乳腺浸潤性導(dǎo)管癌組織中Caspase-3、XIAP、Smac的表達(dá)及意義

劉志英，冬國友，程華，張?jiān)葡?，王曉燁，楊?唐山市婦幼保健院，河北唐山063000)

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乳腺浸潤性導(dǎo)管癌組織中Caspase-3、XIAP、Smac的表達(dá)及意義

劉志英，冬國友，程華，張?jiān)葡?，王曉燁，楊?唐山市婦幼保健院，河北唐山063000)

摘要：目的觀察乳腺浸潤性導(dǎo)管癌組織中含半光氨酸的天冬氨酸酶3(Caspase-3)、X連鎖凋亡抑制蛋白(XIAP)及第二個(gè)線粒體衍生的半胱氨酸蛋白酶激動(dòng)劑(Smac)的表達(dá)變化，探討乳腺浸潤性導(dǎo)管癌的可能發(fā)病機(jī)制。方法 選取71例乳腺浸潤性導(dǎo)管癌患者，進(jìn)行高、中、低病理組織分級(jí)，采用免疫組化SP法檢測癌組織中的Caspase-3、XIAP、Smac表達(dá)。結(jié)果Caspase-3、XIAP、Smac在高分化組織中的陽性表達(dá)率分別為76.2%(16/21)、42.9%(9/21)、85.7%(18/21)，在中分化組織中的陽性表達(dá)率分別為69.7%(23/33)、45.5%(15/33)、84.8%(28/33)，在低分化組織中的陽性表達(dá)率分別為35.3%(6/17)、82.4%(14/17)、47.1%(8/17)，高、中分化癌組織中Caspase-3、Smac陽性表達(dá)程度明顯高于、XIAP明顯低于低分化癌組織(P<0.05)。Caspase-3與XIAP表達(dá)呈負(fù)相關(guān)(rs=-0.81，P<0.05)，Caspase-3與Smac表達(dá)呈正相關(guān)(rs=0.79，P<0.05)，XIAP與Smac表達(dá)呈負(fù)相關(guān)(rs=-0.69，P<0.05)。結(jié)論 乳腺浸潤性導(dǎo)管癌組織中Caspase-3、Smac蛋白低表達(dá)甚至缺失，XIAP蛋白過表達(dá)，三者可能在促進(jìn)乳腺浸潤性導(dǎo)管癌的發(fā)生發(fā)展中起重要作用。

關(guān)鍵詞：乳腺癌；含半光氨酸的天冬氨酸酶3；X連鎖凋亡抑制蛋白；第二個(gè)線粒體衍生的半胱氨酸蛋白酶激動(dòng)劑

乳腺癌作為全球三大最常見癌癥之一，已成為嚴(yán)重威脅女性健康的惡性腫瘤[1]。近年來，我國乳腺癌的發(fā)病呈逐年上升趨勢。乳腺癌是一種具有高度異質(zhì)性的惡性腫瘤，以浸潤性導(dǎo)管癌最為常見，約占乳腺癌的65%，多見于40歲以上女性[2，3]。目前其發(fā)病機(jī)理尚未完全闡明，有研究表明可能與細(xì)胞凋亡抑制有關(guān)[4]。有研究[5]發(fā)現(xiàn)含半光氨酸的天冬氨酸酶3(Caspase-3)、X連鎖凋亡抑制蛋白(XIAP)及第二個(gè)線粒體衍生的半胱氨酸蛋白酶激動(dòng)劑(Smac)是細(xì)胞凋亡過程中發(fā)揮重要作用的三個(gè)因子。2012年1月～2014年12月,我們采用免疫組化SP法檢測乳腺浸潤性導(dǎo)管癌患者癌組織中Caspase-3、XIAP和Smac的表達(dá)，從細(xì)胞凋亡角度初步探討乳腺癌發(fā)病機(jī)制。

1資料與方法

1.1臨床資料乳腺浸潤性導(dǎo)管癌患者71例，均為女性，年齡25～78歲,平均43.6歲。術(shù)前均未行放療和化療，無遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移?；颊呔腥橄俑涡g(shù)，均經(jīng)病理學(xué)確診。在顯微鏡下根據(jù)Elston-Ellis分級(jí)方案，將乳腺浸潤性導(dǎo)管癌分為高、中、低分化，高分化32例，中分化21例，低分化18例。

1.2Caspase-3、XIAP、Smac表達(dá)檢測取患者手術(shù)后的病理組織，制成石蠟切片，厚度5 μm。采用免疫組化SP法染色。按試劑盒說明書操作。用已知的陽性切片作為陽性對(duì)照，用PBS 作為陰性對(duì)照。陽性表達(dá)均呈棕黃色顯色。Caspase-3以胞質(zhì)或胞核染成棕黃色為陽性表達(dá)，XIAP染色以細(xì)胞質(zhì)著色為陽性細(xì)胞判定標(biāo)準(zhǔn),Smac抗原陽性反應(yīng)為位于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)和(或)細(xì)胞膜上的棕黃色均勻細(xì)顆粒，根據(jù)陽性細(xì)胞數(shù)和著色深度計(jì)分，每例均隨機(jī)計(jì)數(shù)5個(gè)高倍視野(×400)，確定其每個(gè)視野的陽性率，取均數(shù)。陽性細(xì)胞≤5%為0分，6%～25%為1分，26%～50%為2分，51%～75%為3分，>75%為4分；陽性細(xì)胞著色程度:基本不著色為0分，黃色為1分，棕黃色為2分，棕褐色為3分。將兩項(xiàng)積分相乘:≥1為陽性，<1為陰性。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS11.0統(tǒng)計(jì)軟件。率的比較用χ2檢驗(yàn)，相關(guān)性分析用Spearman等級(jí)相關(guān)分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2結(jié)果

2.1不同分化程度癌組織中Caspase-3、XIAP、Smac表達(dá)比較Caspase-3、XIAP、Smac在高分化組織中的陽性表達(dá)率分別為76.2%(16/21)、42.9%(9/21)、85.7%(18/21)，在中分化組織中的陽性表達(dá)率分別為69.7%(23/33)、45.5%(15/33)、84.8%(28/33)，在低分化組織中的陽性表達(dá)率分別為35.3%(6/17)、82.4%(14/17)、47.1%(8/17)，高、中分化癌組織中Caspase-3、Smac陽性表達(dá)程度明顯高于、XIAP明顯低于低分化癌組織(P<0.05)。后經(jīng)兩兩比較Caspase-3與XIAP在三組中表達(dá)率差異不明顯(P>0.016 7),而Smac在高、中分化癌組織中表達(dá)率明顯高于低分化癌組織(P<0.05)。

2.2Caspase-3、XIAP、Smac表達(dá)的相關(guān)性Caspase-3與XIAP表達(dá)呈負(fù)相關(guān)(rs=-0.81，P<0.05)，Caspase-3與Smac表達(dá)呈正相關(guān)(rs=0.79，P<0.05)，XIAP與Smac表達(dá)呈負(fù)相關(guān)(rs=-0.69，P<0.05)。

3討論

乳腺癌是發(fā)生于乳腺腺上皮組織的惡性腫瘤，以浸潤性導(dǎo)管癌最為常見[3]，病死率高?，F(xiàn)代腫瘤學(xué)認(rèn)為腫瘤的發(fā)生、發(fā)展及惡變過程與細(xì)胞增殖、凋亡動(dòng)態(tài)平衡嚴(yán)重失調(diào)密切相關(guān)[4]。研究[5]表明，Caspase-3、XIAP及Smac在細(xì)胞凋亡過程中起重要調(diào)控及效應(yīng)作用。

目前細(xì)胞凋亡途徑主要有線粒體途徑、死亡受體途徑和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)途徑。前兩條凋亡途徑的起始和終止均需Caspase參與。Caspase家族是一組細(xì)胞凋亡蛋白酶，根據(jù)Caspase在級(jí)聯(lián)反應(yīng)上下游的位置及功能不同可分為三大類，第一類為凋亡始動(dòng)子,位于級(jí)聯(lián)反應(yīng)上游，包括Caspase-2、Caspase-8、Caspase-9、Caspase-10等，能在其他蛋白參與下發(fā)生自我活化并激活下游的Caspase。第二類為凋亡效應(yīng)子，位于級(jí)聯(lián)反應(yīng)下游，包括Caspase-3、Caspase-6、Caspase-7，能被上游的始動(dòng)子激活，激活后的Caspase作用于特異性底物使細(xì)胞發(fā)生生化及形態(tài)學(xué)改變，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。第三類包括Caspase-1、Caspase-4、Caspase-5、Caspase-13、Caspase-14，主要參與細(xì)胞因子介導(dǎo)炎癥反應(yīng)并在死亡受體介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡途徑中起輔助作用。Caspase-3是細(xì)胞凋亡的核心蛋白，亦是整個(gè)凋亡級(jí)聯(lián)反應(yīng)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)點(diǎn)，其級(jí)聯(lián)反應(yīng)的激活決定了凋亡形態(tài)改變[6，7]，其活性受到抑制則會(huì)引起細(xì)胞凋亡障礙，使細(xì)胞凋亡與增殖間動(dòng)態(tài)平衡失調(diào)，引起腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。

在凋亡的調(diào)節(jié)因素中，凋亡抑制蛋白家族(IAPs)亦是新發(fā)現(xiàn)的一類在結(jié)構(gòu)上具有同源性的細(xì)胞凋亡抑制蛋白，其不僅抑制Caspase的活性使細(xì)胞凋亡受阻，同時(shí)還調(diào)節(jié)細(xì)胞分裂、細(xì)胞周期及信號(hào)傳導(dǎo)等環(huán)節(jié)，與腫瘤發(fā)生、發(fā)展關(guān)系密切。至今已發(fā)現(xiàn)8個(gè)家族成員：CIAP-1(HIAP-1)、CIAP-2(HIAP-2)、NAIP、XIAP、ILP-2、Survivin、Bruce及Livin。XIAP是Peter等[8]于1996年在人胚胎腦組織細(xì)胞中克隆出的IAP中作用最強(qiáng)的一種，其可能在細(xì)胞增殖和細(xì)胞向惡性轉(zhuǎn)化過程中發(fā)揮重要作用。XIAP可直接抑制凋亡起始因子Caspase-9及效應(yīng)分子Caspase-3與Caspase-7活性，從而抑制細(xì)胞凋亡[9]。

本研究發(fā)現(xiàn)在高中分化乳腺癌中XIAP表達(dá)明顯低于低分化乳腺癌，而Caspase-3表達(dá)水平卻明顯高于低分化乳腺癌，XIAP與Caspase-3表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。XIAP蛋白可能直接或間接影響了Caspase-3蛋白表達(dá)，當(dāng)XIAP蛋白過度表達(dá)時(shí)，抑制了Caspase-3蛋白表達(dá)，從而阻止了細(xì)胞凋亡，并促使乳腺細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化。

Smac是2000年Erhagen等[10]首次報(bào)道從HeLa細(xì)胞中分離出一種新型線粒體蛋白，人類 Smac基因位于第12條染色體的長臂，由7個(gè)外顯子組成，當(dāng)機(jī)體受到血清的缺失、DNA毀損和細(xì)胞表面死亡受體的活化等刺激時(shí)，有活性的Smac蛋白釋放入細(xì)胞質(zhì)，與多種IAP結(jié)合，消除了IAP對(duì)Caspase-3、9、7的阻滯作用，激活Caspase而促進(jìn)凋亡。Smac還可通過誘導(dǎo)Caspase-3前酶的活性及增加成熟Caspase-3的酶活性促進(jìn)細(xì)胞凋亡。最近研究證實(shí)，Smac的小分子衍生物通過不同機(jī)制來使lAPs降解或泛素化來殺死腫瘤細(xì)胞[11]。本研究發(fā)現(xiàn)高中分化乳腺癌組織中Smac表達(dá)與低分化組織比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。表明分化程度越低、惡性程度越高的乳腺癌組織中Smac表達(dá)率越低。Smac高表達(dá)可使乳腺癌細(xì)胞更敏感地接受凋亡刺激，促進(jìn)癌細(xì)胞凋亡，而Smac低表達(dá)則有可能削弱腫瘤細(xì)胞凋亡。同時(shí)我們還發(fā)現(xiàn)Smac與XIAP表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，Smac與Caspase-3表達(dá)呈正相關(guān)，說明Smac可能抑制XIAP，并促進(jìn)Caspase-3的凋亡，其下調(diào)或表達(dá)缺失會(huì)使乳腺細(xì)胞凋亡數(shù)量減少，生長期延長，過度增殖，最終導(dǎo)致乳腺癌的形成與惡變。

Caspase-3作為細(xì)胞凋亡的直接執(zhí)行者在腫瘤細(xì)胞凋亡過程中起積極作用，XIAP是目前所發(fā)現(xiàn)最強(qiáng)的Caspase抑制物，通過抑制Caspase凋亡途徑中的起始階段及效應(yīng)階段從而抑制腫瘤細(xì)胞的凋亡，而Smac又是天然的XIAP抑制劑，在細(xì)胞凋亡中發(fā)揮重要作用，高表達(dá)的Smac可促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡。本研究結(jié)果顯示，在乳腺浸潤性導(dǎo)管癌中，病理分級(jí)越高Caspase-3與Smac蛋白陽性表達(dá)率越高，而XIAP陽性表達(dá)率越低，Caspase-3與XIAP表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，與Smac表達(dá)呈正相關(guān)，Smac與XIAP的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，三者在乳腺浸潤性導(dǎo)管癌中的作用互相制約，最終導(dǎo)致乳腺癌的發(fā)生及惡變，三者可能在乳腺浸潤性導(dǎo)管癌細(xì)胞凋亡信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中發(fā)揮重要調(diào)控作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳建國,陸建華.國內(nèi)外癌癥防制現(xiàn)狀[J].腫瘤,2007,27(9):755-759.

[2] 張珊珊,祁曉莉,王春艷,等.乳腺腫瘤2374例臨床病理分析[J].臨床和實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)雜志,2014,13(21):1767-1770.

[3] 李玉林.病理學(xué)[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,2008:280.

[4] 李娜,高俊巖,劉敏,等.細(xì)胞凋亡和腫瘤的關(guān)系研究進(jìn)展[J].當(dāng)代醫(yī)學(xué),2009,15(16):13-14.

[5] 楊莉暉,單春光,許秋榮,等.Smac、XIAP、caspase-3與腫瘤發(fā)生的關(guān)系及研究進(jìn)展[J].河北醫(yī)藥,2014,36(4):583-585.

[6] 毛德文,陳月橋,王麗,等.Caspase-8及Caspase-3與細(xì)胞凋亡[J].遼寧中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào),2008,10(10):148-150.

[7] 張亞輝,李佳,周忠良,等.Caspase-3:治療神經(jīng)退行性疾病的新靶點(diǎn)[J].生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展,2003,30(2):175-179.

[8] Peter L, Natalle R, Katsuyukl T, et al. Suppression of apoptosis in mammalian cells by NAPI and a related family of IAP genes[J]. Nature, 1996,379(15):349-353.

[9] Yang L, Cao Z, Yan H, et al. Coexistence of high levels of apoptotic signaling and inhibitor of apoptosis proteins in human tumor cells: implication for cancer specific therapy[J]. Cancer Res, 2003,63(20):6815-6824.

[10] Erhagen AM, Ekert PG, Pakusch M, et al. Identification of DIABLO, a mammalian protein that promotes apoptosis by binding to and antagonizing IAP proteins[J]. Cell, 2000,102(1):43-53.

[11] Xu Y, Zhou L, Huang J, et al. Role of Smac in determining the chemotherapeutic response of esophageal squamous cell carcinoma[J]. Clin Cancer Res, 2011,17(16):5412-5422.

(收稿日期：2015-10-16)

中圖分類號(hào)：R737.9

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號(hào)：1002-266X(2016)13-0071-03

doi：10.3969/j.issn.1002-266X.2016.13.028