張琛,楊清,王玉
(中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院婦產(chǎn)科,沈陽(yáng) 110004)
子宮內(nèi)膜癌作為發(fā)病率最高的女性盆腔生殖道惡性腫瘤之一,嚴(yán)重影響女性健康。許多信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑與子宮內(nèi)膜癌的發(fā)生、發(fā)展過程關(guān)系密切,其中磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(phosphatidylinositol 3-kinase/protein kinase B,PI3K/Akt)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑作為最主要的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑之一,在腫瘤細(xì)胞增殖、凋亡及侵襲中發(fā)揮著重要作用。本實(shí)驗(yàn)采用免疫組化方法及Western blot檢測(cè)PIK3CB、Akt及p-Akt在子宮內(nèi)膜癌組織中的表達(dá)情況,探討子宮內(nèi)膜癌的發(fā)病機(jī)制,為子宮內(nèi)膜癌的診治提供新思路。
材料來源于中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院2005年1月至2007年12月婦科手術(shù)治療的患者。免疫組化實(shí)驗(yàn)采用蠟塊標(biāo)本58例,其中增殖期子宮內(nèi)膜6例,子宮內(nèi)膜非典型增生7例,子宮內(nèi)膜樣腺癌45例;病理分期:Ⅰ期21例,Ⅱ期14例,Ⅲ期10例;組織學(xué)分級(jí):高分化(G1)15 例,中分化(G2)20 例,低分化(G3)10例。Western blot采用新鮮標(biāo)本 30例,均為手術(shù)時(shí)取材,取材后立即送-70℃冰箱保存,其中增殖期子宮內(nèi)膜6例,子宮內(nèi)膜非典型增生6例,子宮內(nèi)膜樣腺癌18例。增殖期子宮內(nèi)膜、子宮內(nèi)膜非典型增生及子宮內(nèi)膜樣腺癌均經(jīng)病理學(xué)診斷證實(shí),其中子宮內(nèi)膜樣腺癌根據(jù)世界衛(wèi)生組織/國(guó)際婦產(chǎn)科聯(lián)盟手術(shù)病理分期標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分期,患者術(shù)前均未接受過放療、化療或激素治療。
1.2.1 免疫組織化學(xué)檢測(cè):PIK3CB抗體購(gòu)于美國(guó)Abcam公司,Akt、p-Akt抗體及SP試劑盒購(gòu)于北京中杉金橋生物技術(shù)有限公司,SP免疫組化染色按試劑盒說明操作。免疫組化結(jié)果判定:PIK3CB、Akt及p-Akt陽(yáng)性細(xì)胞染色均為棕黃色顆粒,定位于細(xì)胞質(zhì)。采用MetaMorph/DP10/BX41顯微圖像分析系統(tǒng)分析結(jié)果。以積分光密度(integral optical density,IOD)代表蛋白顆粒密度。
1.2.2 Western blot檢測(cè):取40 μg總蛋白上樣進(jìn)行10%不連續(xù)SDS-PAGE電泳,通過電轉(zhuǎn)移法將蛋白從聚丙烯酰胺凝膠轉(zhuǎn)印至硝酸纖維素濾膜上,10%脫脂奶粉于室溫封閉濾膜過夜,常規(guī)將轉(zhuǎn)印后的膜依次與一抗和二抗孵育,最后以堿性磷酸酶法顯色目的條帶。Western blot結(jié)果判定:應(yīng)用自動(dòng)電泳凝膠成像分析儀(Alpha Innotech Corporation 5500型,美國(guó)Alpha Innotech公司)分析蛋白條帶的強(qiáng)弱(以IOD表示)。
免疫組化結(jié)果顯示PIK3CB、Akt及p-Akt均主要在胞質(zhì)內(nèi)表達(dá),顯微鏡下表達(dá)陽(yáng)性細(xì)胞可見胞質(zhì)呈棕黃色(圖1)。在增殖期子宮內(nèi)膜組織中,PIK3CB、Akt及p-Akt呈弱陽(yáng)性表達(dá)或陰性表達(dá),在子宮內(nèi)膜非典型增生組織及子宮內(nèi)膜樣腺癌組織中的表達(dá)明顯增高(P<0.05),見表1。值得注意是,在不同臨床病理分期和不同組織類型病理分級(jí)的子宮內(nèi)膜樣腺癌組織中PIK3CB表達(dá)量的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);在不同組織類型病理學(xué)分級(jí)的子宮內(nèi)膜樣腺癌組織中,Akt及p-Akt的表達(dá)量差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),但與臨床病理分期無關(guān)(P>0.05),見表 2。
表1 PI K3C B、Akt及p-Akt在不同子宮內(nèi)膜組織中表達(dá)的I O D值Tab.1 I nt egralopt i caldensi t y val ues ofPI K3C B,Aktand p-Akti n di f f erentendom et ri alt i ssues Group n PIK3CB Akt p-Akt Normal proliferative-phase endometrium 6 1.51±0.84 10.57±2.45 15.60±1.65 Atypical endometrial hyperplasia 7 9.96±13.151) 15.06±3.151) 32.89±5.401)Endometrial carcinoma 45 27.81±15.421),2) 38.59±2.871),2) 66.51±6.981),2)1)P<0.05 vs normal proliferative-phase endometrium;2)P<0.05 vs atypical endometrial hyperplasia.
Western blot定量分析 PIK3CB、Akt及 p-Akt的表達(dá)量,結(jié)果與免疫組化實(shí)驗(yàn)的結(jié)果一致,在不同類型的子宮內(nèi)膜組織中PIK3CB、Akt及p-Akt蛋白的表達(dá)量差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),由增殖期子宮內(nèi)膜到子宮內(nèi)膜非典型增生到子宮內(nèi)膜樣腺癌呈增強(qiáng)趨勢(shì)。
表2 PI K3C B、Akt及p-Akt在不同組織學(xué)分級(jí)和病理分期子宮內(nèi)膜樣腺癌組織中表達(dá)的I O D值Tab.2 I nt egralopt i caldensi t y val ues ofPI K3C B,Aktand p-Akti n di f f erentt ypes ofendom et ri aladenocarci nom a t i ssues by hi st ol ogi calgrade and pat hol ogi calst age Item n PIK3CB Akt p-Akt Histological grade G1 15 25.28±4.98 29.52±4.25 7.33±2.37 G2 20 28.44±3.40 38.84±3.02 12.18±1.43 G3 10 30.36±2.78 51.70±8.22 25.67±2.80 Pathological stageⅠ21 25.63±2.36 34.90±2.88 9.28±2.86Ⅱ14 25.01±1.50 48.90±2.26 12.05±3.07Ⅲ10 36.44±2.30 50.27±8.40 17.48±1.95
PI3K/Akt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路與子宮內(nèi)膜癌的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān),催化亞基PIK3CB作為Ⅰ型PI3K的重要組成部分,在腫瘤的形成和發(fā)展中發(fā)揮著重要作用:(1)抑制細(xì)胞凋亡,促進(jìn)細(xì)胞增殖[1,2]。(2)介導(dǎo)細(xì)胞周期進(jìn)展、促進(jìn)細(xì)胞增殖:PIK3CB可以通過對(duì)周期素依賴性激酶的調(diào)節(jié)作用,促進(jìn)細(xì)胞周期的運(yùn)行。Cyclin E是屬于G期細(xì)胞周期的正調(diào)節(jié)因子,PIK3CB的下調(diào)可以導(dǎo)致Cyclin E顯著下降,從而影響細(xì)胞周期的進(jìn)展[3]。(3)PIK3CB可以誘導(dǎo)致癌性轉(zhuǎn)化:多項(xiàng)研究表明,PIK3CB的高表達(dá)有潛在的誘導(dǎo)致癌性轉(zhuǎn)化作用[4,5]。這可能是因?yàn)镻IK3CB過表達(dá)導(dǎo)致的PI3K/Akt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的過度激活,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖。此外,PIK3CB不僅通過抑制細(xì)胞凋亡、促進(jìn)細(xì)胞增殖而與腫瘤發(fā)生有關(guān),還可影響腫瘤細(xì)胞的遷移、侵襲而促進(jìn)腫瘤進(jìn)展[6]。本研究發(fā)現(xiàn),PIK3CB主要在細(xì)胞胞質(zhì)表達(dá),在子宮內(nèi)膜樣腺癌組織中的表達(dá)量明顯高于增殖期子宮內(nèi)膜組織和子宮內(nèi)膜非典型增生組織(P<0.05),Western blot結(jié)果與免疫組化結(jié)果一致。由此可見,PIK3CB可能通過抑制子宮內(nèi)膜細(xì)胞正常凋亡而在子宮內(nèi)膜癌的發(fā)生、發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用。Wee等[5]通過對(duì)前列腺癌PC3細(xì)胞系、人惡性膠質(zhì)瘤U87MG細(xì)胞系的研究表明,抑制PIK3CB的表達(dá)可以有效的下調(diào)p-Akt的表達(dá),抑制PC3細(xì)胞及U87MG細(xì)胞的增殖,并促進(jìn)其細(xì)胞凋亡,降低了腫瘤細(xì)胞的惡性生物學(xué)行為,在抑制腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中具有重要作用。在針對(duì)乳腺管癌[7,8]的研究中亦表明,敲除PIK3CB基因能有效地抑制了乳腺管癌細(xì)胞的增殖,促進(jìn)其凋亡。進(jìn)一步說明針對(duì)PIK3CB的干預(yù)治療有可能成為抑制腫瘤增殖和存活的一個(gè)新的治療方法,亦有可能成為子宮內(nèi)膜癌治療的一個(gè)新靶點(diǎn)。
Akt是一種絲氨酸/蘇氨酸激酶,可抑制腫瘤細(xì)胞的凋亡,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖:(1)Akt的活化可受大量細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子的觸發(fā),從而保護(hù)細(xì)胞免受凋亡。(2)過表達(dá)顯性失活突變Akt基因可促進(jìn)凋亡,而過表達(dá)組成性激活突變Akt基因可抑制凋亡。Akt參與了多種惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展,在乳腺癌、卵巢癌、胰腺癌、前列腺癌及胃癌中都檢測(cè)出了Akt的過表達(dá)[9]。有研究顯示Akt在胃癌組織中呈高表達(dá),提示Akt蛋白的高表達(dá)可能促進(jìn)胃癌細(xì)胞的增殖,抑制其凋亡。我們發(fā)現(xiàn)Akt在子宮內(nèi)膜樣腺癌組織中亦呈高表達(dá),表達(dá)量明顯高于增殖期子宮內(nèi)膜組織和子宮內(nèi)膜非典型增生組織(P<0.05),提示Akt的過表達(dá)可能促使子宮內(nèi)膜細(xì)胞逃避凋亡、異常增殖并促進(jìn)子宮內(nèi)膜癌的發(fā)生和發(fā)展。
p-Akt作為Akt的活化形式,在抑制腫瘤細(xì)胞凋亡、促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖和血管生成等方面發(fā)揮著重要作用。大量研究表明,在許多惡性腫瘤中p-Akt呈持續(xù)高度活化,而且p-Akt的異常表達(dá)與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展以及對(duì)放化療產(chǎn)生的耐受密切相關(guān)[10]。通過我們的研究證實(shí)p-Akt在子宮內(nèi)膜樣腺癌組織中的表達(dá)明顯高于增殖期子宮內(nèi)膜及子宮內(nèi)膜非典型增生組織(P<0.05),表明Akt的磷酸化激活可能是促進(jìn)子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞增殖、抑制其凋亡的重要原因。Aleskandarany等[11]對(duì)大宗病例的檢測(cè)結(jié)果顯示,76%的早期乳腺浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌中p-Akt呈高表達(dá)。同樣,對(duì)結(jié)直腸癌的研究提示p-Akt的表達(dá)與結(jié)直腸癌的TNM分期相關(guān),推測(cè)p-Akt很可能在結(jié)直腸癌的生長(zhǎng)和發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用,其高表達(dá)促進(jìn)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的發(fā)生。在本研究中還發(fā)現(xiàn)PIK3CB、Akt及p-Akt在子宮內(nèi)膜樣腺癌組織中的表達(dá)量均明顯高于增殖期子宮內(nèi)膜組織及子宮內(nèi)膜非典型增生組織(P<0.05),由此推測(cè)在子宮內(nèi)膜癌中,PIK3CB的過表達(dá)能夠上調(diào)Akt及p-Akt的表達(dá),促進(jìn)子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞的增殖,抑制其凋亡,但三者之間的關(guān)系具體如何,還需進(jìn)一步的研究證明。
綜上所述,深入研究PI3K/Akt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在子宮內(nèi)膜癌發(fā)生、發(fā)展中的作用,不僅有利于闡明子宮內(nèi)膜癌惡性增殖和存活的分子機(jī)制以及加深對(duì)PI3K/Akt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的了解,還能為臨床預(yù)測(cè)子宮內(nèi)膜癌的發(fā)生、基因治療和預(yù)后判斷提供新的有效靶點(diǎn)。
[1]An HJ,Cho NH,Yang HS,et al.Targeted RNA interference of phosphatidylinositol 3-kinase p110-β induces apoptosis and proliferation arrest in endometrial carcinomar cells[J].J Pathol,2007,212(2):161-169.
[2]Jia S,Zhang S,Liu P,et al.Essential roles of PI(3)K-p110β in cell growth,metabolism and tumorigenesis[J].Nature,2008,454(7205):776-779.
[3]CiraoloE,IezziM,MaroneR,etal.Phosphoinositide3-kinase p110beta activity:key role in metabolism and mammary gland cancer but not development[J].Sci Signal,2008,1(36):ra3.
[4]Ono A,Ishizuka T,Matsuzaki S,et al.PI3K-p110beta positively regulateslipopolysaccharide-induced IL-12 production in human macrophages and dendritic cells and JNK1 play a novel role[J].J Immunol,2009,182(9):5225-5231.
[5]Wee S,Wiederschain D,Maira SM,et al.PTEN-deficient cancers depend on PIK3CB [J].Proc Natl Acad Sci USA,2008,105(35):13057-13062.
[6]楊清,張淑蘭,王玉.子宮內(nèi)膜癌組織中p-PKB及僅含BH3域蛋白的表達(dá)及其相關(guān)性[J].中國(guó)腫瘤臨床,2006,33(16):912-915.
[7]Hashem A,Dbouk,Jonathan M.A beta version of life:p110β takes center stage[J].Oncotarget,2010,1(8):729-733.
[8]Dou Z,Pan JA,Lin RZ,et al.The beta identity of class I Ptdlns3K a positive role of p110β in autophagy revealed[J].Autophagy,2011,7(2):246-247.
[9]黃憲章,趙學(xué)芹,李曼,等.Akt shRNA載體的構(gòu)建及其對(duì)結(jié)腸癌細(xì)胞株Lovo Akt基因表達(dá)的抑制作用[J].南方醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào),2011,31(11):1914-1917.
[10]周云英,劉華,郭銳翰,等.缺氧影響PTEN磷酸化和核定位[J].首都醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào),2011,32(2):244-248.
[11]Aleskandarany MA,Rakha EA,Ahmed MA,et al.Clinicopathologic and molecular significance of phoshpho-Akt expression in early invasive breast cance[J].Breast Cancer Res Treat,2010,127(2):407-416.