对19例人肝细胞癌癌组织中超氧化物歧化酶活性的研究
作者：黄承诚 吴孟超
单位：(上海第二军医大学长海医院肝胆外科 200433)
关键词：肝细胞瘤；超氧化物歧化酶；铜；锌；锰
中华医学杂志900307
提要 在19例人肝细胞癌癌组织中发现超氧化物歧化酶活性受到了严重的损害，这种损害与肝癌的分化程度有关。肝癌组织中超氧化物歧化酶活性的降低可能与肝癌组织中铜、锌和锰元素含量的缺乏有关。
活性氧是细胞在氧化还原代谢过程中产生的一类活性物质，主要包括超氧阴离子自由基(
)、羟自由基和过氧化氢等。细胞内清除这些活性氧依靠两大抗氧化系统：(1)酶活性氧清除剂：其中最主要的酶是超氧化物歧化酶(SOD)，按组成酶的辅基不同分为、Zn-SOD和Mn-SOD，基功能是清除。清除H2O2的酶有过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶。(2)小分子活性氧清除剂，如维生素C、维生素E和GSH。在生理状态下，细胞中活性氧的产生和清除处于动态平衡。为此我们测定了19例肝癌癌组织中超氧化物歧化酶活性和铜、锌、锰元素含量，以探讨人肝癌癌细胞内超氧化物歧化酶活性变化的生物学意义。
, http://www.100md.com
材料与方法
1. 标本：经病理证实的19例肝细胞癌病人的手术标本作为主要研究对象，其中男16例，女3例，年龄27～65岁，平均47.2岁，每份手术标本分别取癌组织和癌周肝组织。癌组织的分化程度采用Edmondson分类法，其中Ⅰ级5例，Ⅱ级9例，Ⅲ级4例和Ⅳ级1例。癌周肝组织中有9例有肝硬变的病理表现。8例经病理学检查为正常人肝组织作为对照组，其中男7例，女1例，年龄30～50岁，平均43.0岁。用0.1mol/L，pH7.0的磷酸缓冲液按1：10(W/V)把所采集的组织标本在冰浴中制成组织匀浆，然后在10000Υ/min、4°C的条件下离心30分钟，所得的匀浆上清保存在冰箱中待测。
2. SOD活性的测定：按Paynter的方法[1]，用纯牛红细胞Cu,Zn-SOD(上海东风试剂厂生产)作为标准品。组织中铜、锌和锰元素的测定采用湿消化法[2]，然后用原子吸收分光光度计测定。组织匀浆上清蛋白的测定采用Lowry氏法。
, 百拇医药
3. 统计学处理：实验结果均经Student's t检验处理。
结 果
1. 各种肝组织中SOD的活性(表1)。
2. 肝癌组织中SOD活性(表2)。
3. 肝组织中铜、锌和锰元素的含量(表3)
表1 各种肝组织中SOD的活性(mg/g*pro) 组织类型
例数
SOD
Cu,Zn-SOD
Mn-SOD
, 百拇医药 (1)肝癌组织
19
4.7±1.5*
3.5±1.5*
1.2±0.9Δ
(2)癌周肝组织
19
7.9±1.6*Δ
5.9±1.6*
2.0±0.9
(3)正常肝组织
8
, 百拇医药 10.0±1.4
7.9±1.3
2.1±1.2
注：(1)与(2)和(3)比较，*P<0.001、ΔP<0.05、*ΔP<0.01
表2 不同分化程度的肝癌组织中SOD活性(mg/g*pro) 分化程度
例数
SOD
Cu,Zn-SOD
Mn-SOD
Ⅰ
5
, 百拇医药
6.0±1.7*
4.2±1.0Δ
1.8±0.7Δ
Ⅱ
9
3.9±1.5
2.9±1.1
1.0±0.4
Ⅲ
4
3.4±0.9
2.2±0.9
1.2±0.5
, 百拇医药
注：Ⅰ与Ⅱ和Ⅲ比较，*PP<0.01、ΔP<0.05
表3 不同肝组织中铜、锌和锰元素的含量 组织类型
例数
Cu
Zn
Mn
(1)肝癌组织
19
8±9Δ
19±5*
0.28±0.21Δ
(2)癌周肝组织
, http://www.100md.com
19
3±7
33±11
1.21±0.52
(3)正常肝组织
8
11±3
40±7
1.17±0.34
注：(1)与(2)和(3)比较，*P<0.001、ΔP<0.05
讨论
一、SOD活性变化与肝癌之间的关系
, http://www.100md.com
本组资料表明肝癌癌细胞中SOD活性明显低于正常肝细胞，说明肝癌细胞的抗氧化功能受到了严重的损害。有作者报道鼠肝癌和人直肠癌的癌细胞中SOD活性降低是肿瘤细胞的重要特点之一。本研究结果证明了人肝癌癌细胞也具有SOD活性降低的特点。
二、铜、锌和锰与SOD活性的关系
铜、锌和锰分别是组成Cu,Zn-SOD和Mn-SOD的辅基，铜与Cu,Zn-SOD的催化活性有关，锌与该酶分子的结构有关。本研究观察到肝癌组织中铜和锌元素含量低于正常，铜和锌元素的缺乏可能影响Cu,Zn-SOD的分子结构和催化活性，导致Cu,Zn-SOD含量的减少和活性的降低。人肝癌组织中锰元素含量的减少可能是Mn-SOD活性降低的原因之一。因此我们认为：人肝癌细胞中铜、锌和锰元素含量减少是导致肝癌细胞中SOD活性降低的重要原因之一。癌周肝组织中SOD活性降低也可能与癌周肝组织的肝硬变有关。
三、肝癌组织分化程度与SOD活性的关系
, 百拇医药
本研究观察到分化程度越低的肝癌细胞中SOD活性越低，这与文献报道的对鼠肝癌研究的结果相似[3]。Oberley等提出：细胞的有丝分裂是在激活胞浆膜上还原型辅酶II氧化酶的启动下，细胞内产生，在SOD作用下生成H2O2，它能激活鸟苷酸环化酶，细胞内cAMP生成增加，促使蛋白质、核酸合成，随之细胞进行分裂和增殖[4]。由于肝癌细胞有氧氧化降低，癌细胞中产生减少，肝癌细胞中含量减少和SOD活性降低通过两个途径调节细胞内cAMP/cGMP使之增加。具体过程：(1)细胞内H2O2减少，cGMP增加；(2)和H2O2的产生减少使它们形成.OH减少，而和.OH能抑制腺苷酸环化酶，和.OH的减少能减弱这种抑制作用，使cAMP增加。肝癌细胞内cAMP/cGMP升高则能调节肝癌细胞生长，使之增殖变慢，有利于癌细胞的正常分化。给体外培养的癌细胞加入SOD能促进癌细胞增殖的事实从反面支持了这个观点[5，6]。
, http://www.100md.com
参考文献
1. Paynter DI, Changes in activity of the manganese superoxide dismutase enzyme in tissue of the rat with changes in dietary manganese, J Nutr 1980；110：437.
2. Jones CE, et al. Official methods of analysis of the association of official analytical chemists. 1984；14ed：152.
3. Bize IB, et al. Superoxide dismutase and supero-xide radical in Morris hepatoma. Cancer Res 1980；40：3686.
, 百拇医药
4. Oberley LW, et al. Cell division in normal and transformed cell: the possible role of superoxide and hydrogen peroxide. Med Hypotheses 1981；7：21.
5. Liotti FS, et al. Cell multiplication of an ascites tumor in the presence of superoxide dismutase and catalase. J Cancer Res Clin Oncol 1986；111：47.
6. Liotti FS, et al. Different behaviour of normal and neoplastic cells cultured in vitro in the presence of catalase and superoxide dismutase. Int J Cancer 1987；40：354 .
(1989年9月18日收稿 同年12月6日修回), 百拇医药
单位：(上海第二军医大学长海医院肝胆外科 200433)
关键词：肝细胞瘤；超氧化物歧化酶；铜；锌；锰
中华医学杂志900307
提要 在19例人肝细胞癌癌组织中发现超氧化物歧化酶活性受到了严重的损害，这种损害与肝癌的分化程度有关。肝癌组织中超氧化物歧化酶活性的降低可能与肝癌组织中铜、锌和锰元素含量的缺乏有关。
活性氧是细胞在氧化还原代谢过程中产生的一类活性物质，主要包括超氧阴离子自由基(
)、羟自由基和过氧化氢等。细胞内清除这些活性氧依靠两大抗氧化系统：(1)酶活性氧清除剂：其中最主要的酶是超氧化物歧化酶(SOD)，按组成酶的辅基不同分为、Zn-SOD和Mn-SOD，基功能是清除。清除H2O2的酶有过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶。(2)小分子活性氧清除剂，如维生素C、维生素E和GSH。在生理状态下，细胞中活性氧的产生和清除处于动态平衡。为此我们测定了19例肝癌癌组织中超氧化物歧化酶活性和铜、锌、锰元素含量，以探讨人肝癌癌细胞内超氧化物歧化酶活性变化的生物学意义。, http://www.100md.com
材料与方法
1. 标本：经病理证实的19例肝细胞癌病人的手术标本作为主要研究对象，其中男16例，女3例，年龄27～65岁，平均47.2岁，每份手术标本分别取癌组织和癌周肝组织。癌组织的分化程度采用Edmondson分类法，其中Ⅰ级5例，Ⅱ级9例，Ⅲ级4例和Ⅳ级1例。癌周肝组织中有9例有肝硬变的病理表现。8例经病理学检查为正常人肝组织作为对照组，其中男7例，女1例，年龄30～50岁，平均43.0岁。用0.1mol/L，pH7.0的磷酸缓冲液按1：10(W/V)把所采集的组织标本在冰浴中制成组织匀浆，然后在10000Υ/min、4°C的条件下离心30分钟，所得的匀浆上清保存在冰箱中待测。
2. SOD活性的测定：按Paynter的方法[1]，用纯牛红细胞Cu,Zn-SOD(上海东风试剂厂生产)作为标准品。组织中铜、锌和锰元素的测定采用湿消化法[2]，然后用原子吸收分光光度计测定。组织匀浆上清蛋白的测定采用Lowry氏法。
, 百拇医药
3. 统计学处理：实验结果均经Student's t检验处理。
结 果
1. 各种肝组织中SOD的活性(表1)。
2. 肝癌组织中SOD活性(表2)。
3. 肝组织中铜、锌和锰元素的含量(表3)
表1 各种肝组织中SOD的活性(mg/g*pro) 组织类型
例数
SOD
Cu,Zn-SOD
Mn-SOD
, 百拇医药 (1)肝癌组织
19
4.7±1.5*
3.5±1.5*
1.2±0.9Δ
(2)癌周肝组织
19
7.9±1.6*Δ
5.9±1.6*
2.0±0.9
(3)正常肝组织
8
, 百拇医药 10.0±1.4
7.9±1.3
2.1±1.2
注：(1)与(2)和(3)比较，*P<0.001、ΔP<0.05、*ΔP<0.01
表2 不同分化程度的肝癌组织中SOD活性(mg/g*pro) 分化程度
例数
SOD
Cu,Zn-SOD
Mn-SOD
Ⅰ
5
, 百拇医药
6.0±1.7*
4.2±1.0Δ
1.8±0.7Δ
Ⅱ
9
3.9±1.5
2.9±1.1
1.0±0.4
Ⅲ
4
3.4±0.9
2.2±0.9
1.2±0.5
, 百拇医药
注：Ⅰ与Ⅱ和Ⅲ比较，*PP<0.01、ΔP<0.05
表3 不同肝组织中铜、锌和锰元素的含量 组织类型
例数
Cu
Zn
Mn
(1)肝癌组织
19
8±9Δ
19±5*
0.28±0.21Δ
(2)癌周肝组织
, http://www.100md.com
19
3±7
33±11
1.21±0.52
(3)正常肝组织
8
11±3
40±7
1.17±0.34
注：(1)与(2)和(3)比较，*P<0.001、ΔP<0.05
讨论
一、SOD活性变化与肝癌之间的关系
, http://www.100md.com
本组资料表明肝癌癌细胞中SOD活性明显低于正常肝细胞，说明肝癌细胞的抗氧化功能受到了严重的损害。有作者报道鼠肝癌和人直肠癌的癌细胞中SOD活性降低是肿瘤细胞的重要特点之一。本研究结果证明了人肝癌癌细胞也具有SOD活性降低的特点。
二、铜、锌和锰与SOD活性的关系
铜、锌和锰分别是组成Cu,Zn-SOD和Mn-SOD的辅基，铜与Cu,Zn-SOD的催化活性有关，锌与该酶分子的结构有关。本研究观察到肝癌组织中铜和锌元素含量低于正常，铜和锌元素的缺乏可能影响Cu,Zn-SOD的分子结构和催化活性，导致Cu,Zn-SOD含量的减少和活性的降低。人肝癌组织中锰元素含量的减少可能是Mn-SOD活性降低的原因之一。因此我们认为：人肝癌细胞中铜、锌和锰元素含量减少是导致肝癌细胞中SOD活性降低的重要原因之一。癌周肝组织中SOD活性降低也可能与癌周肝组织的肝硬变有关。
三、肝癌组织分化程度与SOD活性的关系
, 百拇医药
本研究观察到分化程度越低的肝癌细胞中SOD活性越低，这与文献报道的对鼠肝癌研究的结果相似[3]。Oberley等提出：细胞的有丝分裂是在激活胞浆膜上还原型辅酶II氧化酶的启动下，细胞内产生
，在SOD作用下生成H2O2，它能激活鸟苷酸环化酶，细胞内cAMP生成增加，促使蛋白质、核酸合成，随之细胞进行分裂和增殖[4]。由于肝癌细胞有氧氧化降低，癌细胞中产生减少，肝癌细胞中含量减少和SOD活性降低通过两个途径调节细胞内cAMP/cGMP使之增加。具体过程：(1)细胞内H2O2减少，cGMP增加；(2)和H2O2的产生减少使它们形成.OH减少，而和.OH能抑制腺苷酸环化酶，和.OH的减少能减弱这种抑制作用，使cAMP增加。肝癌细胞内cAMP/cGMP升高则能调节肝癌细胞生长，使之增殖变慢，有利于癌细胞的正常分化。给体外培养的癌细胞加入SOD能促进癌细胞增殖的事实从反面支持了这个观点[5，6]。, http://www.100md.com
参考文献
1. Paynter DI, Changes in activity of the manganese superoxide dismutase enzyme in tissue of the rat with changes in dietary manganese, J Nutr 1980；110：437.
2. Jones CE, et al. Official methods of analysis of the association of official analytical chemists. 1984；14ed：152.
3. Bize IB, et al. Superoxide dismutase and supero-xide radical in Morris hepatoma. Cancer Res 1980；40：3686.
, 百拇医药
4. Oberley LW, et al. Cell division in normal and transformed cell: the possible role of superoxide and hydrogen peroxide. Med Hypotheses 1981；7：21.
5. Liotti FS, et al. Cell multiplication of an ascites tumor in the presence of superoxide dismutase and catalase. J Cancer Res Clin Oncol 1986；111：47.
6. Liotti FS, et al. Different behaviour of normal and neoplastic cells cultured in vitro in the presence of catalase and superoxide dismutase. Int J Cancer 1987；40：354 .
(1989年9月18日收稿 同年12月6日修回), 百拇医药