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编号:10240421
CyclinD1和P21WAFI/CIP1在喉癌变过程中的表达及其临床病理意义
http://www.100md.com 《山东大学耳鼻喉眼学报》 1999年第3期
     作者:王建波 娄卫华 董明敏

    单位:

    济宁市第一人民医院耳鼻咽喉科,272111 王建波;河南医科大学第一附属医院耳鼻咽喉科,450052 娄卫华 董明敏

    关键词:

    山东医大基础医学院学报990303 内容提要 为探讨喉癌变过程中CyclinD1和P21WAFI/CIP1表达的临床病理学意义,用免疫组化检测20例正常粘膜、40例不典型增生病变和60例喉癌组织中CyclinD1和P21WAFI/CIP1的表达。结果是:(1)CyclinD1和P21WAFI/CIP1阳性表达定位于细胞核;(2)在喉癌变过程中,喉正常粘膜、不典型增生病变和喉癌中CyclinD1阳性表达率分别为5.0%(1/20),30.0%(12/40),53.3%(32/60)(P<0.001);P21WAFI/CIP1阳性表达率分别为95.0%(19/20),75.0%(30/40)和63.3%(38/60)(P<0.05);(3)P21WAFI/CIP1在高、中、低分化的喉癌中阳性表达率分别为76.2%(16/21),65.5%(19/29)和30.0%(3/10)(P<0.05);P21WAFI/CIP1阳性表达与肿瘤细胞的分化有关;(4)CyclinD1和P21WAFI/CIP1阳性表达显著相关。表明:(1)喉癌变过程中CyclinD1阳性表达率呈逐渐升高的趋势,而P21WAFI/CIP1阳性表达率呈逐渐降低的趋势;(2)CyclinD1异常表达是喉癌发生中早期分子事件;(3)P21WAFI/CIP1表达与喉癌细胞分化程度有关;(4)CyclinD1和P21WAFI/CIP1阳性表达显著相关。
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    关键词 喉肿瘤;病理学,临床;细胞周期蛋白类;基因,P21WAFI/CIP1;免疫组织化学

    中图分类号 R 739.65

    EXPRESSION AND CLINICOPATHOLOGICAL SIGNIFICANCE

    OF CYCLIN D1 AND P21WAFI/CIP1 IN LARYNGEAL CARCINOGENESIS

    Wang Jianbo1 Lou Weihua2 Dong Mingmin2

    (1 Dept.of Otorhinolarygology,the First People′s Hospital of Jining
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    2 Dept.of Otorhinolarygology,the First Affiliated Hospital of Henan Medical University)

    Abstract The expression of CyclinD1 and P21WAFI/CIP1 was examined by immunohistochemistry method in 20 cases of nomal epithlia, 40 cases of dysplastic epithlia and 60 cases with laryngeal cancers.The results showed that (1) Immunoreaction to CyclinD1 and P21WAFI/CIP1 was localized in the nuclear of cells;(2) In nomal epithlium,dysplastic squamous epithlium and in squamous cell carcinoma of the larynx,the positive immunostaining rate of CyclinD1 protein was 5.0% (1/20), 30.0% (12/40) and 53.3% (32/60) respectively (P<0.001),of P21WAFI/CIP1 protein was 95.0%(19/20),75.0%(30/40)and 63.3%(38/60)respectively (P<0.05);(3) Positive expression of P21WAFI/CIP1 in highly, moderately and poorly differentiated carcinomas was 76.2%(16/21),65.5%(19/29)and 30.0%(3/10)respectively (P<0.05), P21WAFI/CIP1positive expression was significantly associated with tumour cell differentiation;(4) The positive expression of CyclinD1 closely related with that of P21WAFI/CIP1 (P<0.05).It is concluded that (1) With the development of lesions the positive immunostaining rate of CyclinD1 increases,while the rate of P21WAFI/CIP1decreases;(2) CyclinD1 dysplastic expression could be an early molecular event in the carcinogenesis of larynx;(3) P21WAFI/CIP1 expression is associated with tumour cell differentiation;(4) CyclinD1 expression closely related with P21WAFI/CIP1 expression.
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    Key words Laryngeal neoplasms;Pathology,clinical;Cyclins; Genes, P21WAFI/CIP1;Immunohistochemistry

    喉癌的上皮细胞癌变机制尚不明确。研究证实[1],细胞周期中,G1/S的调控点是细胞内外信号经过传递、整合汇集到细胞核,对细胞增殖进行调控的关键点,该点调控的异常与肿瘤的发生、发展关系密切[1]。CyclinD1是G1/S转换的正性调控因子,P21WAFI/CIP1是负性调控因子。同时观察CyclinD1和P21WAFI/CIP1基因蛋白产物在喉癌变过程中的表达尚未见报道。我们以喉正常粘膜,喉粘膜不典型增生病变和喉癌为研究对象,采用免疫组化方法检测两种基因蛋白产物,观察它们在喉癌变过程中的变化及相互关系,为进一步研究喉癌发生发展的分子生物学基础提供有价值的资料。
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    1 资料和方法

    1.1 临床资料 60例喉癌标本,其中30例新鲜标本,30例归档蜡块。喉粘膜不典型增生病变组40例,正常粘膜20例。喉癌组60例中,男55例,女5例,47~78岁,平均58岁。按1992年UICC分型分期:声门上型18型,声门型31例,声门下型11例;T分期:T16例,T212例,T329例,T413例;临床分期:Ⅰ期5例,Ⅱ期7例,Ⅲ期37例,Ⅳ期11例。病理检查均为鳞状细胞癌,其中高分化21例,中分化29例,低分化10例。

    1.2 方法 免疫组化染色采用SP法,鼠抗人SP试剂盒,鼠抗人CyclinD1(HD-11)单克隆抗体和鼠抗人P21WAFI/CIP1(4D-10)单克隆抗体均为Santa Cruz公司产品,购于北京中山生物技术公司。DAB显色浓缩液购于郑州华美公司。免疫组化染色按SP法试剂盒说明书进行。免疫组化检测设阳性、阴性和空白对照。
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    1.3 结果判定标准 根据参考文献[2,3]确定本实验结果的标准,CyclinD1和P21WAFI/CIP1阳性反应物均为棕黄色颗粒,定位于细胞核。以细胞核中出现棕黄色颗粒作为阳性细胞,根据阳性细胞数判断结果,阴性(-):无阳性细胞或阳性细胞数<5%,染色强度较浅;阳性(+);阳性细胞数≥5%,染色强度中等以上。

    1.4 统计学处理 用SAS统计软件包进行统计学分析,以P< 0.05作为差异有显著性的标准。

    2 结 果

    2.1 两种基因阳性细胞的表达 两种基因蛋白产物阳性反应物均呈黄色颗粒,表达较强时为棕黄色。CyclinD1和P21WAFI/CIP1阳性表达以细胞核为主。正常喉粘膜中CyclinD1仅有1例表达阳性,染色较弱;P21WAFI/CIP1阳性细胞出现在上皮的中层,基底膜和表层细胞表达阴性。在喉不典型增生病变中,P21WAFI/CIP1阳性细胞出现在上皮的全层,染色较强;CyclinD1有不同阳性细胞散在分布于上皮的中下层。喉癌中,CyclinD1阳性表达呈弥漫性分布,P21WAFI/CIP1阳性细胞呈散在分布,见图1,2。
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    图1 CyclinDl在喉癌中的阳性表达(SP法 ×350)

    图2 P21WAFI/CIP1在喉癌中的阳性表达(SP法 ×350)

    2.2 两种基因蛋白产物在喉癌癌变中的表达 见表1。

    表1 两种基因蛋白在喉癌变过程中的表达 组织类型

    CyclinD1 例(%)

    P21WAFI/CIP1例(%)

    -

    +

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    +

    正常组

    不典型增生组

    喉癌组

    19

    28

    28

    1(5.0)**

    12(30.0)

    32(53.3)

    1

    10
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    22

    19(95.0)*

    30(75.0)

    38(63.3)

    *P<0.05 **P<0.001组间比较

    由表1可见,CyclinD1在喉正常粘膜、喉不典型增生病变和喉癌中阳性表达率呈逐渐升高的趋势,组间比较差异有高度显著性(P<0.001)。P21WAFI/CIP1在喉癌变过程中,阳性表达率呈逐渐降低的趋势,组间比较差异有高度显著性(P<0.05)。

    2.3 两种基因阳性表达与临床病理参数关系 见表2。

    由表2可见,P21WAFI/CIP1在高、中和低分化喉癌中,阳性表达率呈逐渐下降的趋势(P<0.05)。CyclinD1在高和低分化喉癌中阳性表达率组间比较差异无显著性(P>0.05)。CyclinD1和P21WAFI/CIP1阳性表达率与喉癌的性别,临床分型,T分型和临床分期差异无显著性(P均>0.05)。
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    2.4 两种基因阳性表达相关性分析 见表3。

    由表3可见,喉癌中CyclinD1和P21WAFI/CIP1阳性表达显著相关(P<0.05)。表2 喉癌中2种基因蛋白产物表达

    与临床病理参数的关系 临床病理参数

    n

    CyclinD1 例(%)

    P21WAFI/CIP1例(%)

    -

    +

    -

    +
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    性别

    男

    55

    26

    29(52.7)

    30

    25(45.5)

    女

    5

    2

    3(60.0)

    2

    3(60.0)
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    分化

    高分化

    21

    10

    11(52.4)

    5

    16(76.2)*

    程度

    中分化

    29

    14

    15(51.7)

    10
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    19(65.0)

    低分化

    10

    4

    6(60.0)

    7

    3(30.0)

    临床

    声门上型

    18

    9

    9(50.0)

    8
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    10(55.6)

    分型

    声门型

    31

    16

    15(48.4)

    11

    20(64.5)

    声门下型

    11

    3

    8(72.7)

    3
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    8(72.7)

    T分期

    T1~2

    18

    11

    7(38.9)

    9

    9(50.0)

    T3~4

    42

    17

    25(59.5)

, 百拇医药     13

    29(69.1)

    临床

    Ⅰ~Ⅱ

    12

    7

    5(41.7)

    5

    7(58.3)

    分期

    Ⅲ~Ⅳ

    48

    21
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    27(56.3)

    17

    31(64.3)

     *P<0.05 γs中、低分化表3 喉癌中CyclinD1与P21WAFI/CIP1表达的相关性 CyclinD1

    P21WAFI/CIP1例(%)

    -

    +

    阳性组

    阴性组

    8
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    14

    24(75.0)*

    14(50.0)

    *P<0.05

    3 讨 论

    细胞周期的调控异常导致细胞持续增殖,是肿瘤发生的生物学基础。Sherr[1]提出,细胞在G1期中存在着一个重要的调控点,即R点( restriction point),它决定着细胞是否进入S期进行DNA合成。此后,许多学者陆续发现大量的癌基因、抑癌基因和生长因子都是通过作用于G1期而发挥其调控功能的,在正常情况下调节着胚胎后细胞增殖的速率,异常时则导致肿瘤的发生。本实验对喉癌变过程中组织连续切片同步进行CyclinD1和P21WAFI/CIP1基因蛋白产物的检测,以下就它们在喉癌变过程中的表达变化和相互关系进行初步分析和探讨。
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    3.1 CyclinD1阳性表达与喉癌发生发展的关系 CyclinD1是参与细胞周期G1/S转换的重要正性调节因子,它过度表达使细胞周期G1/S转换时间缩短,进而促进细胞周期的进程和细胞过度增殖,导致细胞癌变。Capaccio等[4]认为,免疫组化法检测CyclinD1蛋白表达可以反映其基因扩增和mRNA过表达的水平。通过免疫组化法探讨喉癌发生发展的不同阶段(正常→不典型增生病变→原发性肿瘤)可有助理解CyclinD1在喉癌发生发展中的作用。本实验发现:喉癌变过程中CyclinD1阳性表达率有逐渐升高的趋势,CyclinD1蛋白表达不仅出现在肿瘤细胞,而且在不同程度的不典型增生病变中也有CyclinD1表达,并且CyclinD1阳性表达与喉癌临床分型、T分期和临床分期无相关性;说明CyclinD1的阳性表达在一部分喉癌的发生过程中起重要作用。由此表明,CyclinD1基因蛋白表达可能是喉癌发生过程中一个较早的分子事件。文献报道[2,4]与本结果一致。有学者在乳腺癌[5]和食管癌[6]中均发现CyclinD1基因的扩增出现在细胞癌变的早期,这就意味着CyclinD1基因有可能成为一个潜在的肿瘤诊断标志。
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    在多种肿瘤中,CyclinD1过度表达的阳性率与其基因扩增率并不一致,Gausauge等[7]报道,28例胰腺癌中25%存在DNA扩增,mRNA的过度表达高达82%,CyclinD1蛋白表达率为64%。大肠癌中未发现明显的CyclinD1基因扩增,而CyclinD1阳性表达率为20%[8]。因此,CyclinD1在肿瘤细胞中过度表达,部分来源于基因的扩增,此外,还存在转录后机制及翻译水平的修饰。

    3.2 P21WAFI/CIP1阳性表达与喉癌变的关系 在参与细胞周期负调控CKIs家族中P21WAFI/CIP1基因是第1个被发现的,其生物学作用是直接参与细胞生长抑制、DNA复制、发育和分化等调控过程,与肿瘤的发生发展机制密切相关[1]。本实验中,P21WAFI/CIP1基因蛋白阳性表达率在喉癌变过程中呈逐渐降低的趋势(P<0.05)。由于P21WAFI/CIP1是一种至今罕见突变的肿瘤抑制基因,可认为免疫组化检出的P21WAFI/CTP1均有生物学功能,本实验结果提示,P21WAFI/CIP1基因在喉癌变过程中,逐渐失去抑制细胞增殖,促进细胞分化的功能,其蛋白表达水平的降低参与了喉癌的发生。实验表明,P21WAFI/CIP1阳性表达与肿瘤细胞分化有关[1,3]。本实验发现,喉癌的高、中和低分化组P21WAFI/CIP1阳性表达率有随分化程度降低而下降的趋势(P<0.05)。表明P21WAFI/CIP1阳性表达与喉癌细胞分化程度有关,P21WAFI/CIP1能诱导喉癌中特异性基因表达,对于促进喉癌细胞分化,抑制细胞增殖起重要作用。文献报道[1,3]与本结果一致。本实验未发现P21WAFI/CIP1表达与喉癌临床分型,T分期和临床分期有关。
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    3.3 喉癌中CyclinD1和P21WAFI/CIP1阳性表达的相关性 文献报道[10],DNA损伤因子导致P53表达增高,通过诱导其下游靶基因P21WAFI/CIP1的表达,抑制CyclinD1-CDK4/6复合物活性,反馈诱导CyclinD1的表达。本实验发现,CyclinD1和P21WAFI/CIP1表达显著相关(P<0.05)。说明在喉癌发生发展过程中可能存在因P21WAFI/CIP1诱导CyclinD1表达途径,提示喉癌中CyclinD1阳性表达,除基因扩增外,P21WAFI/CIP1诱导途径也可能是其表达的重要机制之一,与乳腺癌[10]和胰腺癌[7]的研究结果一致。

    参考文献

    1 Sherr CJ,Roberts JM .Inhibitors of mammalian G1 cyclindependent kinaes.Genes Develop,1995;9:1149
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    2 Fracchiolla SN,Pruneri G,Pignataro L,et al.Molecular and immunohistochemical analysis of the bcl-1/cyclinD1 gene in laryngeal squamous.Cancer,1997;79:1114

    3 Nadal A,Jares P,Cazorla M,et al.P21WAFI/CIP1 expression is associated with cell differentition but not with p53 mutations in squamous cell carcinomas of larynx.J Pathol,1997;183:156

    4 Capaccio P,Pruneri G,Carboni N.CyclinD1 protein expression is related to clinical progression in laryngeal squamous cell carcinomas.J Laryngol Otolo,1997;11:622
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    6 郑杰,侯萍,周传农,等.CDKN2(P16INK4/MTS1)基因丢失和CyclinD1扩增在食管癌发生中的意义.中华肿瘤杂志,1996;18:408

    7 Gansauge S,Cansauge F,Ramadani M,et al.Overexpression of cyclinD1 in human pancreatic carcinoma is associated with poor prognsis.Cancer Res,1997;57:1634

    8 Bartkova J,Lukas J,Strauss M,et al.The PRAD-1/CyclinD1 oncogene product accumlates aberrantly in a subset of colorectal carcinoma.Int J Cancer,1994;58:568
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    9 Chen XB,Bargonettic,Prives C.P53 through p21WAFI/CIP1 in induce cyclinD1 synthesis.Cancer Res,1995;55:4257

    10 Rey MJ,Fernandaz PL,Jares P,et al.P21WAFI/CIP1 is associated with cyclinD1CCND1 expression and tubular differentiated but is independent of p53 overexpression in human breast carcinoma.J Pathol,1998;148:265

    (收稿日期 1999-05-18), 百拇医药