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多藥耐藥基因產物LRP、GSTπ、TopoⅡ在大腸癌中的表達及臨床意義

來源:濱州醫學院學報 作者:吳淑華 李揚揚 劉魯英 趙大華 朱玉紅 2011-6-30
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摘要: ③GSTπ在高、中分化腺癌中的陽性表達率明顯高于低分化腺癌(P0。④ TopoⅡ的表達與大腸癌發生年齡有關,年輕患者其TopoⅡ的表達明顯高于≥59歲者(P0。結論 在未化療過的大腸癌組織中,LRP 、GSTπ、Topo II均有不同程度的高表達,其表達差異與其臨床病理學特點具有相關性。因此,聯合檢測多藥耐藥基因,對于判斷大腸......


【摘要】  目的 探討大腸癌組織中多藥耐藥(MDR)基因產物肺耐藥相關蛋白(LRP)、谷胱甘肽S轉移酶π(GSTπ)、拓撲異構酶 II(Topo II)的表達及臨床意義。方法 應用免疫組織化學Max VisionTM法檢測122例大腸癌組織中LRP、GSTπ和TopoⅡ的表達情況,并結合臨床病理因素進行分析。結果 ①在大腸癌組織中LRP、GSTπ和TopoⅡ表達的陽性率分別為88.5%,81.1%和77.05%;②LRP表達與性別、年齡、腫瘤大小、部位、臨床分期、浸潤深度、組織學類型等臨床病理因素均無明顯相關性(P>0.05);③GSTπ在高、中分化腺癌中的陽性表達率明顯高于低分化腺癌(P<0.05);④ TopoⅡ的表達與大腸癌發生年齡有關,年輕患者其TopoⅡ的表達明顯高于≥59歲者(P<0.05)。結論 在未化療過的大腸癌組織中,LRP 、GSTπ、Topo II均有不同程度的高表達,其表達差異與其臨床病理學特點具有相關性。因此,聯合檢測多藥耐藥基因,對于判斷大腸癌患者的預后以及有效的個性化治療具有重要意義。

【關鍵詞】  多藥耐藥基因;肺耐藥蛋白;谷胱甘肽S轉移酶π;拓撲異構酶Ⅱ;大腸癌

Expression and clinical significance of multidrug resistance gene LRP,GSTπ and Topo II in colorectal carcinoma

  WU Shuhua LI Yangyang LIU Luying ZHAO Dahua ZHU Yuhong

  Department of Pathology,Binzhou Medical University,Binzhou 256603

  【Abstract】 Objective To explore the expression of multidrug resistance gene product LRP,GSTπ and TopoII in colorectal carcinoma tissue and evaluate its clinical significance.Methods The expression of LRP, GSTπ and TopoII in 122 patients with colorectal carcinoma were detected by Max VisionTM immunohistochemical technique,its correlation to clinical pathologic characteristics of colorectal carcinoma was explored.Results ① The positive rates of LRP,GSTπ and TopoII in gastric carcinoma tissue were 88.7%,81.2% and 77.4%respectively. ②LRP expression was no obviouse relation with the sex, age,tumor size, position, clinical stage, invasive depth and other clinical pathological manifestations (P>0.05). ③The positive rate of GSTπ in patients with moderately and welldifferentiated adenocarcinoma was obviously higher than that in those with poorlydifferentiated ones(P<0.05). ④A significant relationship was found between TopoII espression and patient age, that is, TopoII with high expression in older patient(≥59 years)and with low expression in young patients(P<0.05).Conclusion LRP ,GSTπ and TopoⅡare overexpressed in various degrees in colorectal carcinoma tissue without chemotherapy, and their different expressions are related to some clinical pathologic characteristics of colorectal carcinoma. Therefore, detecting the expressions of multidrug resistance gene by combining methods in colorectal carcinoma has important significance with regard to the choice of the individual chemotherapy and prediction of prognosis.

  【Key words】 multidrug resistance gene,LRP,GSTπ,TopoⅡ,colorectal carcinoma

  大腸癌是我國常見的惡性腫瘤,近年來由于飲食結構的改變,發病率明顯增高,并且趨向年輕化,成為我國重點防治的腫瘤之一。除手術治療大腸癌外,化學藥物治療也是大腸癌術后治療的一個重要手段。但是惡性腫瘤細胞產生的多藥耐藥性(multidrug resistance,MDR)是導致臨床腫瘤化療失敗最常見而又最難解決的一個問題, MDR是指某種細胞毒藥物的耐藥細胞株對其結構和機制各異的藥物產生耐藥,有多種機制參與[1]。肺耐藥相關蛋白(lung resistancerelated protein,LRP)、谷胱甘肽S轉移酶π(glutathioneStransferaseπ,GSTπ)、拓撲異構酶Ⅱ(topoisomerase Ⅱ,TopoⅡ)與MDR的產生有重要關系。本文檢測了122例大腸癌中LRP、GSTπ、TopoⅡ的表達情況,并結合大腸癌臨床病理特征進行分析,探討其臨床意義,為指導臨床用藥、判斷預后提供理論依據。

  1 材料與方法

  1.1 標本來源 收集濱州醫學院附屬醫院2008年5月—2009年3月間手術切除的大腸癌組織標本,選取資料齊全的病例,共122例。所有的患者術前均未進行化療,其中男61例,女61例;年齡30~88歲,平均年齡58.9 歲,<59歲 58例,≥59歲64 例。腫瘤大小:腫瘤直徑≥5 cm者76例,<5 cm者46例;腫瘤部位:升結腸15例,橫結腸3例,降結腸12例,乙狀結腸22例,直腸70例;組織學類型:管狀腺癌104例,黏液腺癌14例,印戒細胞癌2例,乳頭狀癌2例;分化程度:高分化59例,中分化50例,低分化13例;浸潤深度:侵達黏膜或黏膜下層者6例,侵達肌層者19例,侵達漿膜或侵透漿膜層者97例;有淋巴結轉移者49例,無淋巴結轉移者73例。按國際癌癥防治聯合會(UICC)2002年的TNM分期,Ⅰ期和Ⅱ期共25例,Ⅲ期和Ⅳ期共97例。所有病例均為首次發現大腸癌,術前未行任何化療、放療。所有標本均經10%福爾馬林溶液固定,常規石蠟包埋。

  1.2 試劑與方法 鼠抗人LRP、GSTπ和TopoⅡ單克隆抗體、Max VisionTM免疫組化試劑盒均購自福州邁新生物技術有限公司。將石蠟標本制成4 μm連續切片,染色程序嚴格按試劑盒說明書進行,以已知陽性的乳腺癌為陽性對照,以PBS代替一抗作為陰性對照。

  1.3 結果判定 以出現棕黃色顆粒為陽性標志,LRP、GSTπ陽性表達在胞漿,TopoⅡ陽性表達在細胞核,高倍鏡下計數5個視野或1 000個細胞,陽性細胞數≥10%為陽性,否則為陰性。

  1.4 統計學處理 采用SPSS13.0統計軟件行χ2檢驗和Fisher精確概率法等方法對所得結果進行檢驗,P<0.05表示差異有統計學意義。

  2 結果

  2.1 大腸癌中多藥耐藥基因的表達與患者的性別、年齡、腫瘤發病部位的相關性 122例大腸癌組織中LRP表達陽性的108例,陽性率為88.5%;GSTπ表達陽性的99例,陽性率為81.1%;TopoⅡ表達陽性的94例,陽性率為77.05%。本研究顯示LRP、GSTπ、TopoⅡ在大腸癌組織中均具有較高的表達率,尤其以LRP的表達為著。但與患者性別、年齡、病變部位的相關性卻不盡相同。TopoⅡ的表達與大腸癌患者的年齡有相關性,在年齡<59歲的患者中TopoⅡ的陽性表達率為98.3%,明顯高于年齡≥59歲的患者,差異具有統計學意義(χ2=5.17,P<0.05),而LRP和GSTπ的表達與患者的性別、年齡、腫瘤發病部位均無相關性(P>0.05),見表1。表1 多藥耐藥基因與患者的性別、年齡、腫瘤發病部位的相關性

  2.2 大腸癌中多藥耐藥基因與腫瘤大小、組織學類型、分化程度的相關性 在122例大腸癌組織中LRP、GSTπ、TopoⅡ的表達與腫瘤的大小、組織學類均無相關性(P>0.05)。對于不同分化程度的腫瘤,其耐藥基因的表達有一定的差異。GSTπ在高分化大腸癌組織中的表達率為89.8%,明顯高于其在低分化癌中的表達率為69.2%,差異具有統計學意義(P<0.05),而LRP和TopoⅡ的陽性表達與腫瘤的分化程度無相關性(P>0.05),見表2。表2 多藥耐藥基因與腫瘤大小、組織學類型、分化程度的相關性

  2.3 多藥耐藥基因與腫瘤TNM分期的相關性 在122例大腸癌組織中LRP、GSTπ、TopoⅡ的表達與腫瘤的TNM分期、分化程度、浸潤深度及淋巴結轉移均無相關性(P>0.05),見表3。表3 多藥耐藥基因與腫瘤TNM分期、浸潤、轉移的相關性

  3 討論

  大腸癌是我國常見的惡性腫瘤之一,除手術治療外,化療是治療大腸癌的一個重要手段,可用于術后輔助治療,預防術后復發,有時也應用于術前以提高手術切除率。然而多數大腸癌患者的化療效果并不理想,這與腫瘤細胞對化療藥物的耐受有關,多藥耐藥性是最為常見的原因。多藥耐藥性(multidrug drug resistance, MDR)是指腫瘤細胞不僅對一種抗腫瘤藥物產生耐藥,而且可對結構和作用機制不同的其他抗腫瘤藥物產生交叉耐藥,目前已知的抗腫瘤藥物幾乎都能發生耐藥,因此認識和克服腫瘤的多藥耐藥性具有重要臨床意義。腫瘤細胞的耐藥機制是十分復雜的,臨床表現為耐藥時,既可能是一種耐藥機制起作用,又可能是多種耐藥機制共同作用的結果。因此,聯合檢測多個MDR指標,更能客觀地反映腫瘤對化療藥物的耐藥情況,并有助于化療方案的選擇及預后的判斷[2]。LRP、GSTπ、TopoⅡ均是耐藥標志物,測定結果可間接反映大腸癌組織中MDR基因的表達。LRP和GSTπ的過度表達或活性增強、TopoⅡ的含量減少或活性降低均是產生MDR的重要機制。

  肺耐藥蛋白(lung resistance protein,LRP)是近年新發現的與腫瘤細胞耐藥有關的蛋白分子,最早在肺癌細胞中發現。LRP是人類主穹窿蛋白,非糖蛋白,包含869個氨基酸,蛋白分子量為110 kD,是核糖核蛋白顆粒的主要成分,由位于16號染色體短臂的LRP基因編碼[3]。LRP在多種組織腫瘤中廣泛表達,正常多表達在與外源物質接觸并且有排泌功能的組織中,如支氣管、消化道等,而在不同的腫瘤中LRP的表達差異可反映腫瘤對化療的敏感程度,一種體外預警耐藥的指標[4]。LRP在細胞中的表達多位于細胞漿,少部分位于核膜核孔復合體上,起到調節核及穹窿內外的物質分布的作用。研究發現,LRP主要通過調節細胞漿與細胞核之間的物質轉運,阻止藥物進入細胞核,降低藥物分布的核質比例產生耐藥,另外還可通過調節細胞漿內的囊泡運輸而介導耐藥[5]。研究發現,LRP在腫瘤細胞中的高表達可能與長春新堿、阿霉素、順鉑等抗腫瘤藥物的耐藥有關,并且與治療效果、生存期等預后因素有負性相關。本研究結果顯示LRP在大腸癌中高表達,陽性率為88.5%,表明其在大腸癌的原發性多藥耐藥中起重要的作用,但是本次研究未發現LRP的表達與患者的性別、腫瘤大小及臨床分期等大腸癌的各項臨床病理指標有明顯相關性,這種結果與一些文獻關于LRP表達與腫瘤的分化程度有相關性的報道不相符[6],分析其原因可能與不同組織類型的腫瘤有關。大腸癌組織具有與外源物質接觸和排泌的特點,這不僅是腫瘤的異質性,而是與腫瘤的組織發生、發生部位有關。因此無論分化程度如何,腫瘤細胞均具有LRP高表達的生物學活性。本研究結果提示大腸癌中廣泛存在與LRP相關的耐藥特性,應引起臨床的足夠重視。但由于大腸癌多以中高分化為主,對于本組病例也不除外由于樣本量的限制導致其結果無差異性,如加大樣本量是否能顯示其意義還有待進一步研究。

  GSTπ是一種酸性谷胱甘肽S轉移酶,屬于谷胱甘肽轉移酶GST一種亞型,其最初是從人胎盤中分離出的。GSTπ是一種Ⅱ期解毒酶,在人體正常組織中廣泛表達,主要分布于參與解毒、排毒的組織中,如泌尿系統、消化系統、呼吸道等,其表達在惡性腫瘤中常增高。GSTπ主要存在于胞漿中,其耐藥機制主要是:①GSTπ可以催化親電物質烷化劑等與谷胱甘肽結合,增加藥物水溶性,使其易排除體外;②GSTπ本身可以與親脂性細胞毒藥物結合,促進其代謝,降低抗癌藥物的細胞毒作用;③GSTπ可以還原抗癌藥物產生的過氧化物,使其轉變為無毒物質從而介導耐藥;④GSTπ可以通過抑制烷化劑等親電性的化療藥物引起的癌細胞的DNA交聯,降低化療藥物對細胞的殺傷作用,可見GSTπ主要介導烷化劑、鉑類、絲裂霉素類等藥物的耐藥[7]。

  本實驗中GSTπ的陽性表達率為81.1%,較Ranganathan等[8]報道的大腸癌中GSTπ陽性率高,GSTπ的高表達表明其是導致大腸癌原發性耐藥的因素之一。另外本實驗發現GSTπ的表達與腫瘤的分化程度有相關性(P<0.05),在高分化腫瘤的陽性率明顯高于低分化者,表明高中分化的大腸癌患者比低分化患者更易產生烷化劑、鉑類、絲裂霉素類等藥物的耐藥,這與一些關于惡性腫瘤中GSTπ表達的研究結果一致。因此在臨床上高分化患者應盡量避免選擇此類藥物。

  拓撲異構酶廣泛存在于生物體中,其保守性較強,主要存在于核仁,是一種在復制、轉錄、重組等過程中調整DNA 鏈的螺旋狀態不可缺少的酶。可分為I、II 兩類,其中拓撲異構酶Ⅱ(TopoⅡ)是在生理狀態下發揮主要作用的拓撲異構酶,參與DNA復制、轉錄、翻譯等重要過程,因此TopoⅡ可作為細胞的增殖指數。另外TopoⅡ也是腫瘤化療藥物作用的重要靶點,其可以介導DNA的斷裂,并與其反應形成DNA酶復合物,化療藥物主要通過干擾DNA酶復合物的穩定性或直接抑制TopoⅡ活性而影響癌細胞的增殖[9]。因此,TopoⅡ含量越高則對TopoⅡ抑制劑等化療藥物的敏感性越高,而TopoⅡ表達下降或性質改變會影響復合物的形成,從而降低化療藥物的敏感性,產生耐藥。

  本研究中TopoⅡ的陽性率為77.05%,而且其表達與患者性別、腫瘤大小、病變部位、TNM分期、分化程度、浸潤深度及淋巴結轉移無相關性,但是本研究與其它學者的研究結果[10]不同的是TopoⅡ的表達與大腸癌患者的年齡有明顯相關性,年齡<59歲的患者TopoⅡ的表達明顯高于≥59歲的腸癌患者,這表明老年大腸癌患者更易發生由TopoⅡ介導的原發性耐藥。因此,筆者認為對于不同年齡組的大腸癌患者,進行TopoⅡ的檢測具有重要的臨床意義。

  本研究結果表明,LRP、GSTπ和TopoⅡ都是大腸癌多藥耐藥的重要原因之一,LRP、GSTπ和TopoⅡ在腫瘤多藥耐藥方面的作用機制各不相同,其表達上的差異及其與大腸癌臨床病理相關性的差異表明腫瘤的耐藥性是多因素的。因此,臨床上對大腸癌中多藥耐藥基因的聯合檢測不僅能揭示腫瘤的耐藥特性,更重要的是能夠判斷預后并指導臨床對腫瘤患者進行個性化治療,選擇合理的化療方案,提高化療效果,從而有效延長腫瘤患者的生存時間。

【參考文獻】
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