王雪平 羅 玉賢 馬 亮亮 顧 福杭 赫 建平 陳娟
結腸癌是發(fā)生于結腸部位的常見消化道惡性腫瘤,占胃腸道腫瘤第三位,其發(fā)病率逐年上升,人們一直都在積極尋求攻克結腸癌的方法,但到目前為止仍然沒有十分有效的治療手段?,F(xiàn)有的傳統(tǒng)治療方法如化學治療、放射治療、免疫治療等雖然能殺滅腫瘤細胞,但卻無法避免殺滅人體的正常組織細胞,有著嚴重的不良反應。腫瘤壞死因子相關凋亡誘導配體(TRAIL),是1995年Wiley等[1]發(fā)現(xiàn) TNF超家族的新成員,被稱為繼FasL、腫瘤壞死因子(TNF)之后第三個凋亡因子,它具有選擇性誘導腫瘤細胞發(fā)生凋亡的作用。TRAIL通過與其受體結合而發(fā)揮其選擇性的細胞毒性作用。本文對TRAIL受體DR4、DR5、DcR1在結腸癌中的表達進行研究,探討其對結腸癌治療的臨床意義。
1.1 一般資料 35例結腸癌組織取自石家莊市第一醫(yī)院2007至2010年經(jīng)手術切除的結腸癌組織標本,同時以14例良性結腸組織(外傷或良性造瘺等)為正常對照,全部標本均經(jīng)病理診斷證實。
1.2 方法 采用免疫組化SP法染色,步驟嚴格按試劑盒說明操作。一抗工作濃度 DR4、DR5為1∶50,DcR1為1 100。以PBS代替一抗作為空白對照。免抗人DR4、DR5、DcR1多克隆抗體購于美國NeoMarkers公司;鼠及兔SPN免疫組化試劑盒、DAB試劑盒購于美國ZYMED公司。
1.3 結果判定 采用半定量積分法,根據(jù)免疫組化染色反應的深度及陽性細胞的數(shù)量分別記分為0~3分,其中染色深度以多數(shù)細胞的呈色反應為準。淺黃色為1分,棕黃色為2分,棕褐色為3分,不著色為0分。陽性細胞數(shù)≤10%為0分,11%~45%為1分,46% ~70%為2分,>70%為3分,并根據(jù)這兩項指標的積分數(shù)分為4級,即陰性(-)為0分,弱陽性(+)為2分,陽性(++)為3~4分,強陽性(+++)為5~6分。應用Olyumpus BX51型光學顯微鏡觀察并攝片。
1.4 統(tǒng)計學分析 應用SPSS 13.0統(tǒng)計軟件,計數(shù)資料比較采用χ2檢驗,P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
TRAIL受體DR4、DR5、DcR1免疫陽性產(chǎn)物均為棕黃色顆粒,定位于胞漿或胞膜。結腸癌組織中DR5、DR4、DcR1的陽性表達率,均明顯高于正常結腸黏膜組織(P<0.05)。DR5的陽性表達率明顯高于DR4(P<0.05)。正常結腸黏膜組織中DcR1的陽性表達率明顯高于結腸癌,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。見表 1。
表1 DR4、DR5和DcR1在結腸癌及正常結腸組織中的表達 例(%)
TRAIL是1995年Wiley等[1]發(fā)現(xiàn)TNF超家族的新成員,為Ⅱ型膜蛋白,與其受體(TRAIL-R)結合后可啟動細胞內(nèi)的信號傳導,能特異性地誘導多種腫瘤細胞凋亡,而對大多數(shù)正常細胞幾乎沒有毒性,使其成為目前腫瘤治療研究領域的熱點。目前已知的 TRAIL受體共有5種:DR4、DR5、DcR1、DcR2和OPG,其中,DR4、DR5含有胞漿內(nèi)“死亡域”,與 TRAIL結合能夠傳遞凋亡信號,誘導細胞凋亡,故稱為“死亡受體”(death receptor,DR)。DcR(decoy receptor)即誘騙受體,包括 DcR1和DcR2,主要表達于正常細胞,它們不含完整的死亡域(death domain,DD),故不引起正常細胞凋亡[2]。OPG(osteoprotegerin):是TRAIL的一種可溶性受體,主要作用是調(diào)節(jié)骨細胞的代謝。TRAIL通過與 DR4、DR5結合,死亡誘導信號復合物(DISC)可被誘導合成,通過觸發(fā)caspase級聯(lián)反應,最終導致程序性細胞凋亡[3]。無論凋亡信號在細胞內(nèi)如何傳遞,TRAIL要發(fā)揮誘導細胞凋亡的作用必須首先與其受體結合。因此,細胞表面TRAIL受體表達水平及功能對TRAIL介導的細胞凋亡至關重要。對于TRAIL-R在結腸癌中表達情況的研究,可為應用TRAIL治療結腸癌提供重要的理論基礎。
本研究結果顯示,DR5在結腸癌中的陽性表達率為27/35(77.14%),DR4的陽性表達率為19/35,差異有統(tǒng)計學意義(54.28%),均明顯高于正常結腸黏膜組織 4/14(28.57%),差異有統(tǒng)計學意義(P <0.05)。DR4、DR5是TRAIL的功能受體,它可以介導細胞的凋亡信號傳導,誘導細胞凋亡。結腸癌中DR4、DR5的高表達為TRAIL用于結腸癌的臨床治療提供了理論依據(jù)。
Kim等[4]的研究發(fā)現(xiàn),TRAIL對腫瘤細胞的敏感性主要與DR4的表達有關,而與DR5的表達無關;Dominic Stadel研究發(fā)現(xiàn),胰腺癌中TRAIL誘導的凋亡優(yōu)先通過TRAIL-R1(DR4),XIAP抑制劑可增強其能力[5]。而另外有些學者則得出相反結論,認為主要與 DR5的表達有關[6]。Wang等[7]應用 RNA 干擾技術獲得了DR5表達缺失的結腸癌細胞系,將其接種裸鼠后發(fā)現(xiàn)移植瘤對化療藥物5-FU產(chǎn)生了抗性,提示DR5可能在腫瘤發(fā)生和化療耐藥方面起著關鍵作用。本研究結果顯示,DR5在結腸癌中的表達27/35(77.14%)要高于DR4在結腸癌中的表達19/35(54.28%),據(jù)此推測可能DR5在結腸癌的發(fā)病中所起的作用更積極一些。Truneh等[8]研究表明,TRAIL與受體的結合力是受溫度調(diào)控的。在4℃時,TRAIL與其所有受體的結合力相似;而在37℃時TRAIL與DR5有最高的親和力。因此,在機體及細胞的最適生存溫度(37℃)時,DR5相對于其它受體來講,將以更強的親和力與TRAIL結合并介導凋亡反應。由此提示,DR5可能在TRAIL誘導的凋亡通路中發(fā)揮更重要的作用,與本實驗結果相符。
此外,本研究結果還顯示,DcR1在正常結腸黏膜組織中陽性表達率為100%,主要表達于正常結腸粘膜組織,在正常結腸黏膜組織高表達的DcR1可與死亡受體DR5競爭結合TRAIL,從而保護其免受TRAIL誘導的細胞凋亡。而在結腸癌中DcR1也有低表達(37.14%),推測結腸癌中DcR1的表達可能與腫瘤細胞對TRAIL誘導的凋亡耐受有關,它是否競爭與TRAIL結合,使癌細胞逃脫凋亡誘導,變得對TRAIL不敏感,仍需進一步實驗證實。
1 Wiley SR,Schooley K,Smolak PJ,et al.Identification and characterization of a newmemberof theTNF family that induces apoptosis.Immunity,1995,3:673-682.
2 Kim K,F(xiàn)isher MJ,Xu SQ,et al.Molecular determinants of response to TRAIL in killing ofnormal and cancer cells.Clin Cancer Res,2000,6:335-346.
3 Pennarun B,Meijer A,de Vries EG,et al.Playing the DISC:Turning on TRAIL death receptor-mediated apoptosis in cancer.Biochim Biophy Acta,2010,1805:123-140.
4 Kim Y,Seol DW.TRAIL,a mighty apoptosis inducer.Mol Cells,2003,15:283-293.
5 Stadel D,Mohr A,Ref C,et al.TRAIL-Induced Apoptosis Is Preferentially Mediated via TRAIL Receptor 1 in Pancreatic Carcinoma Cells and Profoundly Enhanced by XIAP Inhibitors.Clin Cancer Res,2010,16:5734-5749.
6 Takeda K,Yamaguchi N,Akiba H,et al.Induction of tumor-specific T cell immunity by anti-DR5 antibody therapy.J Exp Med,2004,199:437-448.
7 Wang S,EIDeiry WS.Inducible silencing ofKILLER/DR5 in vi-vo promotes bioluminescent colon tumor xenograft growth and con-fers resistance to chemotherapeutic agent 5-fluorouracil.Cancer Res,2004,64:6666-6672.
8 Truneh A,Sharna S,Silverman C,et al.Temperature-sensitive differ-ential affinity of TRAIL for its receptors.DR5 is the highest affinity receptor.J Biol Chem,2000,275:23319-23325.