腫瘤因子胃癌分析論文
時間:2022-07-10 07:00:00
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【摘要】胃癌是消化系統中最常見的惡性腫瘤,我國胃癌的發病率和病死率均居于惡性腫瘤的首位。存活素(Survivin)是近年新發現的一種蛋白,屬于凋亡抑制蛋白(IAP)家族,具有強大的抗細胞凋亡功能,在胃癌組織中有較高表達。研究表明,Survivin與現在已知的某些因子在胃癌中的表達有一定的相關性;并且,Survivin在胃癌組織中的表達與胃癌的早期診斷、治療及預后有著明顯的聯系。本文就Survivin與腫瘤相關因子在胃癌中的表達及其相關性研究做一概述。
【關鍵詞】存活素;胃癌
存活素(Survivin)是近年新發現的一種凋亡抑制因子,在1997年由耶魯大學的Altieri等發現,具有強大的抗凋亡功能,是凋亡抑制因子(inhibitorofapoptosisproteins,IAP)家族成員之一。研究表明其與腫瘤的發生發展有著密切的聯系,因此引起了眾多學者的關注。
1Survivin的定位與表達
人Survivin基因定位于17q25染色體上。其編碼的Survivin蛋白是由142個氨基酸組成,分子量為16.5kD的蛋白質,以同源二聚體形式存在,表達于細胞周期的G2/M期[1]。人類的Survivin蛋白是一類胞漿蛋白,許多研究表明生理狀態下,Survivin存在于人的胚胎組織中,而成人除子宮內膜、胎盤組織和胸腺組織中發現存在不同程度的Survivin表達外,大多數組織均測不到其表達。而絕大多數癌組織存在Survivin表達。其余的IAPS則能夠廣泛表達于正常成人組織中,這是Survivin與IAPS家族其他成員的最大區別之一。
Survivin能夠選擇性表達于惡性腫瘤組織,而癌旁正常組織并不表達,并且可以促進細胞的惡性轉化和抑制細胞凋亡,是某些惡性腫瘤發生的重要因素之一。Survivin的表達增高出現在腫瘤發展的早期,并且在發生侵襲前就可出現表達上升[2]。有研究表明隨著腫瘤的發展,腫瘤細胞中Survivin的含量也隨之增高,與Survivin能夠抑制腫瘤細胞的凋亡、促使腫瘤發展有關。Survivin的表達與腫瘤患者的耐藥性、預后及5年生存率呈正相關。這些特點使Survivin為腫瘤的早期診斷和基因治療提供了新的靶點。
2Survivin在胃癌中的表達
Survivin在大部分腫瘤,如肺癌、乳腺癌、胰腺癌等癌組織中呈高表達,而在這些相對應的正常組織中不表達,并且它的表達與預后有相關性。Survivin的表達在消化道腫瘤中也有重要的意義,在判斷晚期結直腸癌的預后、復發、療效及5年生存率中的意義已得到普遍認可。而Survivin與胃癌的研究也有很多發現。
Nakamura等[3]發現,Survivin在胃癌組織中的表達明顯高于萎縮性胃炎組織,而在正常胃組織中不表達。在Survivin的定量研究中表明,其表達量與患者的生存呈負相關。分化程度越低的胃癌組織中Survivin表達率越高,患者預后越差[4]。而Survivin與胃癌淋巴結轉移情況、浸潤程度及分期之間的關系尚存在很大的爭議,有待于進一步研究。
Survivin與腫瘤的發生、發展以及預后之間的關系在腸癌、肝癌、宮頸癌以及肺癌等腫瘤方面有了較深入的研究,而在胃癌中報道相對較少。近幾年,在胃癌領域的研究中,Survivin已經成為一個新的熱點。并且Survivin與許多研究比較成熟的腫瘤相關因子在胃癌表達中的相關性,也引起了國內外學者的注意。當代的Survivin研究不僅著重在Survivin對胃癌的單一因子的作用上,更著重于尋找多個腫瘤相關因子與胃癌發生發展之間的內在聯系。
3COX-2與Survivin在胃癌表達中的相互關系
環氧化酶(cyclooxygenase,COX)是花生四烯酸合成前列腺素的限速酶,COX-2是其中的一種。近年來很多研究表明其與腫瘤的發生有密切聯系。COX-2參與多種病理生理過程,包括炎癥過程及腫瘤的發生、發展[5]。COX-2可被生長因子、細胞因子、血管作用多肽及絲分裂素等誘導表達,并可刺激腫瘤生長、轉移和浸潤[6]。COX-2在正常組織中不表達,但在多種腫瘤細胞可見高表達,在有關腫瘤的治療中可以通過抑制COX-2的表達來限制腫瘤的生長、浸潤及轉移等。
近幾年來多方面的證據表明,COX-2在胃癌組織中也呈高度表達[7],并且與胃癌的分化程度相關。COX-2導致胃癌發生的機制主要與其促進血管生成及抑制細胞凋亡有關[8,9]。王滔明等[10]應用免疫組化S-P技術檢測了Survivin及COX-2在胃癌組織中的表達。在早、中期胃癌組織中Survivin、COX-2陽性表達密切相關,兩蛋白陽性呈正相關性。
COX-2和Survivin在胃癌的發生發展中有較多的共通點。二者均在胃癌組織中高表達,并且在早期就可出現,而在正常胃組織中不能檢測到;表達程度越高,患者的惡性程度就越高,5年生存率越低;并且在胃癌發生的機制中,都能夠抑制凋亡。在結腸癌中的研究發現,COX-2的主要產物前列腺素E2可直接引起Bcl-2的升高[11]。而Bcl-2基因及其表達蛋白可抑制細胞凋亡和延長細胞壽命,又稱為凋亡抑制基因。其可以通過阻斷細胞色素C的凋亡作用來抗凋亡,而Survivin也可抑制由細胞色素C誘導的caspase活化此過程。COX-2和Survivin可共同通過阻斷細胞色素C來抑制細胞凋亡。因此在胃癌的發生發展過程中可以出現二者的協同作用。
4VEGF與Survivin在胃癌表達中的相互關系
血管內皮生長因子(vascularendothelialgrowthfactor,VEGF)是調節血管生成的最重要的細胞因子。不僅在正常組織中有表達,在多種惡性腫瘤中已被證實呈現過度表達,且和多種腫瘤的生長、轉移、預后有關[12,13]。
VEGF是目前發現的最重要的促血管生成因子之一,VEGF和它的受體能夠刺激內皮細胞形成新生血管[14],腫瘤組織內VEGF呈現高表達,也與其促血管生成作用有關。因此,抑制腫瘤細胞中VEGF的活性就可以減少腫瘤組織中的血管生成數量,而血管與腫瘤的發生發展密切相關,對于抑制腫瘤的生長及浸潤有重要的意義。
現有的資料表明在胃癌中VEGF陽性率為43.14%~73.10%,高于正常胃黏膜和癌旁組織[13],并且在胃癌轉移機制研究中發現,VEGF含量與胃癌浸潤、淋巴結轉移及肝轉移密切相關[12]。胃癌組織中VEGF過表達反映胃癌的惡性程度,是判斷預后的有效指標。
Survivin不僅有較強的抗凋亡作用,并且與腫瘤血管的形成及細胞的增殖有關[15]。Mesri等[16]研究表明在腫瘤血管增生過程中,VEGF與Survivin存在正協同作用。Survivin的促血管生成作用是由VEGF所介導的,VEGF的存在是Survivin作用所必需的條件。實驗證明,VEGF可以促使Survivin的表達增加約16倍[17]。我國學者聶明豪等[18]在對胃癌的研究中也證實了Survivin與VEGF的表達存在協同性,共同作用促進胃癌組織中血管的生成,從而促進腫瘤的發生發展。
血管內皮細胞生長因子受體(KDR)是VEGF的特異性受體,是一種酪氨酸激酶受體。VEGF可以通過KDR信號轉導通路來誘導COX-2的表達[19]。而COX-2可與Survivin協同抑制細胞凋亡,促進腫瘤的發生發展;VEGF則為促進腫瘤內血管的生長,為腫瘤的生長提供營養物質。從以上敘述可以看出,COX-2、VEGF和Survivin三者之間存在復雜并且精密的調控。
5Cyclin-B1與Survivin在胃癌中表達的相互關系
細胞周期素(Cyclin)是一類調節細胞周期的蛋白質,與細胞的有絲分裂有關。在對細胞周期素的研究中發現,Cyclin-B1、D1及E在多種腫瘤中,如胃癌、肝癌、結直腸癌、肺癌和宮頸癌等,可檢測出有一個或者多個異常表達。Cyclin在多種腫瘤中出現異常表達,應該與其調節細胞周期的作用相關。
在胃癌中可以出現異常表達的,目前主要認為是Cyclin-B1及D1。由于Survivin表達于細胞周期的G2/M期,而Cyclin-B1也表達于該期,因此認為Cyclin-B1與Survivin在胃癌的發生發展過程中存在著一定的關系。
正常情況下,在有絲分裂后期Cyclin-B1迅速降低,從而使細胞退出M期。這樣就可以使細胞進入新一輪的有絲分裂,而不會滯留于M期。在正常胃組織及胃癌組織中均可見Cyclin-B1的表達,但在胃癌組織中的表達明顯低于正常胃組織。利用RT-PCR顯示SurvivinmRNA表達陽性的胃癌組織Cyclin-B1mRNA表達水平明顯低于SurvivinmRNA表達陰性的胃癌組織和正常胃組織,SurvivinmRNA表達陰性的胃癌組織Cyclin-B1mRNA水平明顯低于正常胃組織。此項研究表明:Survivin在胃癌組織中的表達與Cyclin-B1表達水平呈負相關[20]。
Survivin蛋白與Cyclin-B1都在G2/M期表達,二者可能在有絲分裂的G2/M期共同作用,導致細胞脫離正常分化程序,從而使腫瘤細胞凋亡被抑制,細胞分裂加速。而二者具體的共同作用點,目前尚無明確的研究成果,有待進一步探討。
6p53與Survivin在胃癌中表達的相互關系
人p53是一個由393個氨基酸組成的核蛋白。正常情況下,p53活性很低,當機體遇到各種引起DNA損傷的因素后p53被激活,其活性和蛋白水平迅速升高,然后根據應激信號及組織、細胞種類的不同,產生不同的應答。p53基因是較早被認識的凋亡調控基因,其分為野生型和突變型。野生型p53基因有促進細胞凋亡作用,而突變型則失去此作用。幾乎所有的人類惡性腫瘤中都存在p53的異常,一半以上存在p53的突變。由于突變型p53失去促細胞凋亡的作用,所以,突變型p53在腫瘤發生發展中的作用與其喪失促凋亡作用有關。
p53在正常胃黏膜中不見表達,而在胃癌組織中表達較高。Maehara等[21]研究認為,p53與胃癌的浸潤深度、淋巴結轉移及TNM分期有關,但是與腫瘤的大小和分化程度無明顯相關性。目前研究認為,Survivin在腫瘤發生過程中的作用有一途徑與p53有關。野生型p53在mRNA和蛋白水平抑制Survivin[22],而在大部分癌癥發生過程中出現了突變型的p53,從而失去了抑制Survivin的作用,導致出現細胞的異常增殖。Lu等[23]的研究結果顯示:當p53突變時,Survivin異常表達;而高表達起到強大的抑制凋亡的作用,導致細胞增殖,腫瘤形成。
王洪等[24]采用了二步法免疫組化技術檢測胃癌組織中Survivin和p53蛋白的表達情況,發現胃癌組織中Survivin高表達導致凋亡抑制在胃癌的發生發展中可能起重要作用,而突變型p53基因喪失了對Survivin負反饋調節,在這一過程中二者起協同作用。
以上研究均表明:p53對Survivin基因表達有負反饋調節作用。并且由于p53與胃癌的浸潤深度、淋巴結轉移及TNM分期有關,所以其可以作為胃癌預后的指標之一。
如果在腫瘤發生的早期能夠抑制p53對Survivin的調控作用,就可以抑制腫瘤細胞內Survivin的產生,使腫瘤細胞走上正常的凋亡途徑,能夠減少腫瘤細胞的數量和減慢腫瘤發展速度,對腫瘤患者進行早期治療。這樣可以提高患者的生存質量及5年生存率。
7其他
幽門螺桿菌(Helicobacterpylori,H.pylori)已經被確認為是消化性潰瘍的首要病因。在消化性潰瘍患者中H.pylori檢出率顯著高于普通人群。近年來,H.pylori感染與胃癌的關系逐漸引起關注。WHO于1994年宣布H.pylori是人類胃癌的1類致癌原。有關胃癌中Survivin與H.pylori之間關系的研究,已有相關報道顯示它們之間具有相關性[25],但是,它們之間的具體關系及共同作用機制尚沒有進行深入研究。
NF-κB是一種能和免疫球蛋白κ輕鏈基因的增強子序列特異結合的核因子。過去認為NF-κB在炎癥和免疫反應中有重要的作用,而近年來的大多數研究主要集中在它在腫瘤的發生發展中的影響。NF-κB在胃癌中的陽性率較高,并且關于它和Survivin在胃癌中表達的相關性,也有相關研究報道。
除上文所列出的指標外,有關Survivin與p27、CD44V6蛋白及PTEN等因素之間的相關性的研究已經在逐步深入。
現在大多數的研究已經不滿足于對單一的Survivin縱向的深入研究,而將更多的科研工作放在多個腫瘤相關因子的橫向聯系上。
8展望
近來新發現的具有獨特結構的凋亡抑制蛋白基因家族成員Survivin,在參與腫瘤的發生、發展以及耐藥方面的作用正引起重視。Lee等[26]通過免疫組化的方法檢測了106例胃癌手術標本,發現Survivin的表達與腫瘤大小和浸潤深度相關,我國學者張宏等[4]的研究也發現了Survivin在胃癌中的表達具有類似的特點。目前關于Survivin與胃癌的淋巴結轉移之間的關系還存在較大爭議。Survivin除了在腫瘤細胞中特異性表達外,還與腫瘤的預后有很大關系。腫瘤患者中Survivin表達陽性者,其5年生存率明顯低于Survivin表達陰性患者。并且在肝癌復發患者中,Survivin表達陽性率也明顯高于未復發者[27]。雖然目前大量研究表明Survivin是一個有潛在價值的腫瘤標記物,但是關于Survivin在胃癌發生發展中的作用以及在診斷治療中起到的作用,相關的研究報道還比較少。并且大部分研究還停留在單一層面,僅僅研究Survivin與腫瘤的關系,沒有與其他研究較成熟的腫瘤相關因子聯系起來。而目前胃癌是一個世界上都難以攻克的難題,患者的早期轉移較多,5年生存率較低。如果能夠進一步深入研究Survivin及其他相關因子的關系,用來指導胃癌的早期診斷及臨床治療,提高患者的生存率,改善生活質量,這將是在胃癌研究中的一項突破。
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