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编号:10221870
胃癌组织中p16基因mRNA和p16蛋白的表达及临床病理意义*
http://www.100md.com 《福建医科大学学报》 1999年第2期
     作者:叶建新 许东坡 林永堃

    单位:福建医科大学附属第一医院肿瘤外科(福州 350005)

    关键词:胃肿瘤;基因,p16;免疫组织化学

    福建医科大学学报990202

    目的 探讨p16基因在胃癌发生发展及预后判断上的意义。方法 应用原位杂交和免疫组化方法检测61例胃癌组织和49例癌旁正常胃粘膜的p16mRNA和p16蛋白的表达。结果 (1)胃癌组织中p16mRNA和p16蛋白的阳性率分别为50.8%(31/61),70.5%(43/61),而癌旁正常胃粘膜的阳性率均为100%(49/49),10例早期胃癌均有p16mRNA和p16蛋白的表达,而且在同一切片中也可以观察到分化较好或浸润浅层的癌细胞表达p16mRNA和蛋白,而分化较差、浸润深层的癌细胞则没有表达。p16mRNA和蛋白的表达强度与胃癌的分化程度、浸润深度、有无淋巴结转移及病人的生存期密切相关。(2)p16mRNA与p16蛋白表达具有显著相关关系(P<0.05),绝大多数具有p16mRNA表达的病例,均有p16蛋白的表达。结论 (1)确有部分胃癌组织存在p16基因的失表达,且失表达发生在胃癌发生发展的晚期阶段。(2)胃癌组织中p16基因的无义突变和移码突变可能较为少见。
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    Expression of p16 mRNA and p16 Protein in Gastric Carcinoma and its Clinico-pathological Significance

    Ye Jianxin Xu Dongpo Lin Yongkun

    (Department of Surgery,The Affiliated First Hospital,Fujian Medical University,Fuzhou,350005)

    Objective To study the biologic significance of the expression of p16 gene in gastric carcinoma.Methods The expression of p16mRNA and p16 protein of 61 gastric carcinomas and 49 para-tumor non-neoplastic mucosa were detected by in situ hybridization and immunohistochemical method.Results (1)The positive rate of p16mRNA and p16 protein in tumor tissue was 50%(31/61)and 70.5%(43/61) respectively,with being significantly different(P<0.05) when compared with the 100%(49/49) positive rate of non-neoplastic mucosae. 10 early gastric cancer all expressed p16mRNA and p16 protein. Furthermore,we observed the phenomenon that p16mRNA and p16 protein were expressed in better differentiated or shallower invasing tumor cells but not expressed in poorer differentiated or deeper invasing tumor cells in the same sections. The expression intensity of p16mRNA and p16 protein were associated with tumor differention,invasion,lymphnodes metastasis and patient's prognosis(P<0.05).(2)The expression of p16mRNA and p16 Protein was significantly interrelated to each other(P<0.05),the majority of tumors with p16 mRNA expression exhibited detectable p16 protein.Conclusion (1)Loss of p16 expression indeed exist in some gastric carcinoma tissues,and is a late event in the development of gastric carcinomas.(2)Nonsense mutations and frameshift mutations are relatively seldom among various forms of p16 gene mutations.
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    Key words gastric carcinoma;gene,p16;immunohistochemistry

    p16基因是近年发现的新的抑癌基因,有报道其在人体多种癌肿细胞株中出现高频率的缺失或突变,但在胃癌组织中是否存在p16基因的缺失、突变,国内外少有报道。本文采用原位杂交和免疫组化技术原位观察p16基因的mRNA和蛋白在胃癌组织的表达情况,并与临床病理指标进行相关性分析,探讨p16基因在胃癌发生发展以及预后判断上的意义。

    1 材料与方法

    1.1 标本来源

    61例胃癌标本系福建医科大学附属第一医院1991~1992年手术切除的归档蜡块。全部重新制备连续切片,厚4~6μm,分别贴附于经2%APES处理的载玻片上。

    61例中男性47例,女性14例,年龄52.3±11.6岁(25~75岁)。其中进展期胃癌51例,早期胃癌10例。48例有完整随访资料。
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    1.2 试剂

    生物素标记的p16cDNA探针(10ng/μl)由北京医科大学病理系张波教授赠送;p16兔抗人多克隆抗体为Santa Cruz公司产品;免疫组化ABC试剂盒为Vector公司产品。

    1.3 方法

    1.3.1 常规HE法染色 根据细胞分化程度和形态结构[1],腺癌分为高分化11例,中分化22例,低分化(含粘液腺癌和未分化癌)28例。61例胃癌组织切片中有49例可见癌旁正常粘膜。

    1.3.2 石蜡切片的p16cDNAmRNA原位分子杂交 杂交液的配制按每张切片DNA探针5μl(50ng),加纯甲酰胺10μl,SSD1μl,混匀后100℃变性解链5~10min,冰水急冷后加入50×Denharts液2μl,50%Dextran Sulfate 2μl,1mol/L DTT 1μl,20×SSC 4μl,混匀。每张切片滴加25μl杂交液。杂交条件为湿盒中45℃孵育16~20h。
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    1.3.3 ABC免疫组化染色 滴加一抗前予微波处理,余按说明书进行。

    1.3.4 结果分析 采用EPI INF 5.01统计软件进行计算机统计分析。

    2 结 果

    2.1 61例胃癌组织切片中有49例可见癌旁正常粘膜,在49例癌旁正常粘膜中,p16mRNA的原位杂交及p16蛋白的免疫组化均呈阳性反应,免疫组化阳性染色表现为较为粗大的棕黄或棕褐色颗粒分布于胞浆中(附图)。

    附图 p16mRNA在胃癌细胞中阴性,癌旁正常胃粘膜阳性,阳性染色呈细小金黄或棕黄颗粒,均匀分布于胞浆中,正常粘膜中阳性细胞分布较广,以腺体基底部细胞染色最强。

    2.2 以正常粘膜的染色程度作为内参照,根据肿瘤细胞的染色程度及染色细胞数,对61例胃癌组织的染色进行分级:(-)为没有肿瘤细胞染色;(+)为<10%的瘤细胞弱至中度阳性;()为30%~60%的瘤细胞中度阳性,部分瘤细胞弱或强阳性;()为≥70%的瘤细胞中至强阳性。结果原位杂交30例肿瘤组织呈阴性反应,31例呈阳性反应,阳性率为50.8%(31/61),免疫组化43例肿瘤组织可见阳性反应,阳性率为70.5%,与正常粘膜100%(49/49)的阳性率相比,差异均有显著性意义(P<0.01)。
, 百拇医药
    2.3 p16mRNA和p16蛋白的表达构成与胃癌的分化程度、浸润深度、有无淋巴结转移、肿瘤分期及患者的生存期等显著相关(表1),而且在同一切片中,也可以观察到分化较好或浸润浅层的癌细胞有p16的表达,而分化较差、浸润深层的癌细胞无p16表达。

    表1 胃癌p16 mRNA和p16蛋白表达与部分临床病理指标的关系(n) 临床病理指标

    n

    p16mRNA

    p16蛋白

    -

    +
, 百拇医药
    -

    +

    分化程度

    高/中分化

    33

    9

    7

    9

    8

    5

    5
, 百拇医药
    8

    15

    低分化*

    28

    21

    5

    2

    0

    13

    9

    5

    14

    浸润深度

, 百拇医药     肌层以下

    23

    5

    4

    7

    7

    1

    4

    5

    13

    浆膜及浆膜外*

    38

    23

, http://www.100md.com     8

    4

    1

    17

    10

    8

    3

    淋巴结转移

    无

    16

    3

    3

    4

    6
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    2

    2

    3

    9

    有*

    45

    27

    9

    7

    2

    16

    12

    10

    7
, 百拇医药
    临床分期

    早期

    10

    0

    0

    3

    7

    0

    0

    1

    9

    进展期*

    51

, 百拇医药     30

    12

    8

    1

    18

    14

    12

    7

    术后生存期(年)

    >3

    24

    6

    5

    7
, 百拇医药
    6

    2

    7

    7

    8

    ≤3*

    24

    16

    4

    3

    1

    11

    7

    4
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    2

    *:P<0.05.Wilcoxonx等级秩和检验,P<0.01.

    2.4 p16mRNA的表达与p16蛋白的表达存在显著相关关系(P<0.05,表2)。

    表2 61例胃癌组织中p16mRNA表达与p16蛋白表达的相关分析(n) p16蛋白

    p16mRNA

    +

    -

    +

    26

    17

    -
, 百拇医药
    5

    13

    3 讨 论

    3.1 p16基因表达与胃癌发生发展及预后的关系

    胃癌细胞株或胃癌组织中p16基因有无缺失或突变,国内外报道较少,结果也不一。日本Igaki[2]1994年报道50%的低分化胃癌细胞株有p16的纯合缺失,随后该作者对19例胃癌切除标本进行的检测却没有发现p16基因的缺失或突变[3]。造成这一差异的主要原因是原发性肿瘤中存在正常细胞的污染阻碍了p16基因检测[4]。本文采用原位杂交和免疫组化技术检测胃癌组织中p16mRNA和p16蛋白的表达情况,发现胃癌组织中确有p16基因的失表达,因为无论原位杂交或免疫组化均显示部分的胃癌组织没有p16基因的表达,与正常胃粘膜100%的阳性率相比具有统计学意义,而且在有阳性反应的胃癌组织中,其阳性反应强度大都较正常胃粘膜弱,提示这些病例的胃癌组织中有部分癌细胞没有表达p16mRNA和/或p16蛋白,或减少了表达量。但本组10例早期胃癌均有p16mRNA和蛋白的表达,且阳性反应较强(),与进展期胃癌相比有显著性意义,在一些病例的同一切片中也观察到分化较好、粘膜内的癌细胞有表达,而分化差、浸润深层的癌细胞没有表达。因此推测p16基因的失表达发生在胃癌发生发展过程的晚期阶段。一些学者在用免疫组化对黑色素瘤的研究中也观察到类似现象,并推论p16功能缺失对黑色素瘤的恶性转化可能并不重要[5],因为在黑色素瘤及其他一些肿瘤细胞中,p16基因突变以纯合缺失为主,错义突变少见[6,7],而胃癌细胞中p16基因以何种形式突变为主,这方面的资料不多。
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    尽管本实验尚无法肯定胃癌组织中p16基因完全或部分的失表达是由p16基因的纯合缺失引起的,但如果胃癌细胞中p16突变也以纯合缺失为主,那就不难解释体外细胞株和原发胃癌间纯合缺失频率的差异,因为本组实验提示p16基因的失表达出现在胃癌发生发展的晚期阶段,在进展期胃癌,有些癌细胞表达p16,而另一些癌细胞则失表达,因此,基于癌组织中总DNA抽提、PCR扩增检测的纯合缺失在机体原发癌中出现的频率较低,而在体外,长期的培养可能选择性地造成p16缺失细胞株的生长优势,因而p16的缺失率较高。

    p16基因产物作为细胞周期的负性调节因子,其功能的丧失会导致对PRb磷酸化抑制的解除[8],促使细胞增殖加快,因此肿瘤组织中p16基因完全或部分的缺失可能导致肿瘤细胞恶性表型的增长,甚至影响预后。本研究证实了这一点,无论是p16mRNA或p16蛋白,其表达强度均与胃癌的分化程度、浸润度及有无淋巴结转移等显著负相关,而且与病人的3年生存率也密切相关,这提示p16表达较弱或无表达的病例,具有更强的侵袭、转移能力,预后较差,同时为今后将p16应用于胃癌临床进行预后判断提供依据。
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    3.2 p16mRNA表达与p16蛋白表达的关系及其意义

    本组研究结果显示,绝大多数有p16mRNA表达的病例,均有p16蛋白的表达,只有5例p16mRNA阳性而p16蛋白阴性。这说明在胃癌p16基因的失活形式中,无义突变或移码突变可能较为少见。本组17例p16mRNA表达阴性,而p16蛋白表达阳性,其原因可能是本研究所用标本均是福尔马林固定、石蜡包埋、保存多年的蜡块,有些标本的mRNA可能已降解或丢失。若用新鲜标本进行检测,可能会缩小这一差异。

    总体看,胃癌组织中p16mRNA的表达与p16蛋白的表达存在显著相关关系。据报道[7],在对18类(不包括胃癌)154个没有p16纯合缺失的人类肿瘤细胞株进行DNA测序分析后,发现错义突变仅见于10个细胞株。因此,如果p16的错义突变在胃癌细胞中也较少发生,而以缺失为主要突变形式,那么本文所用的研究方法(分别观察mRNA和蛋白水平的表达并进行比较)基本上可以反映胃癌p16基因的功能状态,而且也能检测非基因突变(如DNA的异常甲基化)所致的p16mRNA及蛋白失表达[9],还可以使研究者在观察组织形态结构的同时,对基因表达的部位做出准确的细胞定位,排除癌组织中正常细胞污染的影响。*:福建省教委科研基金资助课题(JA97097)
, 百拇医药
    参考文献

    1 武忠弼(主编).病理学.第2版。北京:人民卫生出版社,1984:269

    2 Igaki H,Sasaki H,Kishi T,et al.Highly frequent homozygous deletion of the p16 gene in esophageal cancer cell lines.Biochem Biophys Res Commun,1994;203:1090

    3 Igaki H,Sasaki H,Tachimori Y,et al.MutationFreguency of the p16/CDKN2 gene in primary cancers in the upper digestive tract.Cancer Res,1995;55:3421

    4 Marx J.A challenge to P16 gene as a major tumorsuppressor.Science,1994;264:436
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    5 Reed JA,Loganzo FJr,et al.loss expression of the p16/cyclin- dependent kinase inhibitor suppressor gene in melanocytic lesions correlates with invasive 2 stage of tumor progression.Cancer Res,1995;55:2713

    6 Cowan JM,Halaban R,Francke U.Cytogenetic analysis of melanocytes from premalalignant nevi and melanomas.J Natl Cance Inst,1988;80:1159

    7 Liu Q,Neuhausen S,McClure M,et al.CDKN2 (MTS1) tumor suppressor gene mutations in human tumor cell lines.Oncogene,1995;10:1061
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    8 Serrano M,Hannon GJ.A new regulatory motif in cellcycle control causing specific inhibition of cyclin D/CDK4.Nature,1993;366;704

    9 Herman JG,Merlo A,Mao L,et al.Abnormal DNA methylation frequently inactivates the putative tumor suppressor CDKN2/P16 in many tumor types.Proc Am Assoc Cancer Res,1995;36:201

    (收稿:1999-03-31 修回:1999-04-14), 百拇医药