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编号:10289383
鼻咽癌组织HSP27与P53、P21癌基因蛋白表达相关性研究
http://www.100md.com 《同济大学学报(医学版)》 2000年第4期
     作者:刘立思 肖成峰 甄宏韬 刘争 何琼钦

    单位:肖成峰(同济医科大学公共卫生学院职业医学研究所,武汉 430030);刘立思 甄宏韬 刘争(同济医科大学附属同济医院耳鼻咽喉科,武汉 430030);何琼钦(湖北省汉川市第二人民医院耳鼻喉科,汉川 432300)

    关键词:鼻咽癌;热应激蛋白27;P53;P21

    同济医科大学学报000430 摘要 探讨鼻咽癌(nasopharyngeal carcinoma, NPC)组织中热应激蛋白27(heat stress p rotein 27, HSP27),P53及P21癌基因蛋白表达水平及其相互关系,采用间接免疫荧光染色 和SABC相结合的双重荧光染色法,分析3种蛋白在鼻咽癌发生、发展及预后中的作用。 结 果发现: 32例NPC中HSP27,P53和P21阳性表达比例(阳性率)分别为83.8%、50%、93.8%; 8例鼻咽增生性炎症组织中三者比例为4/8、0/8、4/8;4例正常组织则全部阴性表达。HSP27 、P53、P21的共表达以HSP27与 P21的共表达最为显著,且与NPC恶性程度和临床分期有关。 提示:HSP27及P21阳性表达可能是NPC发生的早期变化,可将二者联合作为NPC早期诊断及预 防的敏感生物标志物。
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    中图法分类号 R766.3, Q51, R730.23

    Study on the Expression of Heat Stress Protein 27, P53 and P21

    in Nasopharyngeal Carcinoma

    Liu Lisi

    (Department of Otolaryngology, Tongji Hospital, To ngji Medical University, Wuhan 430030)

    Xiao Chengfeng

    (Institute of Occupational Medicine, School of Public Health, Tongj i Medical University, Wuhan 430030)
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    Zeng Hongtao

    (Department of Otolaryngology, Tongji Hospital, To ngji Medical University, Wuhan 430030)

    Abstract The expression of heat stress protein 27 (HSP27), P53 and P21 in nasopharyngeal carcinoma (NPC) and the role of the three proteins in the occurrence, development and prognosis of NPC were studied. Indirect immuno fluorescence method combined with SABC method was used to detect the expressio n of HSP27, P53 and P21.The results showed HSP27, P53 and P21 were expressed in 83.8 %, 50 % and 93.8 % of all NPC patients and in 4/8,0/8,4/8 of hyperpl as tic nasopharyngitis, respectively. In normal tissues of 4 cases, all were nega tively stained. Coexpression of HSP27 and P21 was the most obvious among the coe xpression of HSP27, P53, P21, and it was related with the malignant degree and the clinical stage of NPC. It was concluded that HSP27 and P21 expression migh t be an earlier event in NPC, and both of them could be regarded as the biomar kers of diagnosis and prevention of NPC at early stage.
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    Key words nasopharyngeal carcinoma; heat stress protein 27; P 53; P21

    鼻咽癌(nasopharyngeal carcinoma, NPC)是一种恶性程度很高的肿瘤,在我国南方五 省极为常见。NPC的致病因素目前不太清楚,一般认为与遗传因素、EB病毒感染及环境因素 长期刺激有关。机体在接触这些刺激因素及病毒感染导致病变的同时,还合成一种被称为热 应激 蛋白(heat stress proteins, HSPs)的蛋白质[1,2]。HSPs增强了机体适应各种不 利因素的能力,参与热耐受及毒物耐受的形成[2]。更为重要的是,HSPs作为“分 子伴侣”,参与新合成蛋白质的折叠、装配和运输,防止蛋白质变形和聚集,帮助损伤蛋白 质的再折叠或降解。HSPs分为很多家族,其中小分子量的HSPs如27 ku的HSP(heat stress p rotein 27, HSP27)与肿瘤尤其乳腺癌关系密切[3,4]。HSP27与NPC之间的关系目前 未见研究,为此,探讨HSP27在NPC组织中的表达及其与癌基因蛋白P53,P21表达的相互关系 ,对于评价NPC的发生、发展及预后,以及采取不同治疗方式增加疗效有重要意义。
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    1 材料与方法

    1.1 实验材料

    收集1998~1999年期间经病理活检确诊的34~60岁 NPC组织32例,按照1992年全国鼻咽癌学 术会议提出的鼻咽癌分期方案进行临床分期。鼻咽增生性炎症组织8例及正常鼻咽组织4例作 对照。收集的新鲜组织立即于-70 ℃冻存,24 h后转入液氮罐中保存。

    取出冰冻组织,于-30 ℃下连续切片,切片厚5 μm,-20 ℃丙酮固定20 min,晾干,用 于HSP27,P53及P21免疫荧光染色。

    1.2 实验方法

    1.2.1 主要试剂:兔抗人HSP27(加拿大Laval大学TanguayRM教授惠赠),小鼠抗人P53及小鼠抗人P21单克隆抗体(Sigma公司产品),异硫氰酸荧光素(FITC)标记羊抗兔IgG和Cy3-SABC试剂盒(武汉博士德公司)。Cy3为博士德公司推出的一种新型荧光素,在554nm处激化,在568~574nm发射红色荧光,与FITC的黄绿色荧光鲜明区分。所用的每一种试剂首先按说明作预试验,选择其最适反应滴度。
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    1.2.2 检测方法:采用间接免疫荧光法(检测HSP27)和SABC法在同一张切片上进行双重荧光染色。同时检测HSP27和P53,HSP27和P21的表达。荧光显微镜(Olympus公司)下观察时,通过转换不同滤镜来观察两种荧光。由于荧光极易衰减,因此观察和评价宜迅速进行。用PBS代替一抗作阴性对照,已知阳性样本作阳性对照。

    1.2.3 结果观察与判断:HSP27由于被FITC间接标记而发黄绿色荧光,P53和P21则发红色荧光。根据荧光的有无和强弱按如下标准分级[5]:“-”,无或可见微弱光“+”,仅能见明确可见的荧光;“”,可见明亮的荧光;“”,可见耀眼的荧光。

    1.2.4 统计学处理:数据经统计软件Stata5.0处理,各组的统计学检验用直接概率法,P值计算均用精确概率法。
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    2 结果

    2.1 HSP27,P53和P21在NPC、鼻咽增生性炎症组织及正常组织中的表达阳性率 由表1可见HSP27,P53和P21在NPC中显著高表达,而鼻咽增生性炎症组织中HSP27和P21各有4例阳性。HSP27与P21阳性表达特征为位于胞浆,HSP27分布比较均匀,呈黄绿色,P21则靠近胞膜区明显。P53主要位于胞核,胞浆也有较弱分布。NPC同一组织中HSP27与P53,HSP27与P21,P53与P21以及三者共同表达的分别有16、28、16、14例。显示三者之间有较强的共表达,尤其以HSP27和P21共表达更为显著(28/32),见表1。

    表1 HSP27,P53和P21在NPC、鼻咽慢性炎症组织及正常组织中的表达阳性率

    例数

    阳性率(%)
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    HSP27

    P53

    P21

    NPC

    32

    87.5

    50.0

    93.8

    鼻咽增生性病变组织

    8

    50.0

    0.0
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    50.0 

    正常组织

    4

    0.0

    0.0

    0.0

    与正常组织比较  P<0.012.2 HSP27,P53和P21蛋白阳性表达与NPC分化程度、临 床分期及淋巴结转移之间的关系

    从表2可见,尽管NPC患者大多在46岁以上,但HSP27,P53与P21表达并无年龄上的差异性。对于有颈淋巴结转移的病例,三种蛋白表达显著升高(表2)。

    表2 HSP27,P53和P21阳性表达与NPC分化程度、临床分期及淋巴结转移之间的关系
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    例数

    阳性例数

    HSP27

    P53

    P21

    年龄

    34~45

    10

    8

    4

    8

    46~60

    22

, http://www.100md.com     20

    12

    22

    性别

    男

    20

    16

    10

    18

    女

    12

    12

    6

    12
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    分化程度

    高分化

    12

    8

    2

    10

    低分化

    12

    12

    8

    12

    未分化

    8

    8
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    6

    8

    临床分期

    Ⅰ

    14

    10

    4

    12

    Ⅱ

    6

    6

    4

    6

    Ⅲ
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    2

    2

    0

    2

    Ⅳ

    10

    10

    8

    10

    淋巴结转移

    有

    18

    18

    14
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    18

    无

    14

    10

    2

    12

    2.3 32例NPC组织中HSP27,P21, P53表达水平分级

    可见NPC分化程度越低,HSP27,P21及P53阳性率越高,表达水平也愈强,见表3。

    表3 不同分化程度NPC中HSP27,P21, P53表达水平

    例数

    HSP27
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    P21

    P53

    -

    +

    -

    +

    -

    +
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    未分化

    8

    0

    0

    4

    4

    0

    0

    4

    4

    2

    0

    4

    2
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    低分化

    12

    0

    4

    6

    2

    0

    2

    4

    6

    4

    2

    4

    2
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    高分化

    12

    4

    4

    2

    2

    2

    4

    4

    2

    10

    0

    2

    0
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    3 讨论

    P53与ras癌基因及其表达产物在肿瘤中的作用已基本为人们所认识。在肿瘤发生过程中 各种 致癌因素使p53基因突变,使其失去细胞负增长调节作用,导致变性P53蛋白质聚集[6 ]。 用免疫组化方法检测到的变性P53蛋白表达及其水平可间接反映这一变化。ras癌基因家族共 同表达的P21蛋白,是细胞浆内参与跨膜信号传递的主要物质,对细胞生长刺激信号起调节 作用。当ras基因发生突变时,细胞内的信号持续传导,致细胞无限增长而引发癌变[7 ]。 本研究发现,NPC组织中P53, P21显著高表达,鼻咽增生性炎症中4例也有一定表达,正常组 织则均为阴性。HSP27是小分子量HSPs家族成员之一。在高温、细菌及病毒感染、环境刺激性物质等作用下 可诱导表达[1,2]。有关HSP27与肿瘤关系的文章不断有报道。肿瘤组织中HSP27表 达普遍 增加,同时对热疗及化疗药物敏感性降低[2,8]。热或药物耐受状态的形成是 HSP2 7的一 个重要功能。此外,HSP27还可作为“分子伴侣”,促进新合成的蛋白质折叠、装配和运输 ,促进受损或变性的蛋白质恢复功能或进一步降解[1]。Orit等[9]发现HS Ps可以与突变 型P53蛋白结合,使其向野生型转变。HSPs与P53结合成稳定的复合物存在于胞核,有时也转 移至胞浆较长时间存在。张永幸等[10]发现职业性肺癌中HSP70与P53有较强共表达 。本研 究发现,HSP27不仅与P53有共表达(16/32),与P21同时表达的比例更高(28/32),三者同时 阳性表达的也有14例。提示HSP27作为“分子伴侣”,可能与P53及P21结合,促使其稳定, 并参与了变性P53或P21功能的恢复或降解。
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    从病因学角度分析,环境致癌物的长期刺激及EB病毒感染与NPC的发生高度相关。这些不利 因素又可使机体表达HSP27,鼻咽增生性炎症组织中HSP27表达升高,根据对HSP27的功能的 研究,其高表达是一种细胞保护性反应。那么一旦这种保护性反应消失或减弱,即HSP27的 不表达和/或表达降低与NPC的发生是怎样的关系呢?目前仍不清楚。NPC组织分化越差、临 床分期越晚,其HSP27表达水平越强,可能有以下几个方面的原因:①一种或多种基因突 变如p53、 ras突变后其异常表达产物激活了热休克转录因子,促使HSP27高表达,NPC分化 越低,这种基因突变程度越强,因而HSP27表达越高;②NPC分化越差,其向周围组织浸 润或转移能力越强,刺激了NPC周围组织及其本身HSP27的表达升高。HSP27这种表达差异使 分化程度越低的NPC对放射治疗或化疗更加不敏感,细胞生存能力更强。因此,HSP27在NPC 中的表达差异性不仅用于判断预后,对于治疗方式的选择也有一定作用。通过认识HSP27表 达规律,选择不同方式的放射治疗,或放疗与化疗相结合,或者运用某种方式控制HSP27的 表达后再进行放疗或化疗往往可能取得意想不到的治疗效果。ras癌基因产物P21在鼻咽增生 性炎症组织中也有一定阳性,提示已有细胞生长信号传导系统的紊乱。然而对鼻咽增生性炎 症与NPC的发生关系尚缺乏深入研究。P21在NPC中的表达类似于HSP27。因此,NPC发生、发 展过程中HSP27、P21和P53的表达有其共同的规律性,即NPC的恶性程度越高、分期越晚并伴 有颈淋巴结转移者三者表达愈强。因而可以推测:NPC的发生是HSP27、P21、P53以及其他相 关基因突变后交互作用的结果。其具体机制及意义仍需日后深入研究。
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    刘立思,男,1951年生,副教授

    参 考 文 献

    1,Morimoto R I, Tissieres A, Georgopoulos C. Progress and perspectives on the biology of heat shock proteins and molecular chaperones. In: Morimoto R I, Tissieres A, Georgopoulos C et al. The biology of heat shock protei ns a nd molecular chaperones. New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1994, 1 ~30

    2,Tangchun Wu, Yuan Ye, Wu Yang et al. Presence of antibodies to h eat stress protiens and its potential significance in workers exposed to benzenc e and patients with benzene-poisoning. Cell Stress and Chaperone, 1998,3:161 [ ZK)
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    3,Ciocca D R, Oesterreich S, Chamness G C et al. Biological and cl inic al implications of heat shock protein 27,000 (Hsp27): a review. J Natl Cancer In st, 1993,85:558

    4,Love S, King R J. A 27 kDa heat shock protein that has anormalous pr ognostic powers in early and advanced breast cancer. Br J Cancer, 1994,69:743

    5,蔡文琴, 王伯云主编. 适用免疫细胞化学与核酸分子杂交技术.成都: 四川科 学技术出版社, 1994.67~68

    6,Gottlied T M, Oren M. p53 in growth control and neoplasis. Biochem Biophys Acta, 1996,1287:77
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    7,McCormick F. Ras-related proteins in signal transduction and growth control. Mol Reprod Dev, 1995,42:500

    8,Fuqua S A, Oesterreich S, Hilsenbeck S G, et al. Heat shock prot eins and drug resistance.Breast Cancer Res Treat, 1994,32:67

    9,Elledge R M, Clark G M. p53 protein accumulative detected by five different antibodies: relationship to progress and HSp70 in breast cancer. Canc er Res, 1994,54:3752

    10 张永幸, 贺涵贞, 邬堂春等. 职业性肺癌中热应激蛋70、热应激蛋白27与p5 3表达的相关性研究. 中华劳动卫生职业病杂志, 1998,16(2):78

    (1999-11-24 收稿), 百拇医药