胃腸道間質(zhì)瘤中PTEN、蛋白激酶B與轉(zhuǎn)錄因子家族NF-κB、bcl-2關(guān)系的研究

趙毅，馮勇，王強(qiáng)，趙瀅，鄧鑫，張?zhí)毂耄町惲?/p>

（中國(guó)醫(yī)科大學(xué) 1.附屬盛京醫(yī)院胃腸外科，沈陽(yáng) 110004；2.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)與分子生物學(xué)教研室，沈陽(yáng) 110001；3.附屬第一醫(yī)院消化內(nèi)科，沈陽(yáng) 110001）

胃腸道間質(zhì)瘤（gastrointestinal stromal tumor，GIST）是胃腸道最常見(jiàn)的間葉源性腫瘤，占胃腸道腫瘤的1%～4%，每年發(fā)病率約2/10萬(wàn)［1］。該腫瘤具有惡變潛能，對(duì)GIST的良惡性判斷和預(yù)后因素尚無(wú)統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。

腫瘤發(fā)生中細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)通路的異常是細(xì)胞惡變的主要原因之一。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)，磷脂酰肌醇3-激酶（phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K）和其下游分子蛋白激酶 B（protein kinase B，PKB 或 Akt）所組成的信號(hào)通路在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、治療及轉(zhuǎn)歸中發(fā)揮重要作用［2］。磷酸化抑癌基因（phromosometen，PTEN）是一種腫瘤抑制基因，是最易發(fā)生突變的靶點(diǎn)基因之一。PTEN基因的突變，可以激活PI3K/Akt途徑，使絲氨酸/蘇氨酸激酶Akt脫磷酸化而活化，活化的Akt通過(guò)阻止從線(xiàn)粒體釋放細(xì)胞色素C和使具有抗凋亡作用的轉(zhuǎn)錄因子NF-κB（nuclear factor-κB）失活，導(dǎo)致細(xì)胞不受各種凋亡刺激的作用而發(fā)生腫瘤。

在GIST中，隨著惡性潛能的增加，凋亡因子過(guò)表達(dá)可能扮演一個(gè)重要角色。本文通過(guò)觀(guān)察GIST組織標(biāo)本中Akt、PTEN、NF-κB以及B細(xì)胞淋巴瘤/白血病2（bcl-2）表達(dá)水平的變化，探討它們與GIST臨床病理特征及預(yù)后的相關(guān)性，以此揭示其在GIST發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的作用。

1 材料與方法

1.1 材料

選擇臨床病理資料完整、隨訪(fǎng)結(jié)果確切的中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院1990年2月至2007年2月手術(shù)切除、病理證實(shí)的GIST新鮮組織標(biāo)本124例。男性64例，女性60例，年齡9～79歲，平均54.6歲。腫瘤發(fā)生于胃62例（50.0%）、小腸28例（22.6%）、結(jié)直腸14例（11.3%）、食管 9例（7.3%）、胃腸道外11例（8.9%）（其中網(wǎng)膜4例、腸系膜4例、后腹膜3例）。另取腫瘤旁組織作為對(duì)照。

GIST的診斷標(biāo)準(zhǔn)：常規(guī)形態(tài)符合GIST診斷要點(diǎn)，免疫組化CD117（＋）確診；或者常規(guī)形態(tài)符合GIST 診斷要點(diǎn)，CD117（－）CD34（＋） 確診；或者CD117（－）CD34（－），并且平滑肌肌動(dòng)蛋白（smooth muscle actin，SMA）、結(jié)蛋白（desmin）、神經(jīng)脊突細(xì)胞抗原（S-100）蛋白均陰性，排除平滑肌源性和神經(jīng)源性腫瘤，病理組織學(xué)形態(tài)符合GIST而納入本研究。其中CD117（＋）113例（91.1%）、CD34（＋）109例（87.9%）。

依據(jù)Fletcher等提出的GIST生物學(xué)行為分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分級(jí)（NIH分級(jí)）：腫瘤直徑＜2 cm和核分裂象＜5/50 HPF為極低度侵襲危險(xiǎn)性（Ⅰ級(jí)）；腫瘤直徑2～5 cm和核分裂象＜5/50 HPF為低度侵襲危險(xiǎn)性（Ⅱ級(jí)）；腫瘤直徑5～10 cm和核分裂象＜5/50 HPF或腫瘤＜5 cm和核分裂象6～10/50 HPF為中度侵襲危險(xiǎn)性（Ⅲ級(jí)）；腫瘤直徑>5 cm和核分裂象>5/50 HPF或腫瘤>10 cm和核分裂象>10/50 HPF為高度侵襲危險(xiǎn)性（Ⅳ級(jí)）。

本研究124例GIST中、除9例因其他原因死亡外，其余115例隨訪(fǎng)資料完整，隨診時(shí)間10～204個(gè)月，平均52個(gè)月。

1.2 方法

1.2.1 RT-PCR 檢測(cè)AKT、PTEN、NF-κB、bcl-2在GIST中的mRNA水平：選擇特異性引物序列分別為：Akt上游序列 5′-TGAGCGACGTGGCTATTG-3′，下游序列 5′-CAGTCTGGATGGCGGTTG-3′，目的片段484 bp；PTEN上游序列5′ -CAGAGCGAGGGGCATCAG-3′，下游序列 5′-GCAG GAAATCCCATAGCAATAA-3′，目的片段 460 bp；NF-κB上游序列 5′-TGCCGAGTGAACCGAAAC-3′，下游序列 5′TGGTGCTCAGGGATGACG-3′，目的片段453bp；bcl-2上游序列 5′-TGGGAGAACAGGGTACG ATA-3′，下游序列 5′-CCACCGAACTCAAAGAAGG-3′，目的片段278 bp；內(nèi)參照β-actin上游序列5′-AAATCGTGCGTGACATTAA-3′，下游序列 5′-CTCGTCATACTCCTGCTTG-3′，目的片段472 bp。PCR反應(yīng)條件為95℃變性1 min，52℃～57℃退火2 min，72℃延伸10 min，所有的標(biāo)本都經(jīng)過(guò)3次重復(fù)檢測(cè)。將PCR反應(yīng)產(chǎn)物在2%的瓊脂糖溴化乙錠凝膠上電泳，采用UVP凝膠成像分析系統(tǒng)掃描測(cè)定PCR產(chǎn)物帶的密度，將各目的基因產(chǎn)物帶所測(cè)得的密度值與內(nèi)對(duì)照β-actin產(chǎn)物帶的密度值進(jìn)行比較，各目的基因表達(dá)水平以與β-actin內(nèi)對(duì)照比值的形式來(lái)表示。

1.2.2 Western blot 檢測(cè) PTEN、pAkt、NF-κB、bcl-2在GIST及對(duì)照組的蛋白表達(dá)情況：0.5 g GIST加入1 ml細(xì)胞裂解緩沖液（Cell Signaling Technology，美國(guó)）及1 mmol的PMSF（苯甲基磺酰氟）勻漿。按常規(guī)步驟提取蛋白，測(cè)定蛋白濃度。電泳前，加入SDS樣品緩沖液，100℃煮沸5 min，離心后上樣，12%SDS-PAGE分離，然后將蛋白轉(zhuǎn)至硝酸纖維素膜上，一抗孵育，堿性磷酸酶耦聯(lián)的IgG作為二抗，堿性磷酸酶底物顯色。一抗購(gòu)自美國(guó)Santa Cruz公司，二抗購(gòu)自中山金橋生物公司。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

應(yīng)用SPSS 13.0軟件包進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)量數(shù)據(jù)以±s表示，組間比較采用t檢驗(yàn)或單因素方差分析，相關(guān)分析采用簡(jiǎn)單線(xiàn)性相關(guān)，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 Akt、PTEN在GIST中的mRNA表達(dá)水平的變化

AktmRNA表達(dá)水平隨NIH分級(jí)上調(diào)，其中高、中危腫瘤組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，其余各組之間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；Akt的陽(yáng)性表達(dá)率與性別、年齡、組織學(xué)類(lèi)型無(wú)關(guān)，與腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移和黏膜受侵顯著相關(guān)。PTENmRNA表達(dá)水平隨NIH分級(jí)下調(diào)（P<0.05），PTEN的缺失率隨腫瘤惡性程度的增加而增高；PTEN的陽(yáng)性表達(dá)率與性別、年齡、組織學(xué)類(lèi)型無(wú)關(guān)，與腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移和黏膜受侵關(guān)系密切。見(jiàn)圖1。

2.2 NF-κB、bcl-2在GIST中的mRNA表達(dá)水平變化

NF-κBmRNA表達(dá)水平隨NIH分級(jí)上調(diào)，且腫瘤惡性度越高，臨床分期越晚，表達(dá)水平增加程度越重，與腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移、黏膜受侵密切相關(guān)，而與年齡、性別、組織學(xué)類(lèi)型無(wú)關(guān)；bcl-2mRNA水平與NIH分級(jí)、黏膜受侵有關(guān)（P<0.05），而與年齡、性別、組織學(xué)類(lèi)型、轉(zhuǎn)移復(fù)發(fā)及周?chē)M織浸潤(rùn)無(wú)關(guān)。各指標(biāo)與臨床病理特征之間的關(guān)系見(jiàn)表1。

2.3 pAkt、PTEN蛋白在GIST中的表達(dá)

各指標(biāo)蛋白表達(dá)水平與mRNA水平基本一致，但pAkt蛋白在GIST組織中的表達(dá)水平明顯增高（圖 2，表 2）。

表1 GIST中NF-κB、bcl-2mRNA的表達(dá)與臨床病理特征的關(guān)系（±s）Tab.1 The relationship between the mRNA expression of NF-κB，bcl-2and the clinicopathological characteristics of GIST（±s）

表1 GIST中NF-κB、bcl-2mRNA的表達(dá)與臨床病理特征的關(guān)系（±s）Tab.1 The relationship between the mRNA expression of NF-κB，bcl-2and the clinicopathological characteristics of GIST（±s）

1）P<0.01，2）P<0.05 vs control group；3）P<0.01，4）P<0.05 compare between groups.

Clinicopathological characteristics n NF-κB bcl-2 Gender Male 64 0.805±0.0892） 1.236±0.1292）Female 60 0.780±0.1012） 1.184±0.1982）Age（year）≥55 70 0.783±0.1102） 1.193±0.1312）＜ 55 54 0.804±0.9652） 1.203±0.1562）Histological type Epithelioid 28 0.783±0.0942） 1.189±0.1432）Shuttlelike 73 0.791±0.0792） 1.206±0.1572）Mixed type 23 0.804±0.0882） 1.195±0.1432）Tumor invasion No 84 0.748±0.0822） 1.198±0.1442）Yes 40 0.855±0.0941），4） 1.195±0.1551）Paratumor tissue 124 0.565±0.085 0.886±0.133 NIH Lower risk 6 0.641±0.1032），4） 0.898±0.1442），4）Low risk 20 0.735±0.0812），3） 1.067±0.1171），3）Middle risk 37 0.786±0.0941），4） 1.174±0.1412），4）High risk 61 0.843±0.1012），4） 1.314±0.1582），4）Mucosa invasion No 79 0.708±0.0991） 1.059±0.1212）Yes 34 0.819±0.1102），4） 1.309±0.1451），4）

表2 GIST中pAkt和PTEN蛋白表達(dá)水平與NIH分級(jí)的關(guān)系（±s）Tab.2 The relationship between the protein expression of pAkt，PTEN and NIH classification（±s）

表2 GIST中pAkt和PTEN蛋白表達(dá)水平與NIH分級(jí)的關(guān)系（±s）Tab.2 The relationship between the protein expression of pAkt，PTEN and NIH classification（±s）

Compare with paratumor tissue，1）P<0.01，2）P<0.05，Compare between groups，3）P<0.01，4）P<0.05.

Classification n pAkt PTEN Paratumor tissue 124 72.13±3.25 161.16±5.64 NIH Lower risk 6 93.64±2.182），4） 148.72±3.332），4）Low risk 20 115.16±3.832），4） 114.28±3.872），4）Middle risk 37 142.52±4.732），3） 73.24±1.722），3）High risk 61 180.55±4.781），4） 60.12±1.782），4）

2.4 相關(guān)性分析

本研究124例GIST組織中，PTEN與pAkt蛋白陽(yáng)性表達(dá)之間呈顯著負(fù)相關(guān)（r＝-0.386，P=0.024）。Akt和NF-κB、bcl-2的mRNA表達(dá)之間呈顯著正相關(guān)（r＝0.192，P=0.034；r＝0.368，P=0.012）。NF-κB和bcl-2的mRNA表達(dá)之間呈顯著正相關(guān)（r＝0.356，P=0.02）。

3 討論

Akt是信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中的重要蛋白激酶，它是PI3K下游作用的靶蛋白，是PI3K/Akt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的核心，其持續(xù)活化與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)［3］。在GIST中，隨著腫瘤惡性度的增加，Akt活性增高，活化的Akt可以直接磷酸化抑制KappaB蛋白激酶 a （inhibit KappaB kinase a，IKKa），使抑制KappaB蛋白激酶（inhibit KappaB kinase，IKK）激活，調(diào)節(jié)NF-κB活性?，F(xiàn)已證實(shí)，Akt/PKB對(duì)于IKK介導(dǎo)的抑制因子 KappaB（inhibit KappaB，I-κB）的降解和NF-κB的激活是腫瘤發(fā)生發(fā)展必需的［4］。在對(duì)人類(lèi)腫瘤PTEN基因缺失或突變的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，PTEN缺失發(fā)生在廣泛的人類(lèi)腫瘤中［5，6］，PTEN是迄今發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)具有磷酸酶活性的抑癌基因，可以通過(guò)控 制 活 化 的 磷 脂 酰 3，4，5-三 磷 酸 肌 醇（phophatidyl3，4，5-triphosphoinositol，PIP3） 來(lái) 調(diào) 控Akt的活性。PTEN能夠抑制PIP3激酶的磷酸化作用，阻斷Akt及其下游激酶的活性，引起細(xì)胞凋亡。

本研究發(fā)現(xiàn)AktmRNA表達(dá)水平隨GIST NIH分級(jí)上調(diào)，各組之間比較，除高、中危腫瘤組之間外，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；Akt的陽(yáng)性表達(dá)率與性別、年齡、組織學(xué)類(lèi)型無(wú)關(guān)，與腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移和黏膜受侵顯著相關(guān)，提示Akt的過(guò)表達(dá)促進(jìn)了GIST的侵襲轉(zhuǎn)移。PTENmRNA表達(dá)水平隨NIH分級(jí)下調(diào)，隨著腫瘤惡性程度的增加，PTEN的缺失率也逐漸增高；PTEN的陽(yáng)性表達(dá)率與性別、年齡、組織學(xué)類(lèi)型無(wú)關(guān)，與腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移和黏膜受侵關(guān)系密切。進(jìn)一步提示PTEN蛋白的缺失與GIST發(fā)生發(fā)展的關(guān)系密切。Western blot實(shí)驗(yàn)的結(jié)果顯示，各指標(biāo)蛋白水平的表達(dá)變化與mRNA水平基本一致。PTEN的表達(dá)與Akt的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，提示在GIST中PTEN的失活導(dǎo)致Akt的活化，從而導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞逃避各種凋亡刺激，造成腫瘤發(fā)生發(fā)展?；罨膒Akt蛋白在GIST組織中的表達(dá)水平明顯增高。這是由于在GIST組織中pAkt蛋白表達(dá)增高是蛋白翻譯和（或）翻譯后水平而非基因轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)的結(jié)果。

NF-κB在腫瘤凋亡的調(diào)控中起關(guān)鍵性作用，抑制腫瘤細(xì)胞NF-κB的活性可引起腫瘤細(xì)胞凋亡，從而抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)［7］。本研究結(jié)果顯示，NF-κBmRNA水平隨NIH分級(jí)升高而上調(diào)，且腫瘤惡性度越高，臨床分期越晚其上調(diào)程度越大，因而其表達(dá)水平可間接反映GIST的惡性程度。且NF-κB與腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移、黏膜受侵密切相關(guān)，而與年齡、性別、組織學(xué)類(lèi)型無(wú)關(guān)。

活化的Akt能磷酸化bcl-2關(guān)聯(lián)的死亡啟動(dòng)子（bcl-2 associated death promoter，BAD），BAD 通過(guò)磷酸化bcl-2家族而抑制凋亡。過(guò)度激活的Akt使細(xì)胞失去凋亡能力［8］。而NF-κB除可通過(guò)調(diào)控凋亡抑制蛋白（inhibitors of apoptosis protein，IAP）等細(xì)胞因子的表達(dá)外，還可通過(guò)誘導(dǎo)和上調(diào)bcl-2家族蛋白發(fā)揮抑制凋亡作用［9］。由于bcl-2啟動(dòng)子上存在NF-κB 的特異性結(jié)合位點(diǎn)［10］，被 Akt激活的 NF-κB 可通過(guò)轉(zhuǎn)錄途徑直接上調(diào)bcl-2表達(dá)［11］，這與我們的研究結(jié)果一致，隨著Akt及NF-κB表達(dá)水平的上調(diào)，bcl-2mRNA水平表達(dá)上調(diào)，三者間存在顯著正相關(guān)。且bcl-2mRNA水平與NIH分級(jí)、黏膜受侵有關(guān)，而與年齡、性別、組織學(xué)類(lèi)型、轉(zhuǎn)移復(fù)發(fā)及周?chē)M織浸潤(rùn)無(wú)關(guān)。本組結(jié)果提示，活化的Akt可通過(guò)其正性調(diào)節(jié)來(lái)進(jìn)一步激活NF-κB，活化的NF-κB進(jìn)而進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖、分化、凋亡以及遷移等。而PTEN與3者的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，表明PI3K/Akt與PTEN在GIST的發(fā)生發(fā)展中可能互相起拮抗作用。

GIST預(yù)后受多種因素影響，PI3K/AKt信號(hào)通路持續(xù)活化與GIST發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，PTEN的缺失也與GIST發(fā)生發(fā)展有重要關(guān)系。Akt、PTEN，NF-κB和bcl-2共同作用于GIST中，在它們的作用下使GIST細(xì)胞增殖和凋亡之間的動(dòng)態(tài)平衡失調(diào)，導(dǎo)致腫瘤的進(jìn)一步發(fā)生發(fā)展。

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