Bcl-xL在非小细胞肺癌中的表达研究

【关键词】  非小细胞肺癌；Bcl-xL；基因转录；蛋白表达；细胞凋亡

　　［摘要］　目的：观察非小细胞肺癌组织与癌旁组织中Bcl-xL的基因转录和蛋白表达水平，探讨Bcl-xL在非小细胞肺癌发生中的可能作用，为非小细胞肺癌的诊断和提供。方法：反转录PCR和免疫印迹的方法分别检测60例临床确诊的非小细胞肺癌组织与癌旁组织中Bcl-xL基因表达和Bcl-xL蛋白的水平，并与肺良性病变组织比较。结果：非小细胞肺癌组织的Bcl-xL mRNA水平明显高于癌旁组织和肺良性病变组织(P<0.01)，mRNA水平与临床分期呈正相关，与其他临床病理相关因素(性别、年龄、肿瘤大小、发生部位、组织学类型、分化程度)无明显相关，而癌旁组织和肺良性病变组织Bcl-xL mRNA水平之间没有差别(P> 0.05)。蛋白表达检测结果与mRNA水平高度一致。结论：非小细胞肺癌组织中Bcl-xL基因和蛋白表达水平明显升高，可能促进了肿瘤的发生发展，可以考虑作为非小细胞肺癌临床分期和评价临床预后的参考指标。

　　［关键词］  非小细胞肺癌；Bcl-xL；基因转录；蛋白表达；细胞凋亡

　　Study on Bcl-xL Gene and Protein Expression in Nonsmallcell Lung Cancer

　　Abstract: Objective To observe the expression of Bcl-xL gene and Bcl-xL protein in nonsmallcell lung cancer tissues and adjacent tissues, and to study Bcl-xL role in the development and progression of nonsmallcell lung cancer. Methods The mRNA levels of Bcl-xL were detected by RT-PCR with its corresponding primers, and its protein expressi on levels were detected by Western Blot with mouse anti- Bcl-xL monoclonal antibody in 60 clinical confirmed nonsmallcell lung cancer tissues and their corresponding adjacent tissues (more than 5 cm far away from the tumor tissue) as well as benign lung lesion tissues from noncancer patients. Results The mRNA and protein levels of Bcl-xL were much higher in cancer tissues than adjacent tissues and benign lesion tissues (P<0.01), and expression level was positively correlated with clinical stages of the cancer (P<0.05), and was not correlated with other factors such as sex, age, tumor size, tumor location and morphological types. Well, no difference detected between adjacent tissues and benign lesion tissues (P>0.05). Conclusion Bcl-xL expression is obviously highly positive correlated with stages, which suggested that Bcl-xL may enhance the development and progression of nonsmallcell lung cancer and may could be a prognostic indicator for this kind of tumor.

　　Key words: nonsmallcell lung cancer； Bcl-xL； gene transcription； protein expression apoptosis

　　肺癌是我国最为常见的恶性肿瘤，在欧美一些发达国家，肺癌的发病率和死亡率也已经成为各种癌症之首。肺癌患者预后差，早期诊断和治疗尤为重要。1999年世界卫生组织将常见的肺癌分为包括肺鳞状细胞癌、腺癌及小细胞癌。由于各肿瘤的组织学特点不同，在具体病理诊断中常常会遇到一些鉴别诊断问题，如肺低分化鳞状细胞癌与小细胞癌的鉴别诊断、小细胞癌与炎细胞或淋巴瘤的鉴别等。特别是在支气管镜检或肺穿刺标本中，因组织太少，有时很难做出准确诊断。此外，肺又是腺癌转移的常见器官之一，仅凭组织学形态，有时很难区分肺原发腺癌与转移腺癌，给临床进一步治疗及评判病程分期造成一定困难。目前的治疗手段主要是手术治疗、放射治疗、药物化疗和免疫治疗。早期肺癌的手术治疗结合综合措施能够达到50%以上的治愈率，但是复发仍然也是面临的棘手问题。因此肺癌的早期发现、早期诊断，以及术后复发的早期发现与再治疗，是肺癌获得根治的关键和难点之一，也是全球研究的热点。早期诊断方面，血清学的检测是最简便的方法，但准确性和相关性都比较差，不能及时准确反映病情。组织活检最为有效，因此确定简便可行的明确检测指标是研究的关键。寻找肺癌组织中差异表达的基因，对研究肺癌的发生机制、肺癌临床类型的诊断以及针对性的治疗有重大意义。Bcl-xL是凋亡调控基因Bcl-2家族中的重要成员，众多研究表明Bcl-2家族在抑制细胞凋亡方面发挥着重要作用［1］。Bcl-2在多种肿瘤细胞中表达并与化疗耐药相关，其表达的改变不仅影响DNA损伤或周期异常细胞的正常凋亡，还影响肿瘤细胞自身的凋亡［2］。大多数抗癌药物也是通过诱导肿瘤细胞的凋亡来发挥细胞毒作用。已经有研究证明Bcl-xL在结直肠癌［3］、急性白血病细胞［4］、骨肉瘤［5］、食管鳞癌［6］、卵巢癌［7］、胃癌［8］、膀胱癌［9］、胰腺癌［10］等多种组织中表达上调，但对于在小细胞肺癌中的表达以及与临床恶性程度的关系缺乏报道。本研究通过检测小细胞肺癌组织中Bcl-xL 基因和蛋白水平，探讨它们在肺癌发生发展中的可能作用，为肺癌的治疗和预后评价提供新依据。

　　1　材料和方法

　　1.1　标本收集　　　　　　　

　　收集我科室2004年至2006年手术切除肺标本60例，患者年龄35岁～66岁，中位年龄47岁；男39例，女21例；腺癌32例，鳞癌19例，小细胞未分化癌4例，大细胞癌5例；高分化癌23例，低分化癌37例；有淋巴结转移35例，无淋巴结转移25例；临床分期：Ⅰ期19例，Ⅱ期28例，Ⅲ期13例。癌组织和癌旁组织(距癌组织超过5 cm)各2份，分开存于-170 ℃液氮中，另取10例肺良性病变为同期手术切除肺标本作为对照。

　　1.2　RT-PCR　　　　　　　

　　参照《分子克隆》的实验操作完成，Rrizol试剂、M-MLV反转录试剂盒购自Invitrogen公司。取1份癌组织和癌旁组织以及肺良性病变组织，提取总RNA后使用Bcl-xL特异性引物完成反转录PCR。Bcl-xL (211bp) :上游5'-GTG AAT GGA GCC ACT GCG CA-3'，下游5'-CCC CAT CCC GGA AGA GTT CA-3'。内参采用GAPDH( 500 bp)，上游引物5'-ACC ACA GTC CAT GCC ATC AC-3',下游引物5'-TCC ACC ACC CTG TTG CTG TA-3'。 PCR反应条件: 94 ℃变性30 s, 58 ℃~64℃退火30 s, 72 ℃延伸50 s, 35个循环后延伸10 min。

　　1.3　Western分析　　　　　　　

　　参照《蛋白质操作手册》的实验操作完成。采用Roche公司提供的蛋白提取试剂盒，从另1份癌组织和癌旁组织以及肺良性病变组织，提取总蛋白，紫外分光光度法定量后SAS-PAGE电泳，转印醋酸纤维素膜后使用Bcl-xL特异性抗体检测Bcl-xL蛋白。使用抗Bcl-xL蛋白鼠单克隆抗体( Sigma公司，B9429)，1:500稀释。DAB显色系统来自北京中杉公司。

　　1.4　结果判定　　　　　　　

　　PCR结果采用1.2%琼脂糖凝胶电泳分析211 bp片段，RAD凝胶成像系统分析条带光密度，目的基因与GAPDH的比值为目的基因的相对含量；膜显色后采用RAD凝胶成像白板系统分析着色条带的光密度。统计学处理应用SAS 8.01版本软件进行分析，癌组织、癌旁组织以及肺良性病变组织进行单因素方差分析确定显著性差别，同时按照性别、年龄组别和转移与否分别分组统计。

　　2　结果

　　2.1　肺癌与癌旁组织中Bcl-xL mRNA表达　　　　　　　

　　如图1所示，所有的标本均能检测到Bcl-xL mRNA表达。mRNA的量在肿瘤组织中水平与临床分期密切相关，肿瘤愈严重，Bcl-xL mRNA表达水平愈高，而性别、年龄以及转移与否都没有明显关系。

　　2.2　肺癌与癌旁组织中B cl-xL蛋白表达　　　　　　　

　　如图2所示，Bcl-xL蛋白在所检查的组织都有表达，但肿瘤组织明显高于瘤旁组织和良性病变组织。蛋白表达同样呈现临床分期密切相关性，而按照性别、年龄以及转移与否因素的统计差异均无显著性(P>0.05)。

　　3　讨论

　　细胞凋亡与肿瘤的关系是近年来的研究热点之一,细胞凋亡的失控是导致肿瘤发生的重要方面,其中Bcl-2 家族备受重视。Bcl-xL是该家族中的重要成员。Bcl-xL是1993年以鼠Bcl-2的cDNA为探针从鸡淋巴细胞cDNA文库中筛选到的一个克隆。Bcl-xL基因在mRNA水平存在两种拼接方式，含241个氨基酸为长片段，命名为Bcl-xL，与Bcl-2有43%的序列同源性，且功能相似［11］，主要通过线粒体途径参与凋亡调控，当细胞受到死亡信号刺激，与Bcl-2或Bcl-xL蛋白相结合的Bax蛋白就会被置换出来，线粒体膜通透性增加，释放出一系列物质,最终导致细胞死亡［2］。此外还发现Bcl-xL可通过不依赖于Bcl-2的方式抑制凋亡，抑制多种凋亡诱导因素介导的细胞凋亡，处于凋亡调控的终末部分。因此Bcl-xL蛋白与Bcl-2的表达不尽相同，在部分Bcl-2低表达的肿瘤，如胃癌和结肠癌中Bcl-xL高表达。有人认为Bcl-xL 蛋白在部分肿瘤中可能接替了Bcl-2的功能,在一定条件下，该蛋白显示比Bcl-2更强的抑制凋亡作用,提示其在细胞转化的过程中发挥了关键性作用［1,2,11］。以往的研究发现Bcl-xL在各种淋巴瘤中普遍表达，转染的HL-60细胞对化疗药物的敏感性降低，其高表达可抑制足叶乙甙诱导的凋亡。对急性白血病的研究发现，无效患者Bcl-xL的表达比治疗有效者高(P<0.01)［4］。这些研究提示Bcl-xL高表达和恶性肿瘤的化疗耐药相关。本研究发现，在60例非小细胞肺癌组织中，Bcl-xL阳性率达到87%（结果中没有显示），说明非小细胞肺癌中凋亡抑制是一种发生率较高的现象，Bcl-xL对非小细胞肺癌的预后评价有重要价值。本研究结果显示无论是在mRNA水平,还是蛋白水平，肺癌组织中Bcl-xL蛋白的表达明显升高，明显高于癌旁组织。考虑到Bcl-xL的凋亡抑制作用，本研究的结果提示Bcl-xL蛋白在小细胞肺癌的发生发展过程中可能起到较重要的作用，同时也提示Bcl-xL对于维持结肺癌细胞的存活具有重要的意义［12］。肿瘤的发生发展取决于机体和环境的多方因素共同作用的结果，与体内的细胞凋亡平衡密切相关。研究证明多种细胞凋亡调节分子参与非小细胞肺癌的发生发展，低氧诱导因子（HIF）是多种应激反应的关键分子，有研究证明了HIF的参与［13］；Fas是经典的死亡受体，与FasL结合后介导细胞凋亡，在肺癌组织中发现Fas、FasL水平显著降低［13］。因此我们推测当肿瘤细胞生长到一定程度，肿瘤细胞增殖和死亡维持相对平衡，增殖快、恶性程度高的肿瘤细胞，凋亡势必增加。而Bcl-xL可能直接参与了肿瘤细胞凋亡的抑制，打破增殖和凋亡的相对平衡,而肿瘤细胞又在体内无限增殖,使肿瘤细胞有可能在体内长期存活并呈蓄积性增加，间接导致肿瘤细胞局部侵袭及转移的发生率增高。

　　：

　　［1］Shimizu S, Eguchi Y, Kosaka H, et al.   Prevention of hypoxia-induced cell death by Bcl-2 and Bcl-xL［Ｊ］.   Nature, 1995, 374:811813.

　　［2］Cory S, Huang DC, Adams JM. The Bcl-2 family: roles in cells survival and oncogenesis［Ｊ］. Oncogene, 2003, 22:85908607.

　　［3］胡静姿，刘惠敏，李玉莉，等.Bcl-2、Bcl-xL和Bax在结直肠癌中的表达［Ｊ］．第二军医大学学报，2006，27(3)：249252．

　　［4］朱玉胜，吕元，林果为，等.Bcl-2、Bcl-XL、Bax、Bak在急性白血病细胞中的表达及其临床意义［Ｊ］．复旦学报(医学版)，2001，28 (2)：113118．

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　　［7］于利利，王泽华.Bcl-xL和Caspase-3在人卵巢癌细胞株凋亡过程中的调节作用［Ｊ］．华中科技大学学报(医学版)，2003，32(2)：205208.

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　　［9］李显文，杨罗艳，王红珊．膀胱癌肿瘤组织中Bcl2x基因mRNA的表达及其临床意义［Ｊ］．医学临床研究，2004，21(3)：252255.

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