因异常[3~11],包括肺、食管、卵巢、肾、膀胱、乳腺、脑、鼻咽等部位的肿瘤。现有的p16基因研究中有一普遍现象,人肿瘤组织中和实验室培养的肿瘤细胞系中p16基因突变频率有很大差异。例如,在14个非小细胞肺癌(NSCLC)细胞系中,71%(10/14)有p16基因突变,而转移NSCLC患者新鲜肿瘤组织中的p16基因突变率仅为27%(6/22)[10]。据分析,这种现象产生的原因可能是新鲜肿瘤组织中混有正常细胞,使p16基因缺失的检出率下降。为解决这一问题,我们以上皮源性恶性肿瘤患者为研究对象,采用近年发展起来的显微切割-PCR方法,经显微操作,直接从病理切片上取得经病理确认的肿瘤病灶,再行PCR分析,力求避免正常细胞的污染。准确地查清p16基因的缺失。
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    p16基因的另一个失活途径是异常甲基化修饰造成转录功能缺失,目前在多数常见肿瘤中均发现这种CpG岛异常甲基化[12~15]。而p16基因甲基化异常在中国人群肿瘤患者中的状况尚未见报道,我们对未发现纯合缺失的标本进行了p16基因异常甲基化检测。发现在胸部肿瘤和膀胱癌患者中,大约25%的病例具有p16基因的异常甲基化。证明在中国人群肿瘤患者中甲基化异常同样是p16基因失活的重要途径。本研究中不同肿瘤p16基因失活的频率有差别。肺癌、食管癌患者50%以上p16基因失活,膀胱癌患者也有约40%的p16基因纯合缺失和甲基化。上述类型的肿瘤p16基因失活频率较高、预后较差,术后复发、转移和死亡例数较多。而喉癌、子宫内膜癌患者中p16基因失活频率较低,预后也较好。另外,同一种肿瘤,其病理分级不同,p16失活频率也不同,肿瘤分化程度越低,p16表达缺失率越高。

    上述结果表明,p16基因失活在上皮源性恶性肿瘤患者中是较为常见的基因变化,与患者的病理分级和预后有密切关系。p16基因失活检测对判断预后、指导治疗有重要参考价值。■
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    基金项目:1996年北京市卫生局科学基金资助项目

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    收稿日期:1999-01-26, http://www.100md.com