酪氨酸激酶Etk的表达与鼻咽癌细胞凋亡之间的关系

来源:岁月联盟 作者: 时间:2010-07-12
                                     作者:苏珊 张健 郭琳琅 朱伟良 张振华      

【摘要】    目的: 观察酪氨酸激酶Etk的表达与放射引起的鼻咽癌细胞株凋亡之间的关系,探讨Etk对放射引起的鼻咽癌细胞凋亡的调节机制. 方法: 运用免疫荧光技术和流式细胞术检测4株鼻咽癌细胞Etk的表达情况;直线加速器6MV?X射线2 Gy单次剂量照射细胞后,用流式细胞仪检测细胞凋亡率的变化,以及与Etk,凋亡相关蛋白Bcl?2及Bak表达的关系. 结果: 流式细胞仪检测显示4株鼻咽癌细胞Etk表达水平分别为:5?8F(73.3±3.4)%, 6?10B(50.5±6.1)%,CNE?1(47.7±1.9)%,CNE?2(29.5±1.7)%. 免疫荧光显示,Etk蛋白主要在鼻咽癌细胞胞质中表达,胞核中表达微弱. 统计分析表明,放射线照射后,鼻咽癌细胞株Etk的表达降低,并与细胞的凋亡率及Bak蛋白的表达呈负相关,与Bcl?2的表达无关. 结论: Etk蛋白与放射引起的鼻咽癌细胞凋亡有关,它可能通过调节凋亡蛋白Bak的表达参与了放射后鼻咽癌细胞的凋亡.

【关键词】  鼻咽肿瘤 蛋白质酪氨酸激酶 Etk 细胞凋亡

     0引言

    内皮/上皮细胞酪氨酸激酶 (The endothelial/epithelial tyrosine kinase, Etk),是蛋白酪氨酸激酶(Bruton?s tyrosine kinase, Btk)家族中惟一一种不仅分布于淋巴造血细胞,还在上皮性瘤细胞和血管内皮细胞中表达的非受体类酪氨酸激酶[1]. 国外研究表明,Etk与T, B淋巴细胞的增殖、分化关系密切,并对乳腺癌、前列腺癌等癌细胞的增殖和凋亡起重要的调节作用[2-3]. 我们最近报道,在鼻咽癌组织中也存在Etk的异常表达,并与EBER?1(EBV Encoded RNA)的表达相关,而与凋亡相关蛋白Bcl?2的表达无关[4]. 本研究我们利用直线加速器对鼻咽癌细胞进行照射,用流式细胞仪检测照射前后细胞的凋亡率及Etk,Bcl?2和Bak的表达,探讨Etk与放射后鼻咽癌细胞凋亡之间的关系及其可能调节机制.

    1材料和方法

    1.1材料兔抗人Etk多克隆抗体购自美国Cell Singnaling公司;FITC标记羊抗兔IgG购自美国CHEMICON公司;兔抗人Bak多克隆抗体及兔抗人Bcl?2多克隆抗体购自福州迈新生物技术公司;Annexin V?FITC 凋亡试剂盒购自美国Beckman Coulter公司;RMPI 1640培养液购自美国GIBCO公司;新生牛血清购自奥地利PAA公司. 细胞株:高成瘤、高转移的低分化鳞癌细胞株5?8F及低成瘤、不转移的低分化鳞癌细胞株6?10B由南方医科大学病研究室馈赠,高分化细胞株CNE?1,低分化细胞株CNE?2由中山医科大学病理学研究室馈赠.

    1.2方法

    1.2.1细胞培养加入含150 mL/L灭活新生牛血清的RMPI1640培养液,置于37.5℃,饱和湿度50 mL/L的CO2培养箱中培养. 收集融合率70%~80%,存活细胞百分率>95%的对数生长期细胞以备实验.

    1.2.2免疫荧光技术鼻咽癌细胞在预处理过的盖玻片上培养24 h至70%~80%细胞融合,PBS洗涤3次,丙酮冰上固定15 min,洗涤3次后加入兔抗人Etk多抗(稀释浓度1∶100),37℃温育2 h,洗涤后加入FITC标记羊抗兔IgG抗体(稀释浓度1∶50),37℃温育1 h,PBS洗涤后封片,于荧光显微镜下观察.

    1.2.3直线加速器照射产地:美国Varian公司,6MV?X射线,剂量2 Gy,剂量率4 Gy/min ,照射野15 cm×30 cm.

    1.2.4流式细胞仪分析① 鼻咽癌细胞株照射前后Etk的表达:分别收集照射前与照射后6,12 h的鼻咽癌细胞,50 g/L多聚甲醛固定15 min,PBS洗涤后,破膜剂裂解细胞,加入兔抗人Etk多抗(稀释浓度1∶100),孵育1 h,再次洗涤离心,加入FITC标记羊抗兔IgG抗体(稀释浓度1∶50),孵育0.5 h后,在流式细胞仪上检测Etk蛋白的表达,出现绿色荧光的细胞为Etk蛋白表达阳性.    ② 采用上述相同的方法,检测放射线照射前后细胞Bcl?2, Bak蛋白的表达水平. ③ 照射后鼻咽癌细胞的凋亡率:收集照射后12 h的鼻咽癌细胞,PBS洗涤离心后, 1×binding buffer (结合缓冲液)调整细胞浓度为5×109/L,取100 μL与5 μL FITC及2.5 μL PI溶液混匀,冰上避光孵育10 min,加入400 μL 1×binding buffer混匀后,应用美国Becton Dickson 公司的FAC?Sort型流式细胞仪进行分析.

    统计学处理: 数据采用统计软件SPSS10.0,结果用x±s表示,差异比较采用t检验,并进行Spearman相关分析.

    2结果

    2.1流式细胞仪检测照射前4株鼻咽癌细胞Etk表达的阳性率,从高到低依次为: 5?8F(73.3±3.4)%, 6?10B(50.5±6.1)%,CNE?1(47.7±1.9)%,CNE?2(29.5±1.7)%(n=3).

    2.2免疫荧光技术检测照射前4株鼻咽癌细胞Etk的表达,荧光显微镜下显示,照射前4株鼻咽癌细胞中均见Etk的阳性表达(绿色),阳性信号主要分布于胞质中,胞核中表达微弱. 各株细胞Etk的表达信号强度与其流式检测的细胞阳性率一致,即信号强度从高到低依次为: 5?8F, 6?10B, CNE?1, CNE?2(图1).

    2.3流式细胞检测照射后6 h 4株鼻咽癌细胞Etk的表达均下降,Bak与Bcl?2的表达均有升高,但二者的变化程度不如Etk明显. SPSS统计分析表明,4株鼻咽癌细胞照射后6 h Etk的表达与照射前均有统计学差异(P值均<0.05, n=3);而Bak的表达与照射前均无统计学差异;细胞株5?8F,6?10B在照射后6 h  Bcl?2的表达与照射前无统计学差异,而CNE?1和CNE?2在照射后6 h Bcl?2的表达与照射前有统计学差异(P值均<0.05,n=3,表1). 照射后12 h鼻咽癌细胞Etk蛋白的表达继续下降,并与细胞凋亡率呈负相关(P<0.01). 此时除细胞株6?10B外,其余各株细胞Bak的表达与照射前均有统计学差异(P值均<0.05, n=3),并与Etk的表达呈负相关(P<0.01);凋亡相关蛋白Bcl?2在各细胞株中的表达较照射前升高,差异具有统计学意义(P值均<0.05, n=3),但其表达与Etk的表达无相关(表1). 表1照射前后鼻咽癌细胞Etk,Bcl?2及Bak表达的变化

    3讨论

    研究发现,酪氨酸激酶Etk与体内许多重要信号传导分子有关,参与了多种肿瘤细胞的增殖、分化及凋亡过程. 有研究证实,Etk作为下游区的信号分子,参与了表皮生长因子受体(EGFR)介导的乳腺癌细胞凋亡信号的转导途径[7]. Dai等[5]通过裸鼠成瘤实验发现,Etk可促进前列腺癌细胞的致瘤性. 我们通过对4株鼻咽癌细胞进行检测,首次发现在鼻咽癌细胞中,也存在不同水平的Etk蛋白表达,其中高成瘤、高转移株细胞5?8F阳性表达率为(73±3.4)%, 低成瘤、低转移株6?10B阳性表达率为(50.5±6.1)%,提示Etk的表达可能与鼻咽癌细胞的致瘤性及转移性有关,与Dai等[5]的研究一致.

  放射可引起细胞相关凋亡基因的表达,促进细胞发生凋亡. 目前国内外主要通过研究鼻咽癌组织照射前后Bcl?2 和Bax等的变化,探讨鼻咽癌放射敏感性的相关指标. 以鼻咽癌细胞株为研究对象,探讨放射后不同时间点各指标的变化,尚未见研究报道. 本实验我们模拟临床,采用直线加速器2 Gy的剂量,对4个鼻咽癌细胞株进行单次剂量照射后发现,照射后6 h 4株鼻咽癌细胞Etk的表达水平显著下降,Bak 的表达较照射前并无显著变化,CNE?1和CNE?2两株细胞Bcl?2的表达较照射前有显著性差异,5?8F及6?10B与照射前无显著性差异. 这表明,鼻咽癌细胞放射后,Etk表达的变化较Bcl?2和Bak更加明显. 我们进一步发现,在照射后12 h,Bcl?2和Bak的表达才开始出现显著性变化,而Etk的表达水平继续下降,与细胞凋亡率变化呈负相关关系. 因此我们认为Etk的表达,可在一定程度上反映鼻咽癌细胞对放射线的敏感性,它可能参与放射引起的鼻咽癌细胞的凋亡调控过程,并有望作为临床放射敏感性的指标之一 .

  bcl?2基因是目前发现的抗凋亡作用最强的基因之一, 它可通过形成自身同源或异源二聚体抑制细胞凋亡. Bak是Bcl?2基因家族中的一员,与Bcl?2抑制细胞凋亡的作用相反,能促进细胞死亡. 它可以与Bcl?2相互作用形成异源二聚体,抑制Bcl?2的抑凋亡活性,也可直接激活凋亡途径或作为细胞死亡过程中的组成部分被活化而促进细胞凋亡. 我们研究发现,在照射后12 h,Etk的表达与Bak的表达呈负相关关系,而与Bcl?2的表达无明显相关. 因此我们推测,Etk有可能通过调节Bak的表达参与了放射后鼻咽癌细胞凋亡的调控过程,而与Bcl?2的表达无关. Xue等[8]通过对Etk缺陷型和过表达型两株前列腺癌细胞作光动力实验,发现Etk可抑制光动力照射引起的前列腺癌细胞凋亡. 本研究发现,照射后随着细胞凋亡率的增加,Etk的表达逐渐下降,提示Etk可能有抑制细胞凋亡的作用,与Xue等[8]结论近似. 亦有人研究证实,前列腺细胞株中Etk蛋白的过表达可抑制P53基因转录子的活性及其与线粒体促凋亡蛋白Bak的相互作用,抑制阿霉素引起的细胞凋亡[9]. Xie等[6]报道,Etk的SH3结构域可与P53基因富含脯氨酸的序列结合,抑制化疗药物引起的前列腺癌细胞的凋亡. 本实验研究所用的CNE?1和CNE?2两株细胞,P53功能处于突变状态,导致Etk不能通过抑制P53的活性及其与Bak的相互作用来抑制凋亡,因此我们推测,在鼻咽癌细胞株CNE?1,CNE?2中可能不存在P53/Bak/Etk途径,Etk可能通过其他途径参与了细胞凋亡的调控. 至于Etk究竟通过何种方式,以何种途径参与了鼻咽癌放射后凋亡的调节,尚需进一步的实验证实.

【】
  [1] Mano H. Tec family of protein?tyrosine kinases: An overview of their structure and function[J]. Cytokine Growth Factor Rev, 1999,10(3?4): 267-280.

[2] Bagheri?Yarmand R, Mandal M, Taludker AH. Etk/Bmx tyrosine kinase activates Pak1 and regulates tumorigenicity of breast cancer cells[J]. J Biol Chem, 2001, 276(31):29403-29409.

[3] Hamm?Alvarez SF, Chang A, Wang Y. Etk/Bmx activation modulates barrier function in epithelial cells[J].Am J Physiol Cell Physiol,2001,280(6):C1657-C1668.

[4] Guo L,Guo Y, Xiao S. Expression of Etk/Bmx tyrosine kinase in the tumorigenicity of nasopharyngeal epithelium and its relation with EB virus infection and the apoptosis?related protein Bcl?2[J]. Cancer Lett, 2006,232(2):255-261.

[5]Dai B,Kim O,Xie Y.Tyrosine Kinase Etk/BMX Is Up?regulalted in Human Prostate Cancer and Its Overexpression Induce Prostate Intraepithelial Neoplasis in Mouse[J].Cancer Res,2006,66(16):8058-8064.

[6] Xie Y, Xu K, Dai B. The 44 kDa Pim?1 kinase directly interacts with tyrosine kinase Etk/BMX and protects human prostate cancer cells from apoptosis induced by chemotherapeutic drugs[J]. Oncogene, 2006,25(1):70-78.

[7] Chen KY, Huang LM, Kung HJ. The role of tyrosine kinase Etk/Bmx in EGF?induced apoptosis of MDA?MB?468 breast cancer cells[J]. Oncogene,2004,23(10):1854-1862.

[8] Xue LY, Qi Y, He J.Etk/Bmx, a PH?domain containing tyrosine kinase, protects prostate cancer cells from apoptosis induced by photodynamic therapy or thapsigargin[J]. Oncogene ,1999,18(4):3391-3398.

[9] Jiang T, Guo Z, Dai B. Bi?directional regulation between tyrosine kinase Etk/BMX and tumor suppressor p53 in response to DNA damage[J]. J Biol Chem,2004 ,279(48):50181-50189.