胃癌發生過程中DNA修復蛋白表達的意義

溫 爽，劉天卿 ，劉飛飛，劉志敏，呂 申

(1.大連市友誼醫院 病理科，遼寧 大連 116001；2.濟寧醫學院 附屬第一醫院 病理科，山東 濟寧 272013；3.大連醫科大學 附屬第二醫院 中心實驗室，遼寧 大連 116027)

胃癌的發生與其他惡性腫瘤一樣，可能與DNA損傷有關。機體細胞內存在多種DNA修復方式，主要包括錯配修復、損傷直接逆轉、堿基切除修復及同源重組修復等[1]。

錯配修復(MMR)可以修復DNA復制過程中的堿基錯配，保證DNA復制忠實性[2]。hMSH2是錯配修復系統中的一種非常重要的基因。損傷直接逆轉(DR)為最簡單的修復方式，是在酶的作用下，直接將損傷的DNA進行修復，防止細胞惡性轉化。MGMT是這種修復方式中最具代表性的一個蛋白，主要修復烷化劑導致的DNA損傷。同源重組修復(HR)可有效修復因DNA 代謝、電離輻射和活性氧損傷等原因而產生的DNA雙鏈斷裂，可以維護基因組的完整性和基因的正常表達[3]。XRCC2 和XRCC3 是同源重組修復系統中不可缺少的基因，對維持染色體的穩定性是必須的。任何一種DNA修復基因及其產物表達異常，都會引起細胞修復功能缺陷，使基因組不穩定，細胞內錯誤信息累積，以致細胞惡性轉化。本實驗通過分析胃癌組織、癌旁黏膜和非癌患者胃黏膜DNA修復基因蛋白的表達情況，探討胃癌的發病機制。

1 材料和方法

1.1 材 料

收集大連市友誼醫院2002～2004年診斷明確的胃鏡活檢標本，胃癌標本56例(癌組)，癌旁黏膜同時取材(癌旁組)。患者男40例、女16例；年齡18～89歲，平均61.8歲；非腫瘤(胃炎)患者胃黏膜標本30例(正常組)，提供者男10例、女20例；年齡17～75歲，平均51.4歲。

1.2 試劑與方法

鼠抗人hMSH2單克隆抗體購自美國 Pharmacia 公司；鼠抗人MGMT、XRCC2及XRCC3單克隆抗體購自美國NeoMarkers公司；免疫組織化學試劑盒購自福州邁新生物技術有限公司。按試劑盒說明用常規免疫組織化學法檢測細胞內蛋白的表達。用已知蛋白陽性標本作陽性對照，PBS取代一抗作陰性對照。

1.3 結果判斷

hMSH2、MGMT 、XRCC2 及XRCC3蛋白主要在上皮細胞細胞核及部分胞漿表達。細胞核或漿內出現棕黃色顆粒為陽性細胞。hMSH2蛋白陽性率(陽性細胞數細胞數與腫瘤細胞總數之比)≥20%、MGMT蛋白的≥40%、XRCC2蛋白的≥10%、XRCC3蛋白的≥30%為陽性表達，否則為陰性表達。

1.4 統計學方法

將所得結果建立數據庫，采用SPSS 11.5軟件進行χ2檢驗，P<0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 胃癌組織、癌旁黏膜及非癌患者胃黏膜hMSH2、MGMT、XRCC2、XRCC3蛋白的表達

如表1所示，胃癌組織hMSH2蛋白陽性表達率為76.8%(43/56)，明顯高于癌旁和非癌患者胃黏膜的 33.9%(19/56)和 33.3%(10/30)(P<0.05)，后兩者間差異無顯著性意義(P>0.05)(圖1)。胃癌組織MGMT蛋白陽性表達率為26.8%(15/56)，與癌旁黏膜的32.1% (18/56)相比差異無顯著性意義(P>0.05)，但二者均明顯低于非癌患者胃黏膜的73.3%(22/30)(P<0.05)(圖2)。胃癌組織XRCC2蛋白的陽性表達率為32.1%(18/56)，明顯高于癌旁和非癌患者胃黏膜的3.6% (2/56)和0%(0/30)(P<0.05)，后兩者間差異無顯著性意義(P>0.05)(圖3)。胃癌組織XRCC3蛋白陽性表達率為76.8%(43/56)，明顯高于癌旁和非癌患者胃黏膜的35.7% (20/56)和36.7%(11/30)(P<0.05)，后兩者間差異無顯著性意義(P>0.05)(圖4)。

2.2 不同分化程度胃癌hMSH2、MGMT、XRCC2、XRCC3蛋白的表達

粘液癌、低分化及高中分化癌組hMSH2、MGMT、XRCC2及XRCC3蛋白陽性表達差異無顯著性意義(P>0.05)，見表2。

2.3 hMSH2與MGMT、XRCC2、XRCC3表達的關系

胃癌組織中hMSH2陽性組和陰性組MGMT蛋白陽性表達呈明顯正相關關系(r=0.333，P<0.05)。癌旁黏膜和非癌患者胃黏膜中hMSH2陽性組和陰性組MGMT、XRCC2及XRCC3蛋白陽性表達差異無顯著性意義(P>0.05)。胃癌組織、癌旁黏膜及非癌患者胃黏膜中hMSH2陽性組和陰性組XRCC2和XRCC3蛋白陽性表達差異無顯著性意義(P>0.05)，見表3。

圖1 胃癌hMSH2蛋白表達 400×Fig1 hMSH2 protein expression in gastric carcinoma 400×

圖2 胃癌MGMT蛋白表達 400×Fig 2 MGMT protein expression in gastric carcinoma 400×

圖3 胃癌XRCC2蛋白表達 400×Fig 3 XRCC2 protein expression in gastric carcinoma 400×

圖4 胃癌XRCC3蛋白表達 400×Fig 4 XRCC3 protein expression in gastric carcinoma 400×

表1 胃癌組織、癌旁黏膜及非癌患者胃黏膜hMSH2、MGMT、XRCC2、XRCC3蛋白的表達Tab1 hMSH2、MGMT、XRCC2 and XRCC3 expression in carcinoma，surrounding epithelia and non carcinoma gastric mucosa

1)與癌旁組和正常組相比,P<0.05；2)與癌組和癌旁組相比,P<0.05

表2 不同分化程度胃癌hMSH2，MGMT，XRCC2，XRCC3蛋白的表達Tab 2 hMSH2、MGMT、XRCC2 and XRCC3 expression in different differentiation gastric carcinoma

3 討 論

錯配修復系統的功能是修復DNA復制過程中出現的堿基錯配，維持基因組的完整性和穩定性。hMSH2 是錯配修復系統中的重要成員之一[4]。目前認為錯配修復基因hMSH2在執行錯配修復時分別與hMSH6和hMSH3構成異源二聚體hMutSα和hMutSβ，識別堿基錯配，啟動修復反應[5]。本研究發現癌組織hMSH2蛋白有很高的表達。這些蛋白可能是hMSH2基因突變后產生的無功能蛋白，使突變的癌基因和抑癌基因不能有效修復，基因突變積累，導致細胞癌變；也可能是組織癌變后，細胞增殖過快，DNA錯配增多而導致的該蛋白反應性增高。癌組織hMSH2蛋白表達明顯高于癌旁及非癌患者胃黏膜，因此檢測hMSH2蛋白的表達可能會有助于胃癌的診斷。

表3 hMSH2與MGMT、XRCC2、XRCC3表達的關系Tab 3 Correlation among hMSH2 to MGMT，XRCC2，XRCC3

1)與癌組織中hMSH2陰性組相比，P<0.05

MGMT蛋白主要修復烷化劑導致的DNA損傷,其中最主要的是甲基化。該蛋白的半胱氨酸是烷基受體,可將鳥嘌呤O6位上甲基轉移給自身,從而修復DNA 的甲基化[6,7]，保護染色體免受烷化劑的致突變作用和致癌作用的損傷。本實驗發現癌組織和癌旁黏膜MGMT蛋白的表達明顯降低，這可能由于該蛋白表達過低不足以修復烷化劑導致的DNA損傷，損傷積累，導致細胞癌變。因此，MGMT蛋白的低表達可能是胃癌發生的原因。癌旁黏膜與癌組織處于同一個體,有著相同遺傳背景,受到相同的環境刺激,可能也有相近基因突變的積累,可被看作腫瘤易發生組織。癌旁黏膜出現MGMT蛋白表達降低的結果提示，具有該蛋白低表達的胃黏膜可能易發生癌變。MGMT蛋白低表達可能是胃黏膜癌變的組織學預警標志。

XRCC2基因位于人類染色體的7q36.1 ,可以編碼含280個氨基酸的蛋白質。XRCC3基因位于人類染色體的14q32.3,可以編碼含800個氨基酸的蛋白質[8]。XRCC2 和XRCC3蛋白可以促進RAD51 介導的解螺旋以及單鏈交換，修復DNA雙鏈斷裂，維持基因組的穩定[9]。本實驗發現癌組織XRCC2和XRCC3蛋白的表達明顯高于癌旁及非癌患者胃黏膜。這兩種蛋白的表達增高提示胃癌中存在DNA雙鏈斷裂的損傷形式，這種損傷可能是胃癌發生的原因之一。由此可見，XRCC2或XRCC3蛋白表達上調對胃癌診斷具有一定意義。

hMSH2、MGMT、XRCC2及XRCC3蛋白的表達在不同分化程度胃癌間均未見明顯差異，提示DNA損傷對胃癌分化程度影響不大。

錯配修復基因修復的是DNA復制過程中出現的堿基錯配，而損傷直接逆轉修復的是DNA復制后一些原因造成的DNA損傷，兩種修復方式作用時段不同。目前，關于hMSH2蛋白與MGMT蛋白表達關系的報道較少。本實驗發現，胃癌組織hMSH2蛋白陽性組MGMT蛋白陽性表達明顯高于hMSH2蛋白陰性組。此結果提示，癌組織hMSH2蛋白高表達的同時伴有MGMT蛋白的高表達。可以推測，內外界很多因素致使hMSH2基因突變后不能有效的修復DNA復制時的堿基錯配，使基因組不穩定，甲基化可能增多。MGMT蛋白為了修復這些異常的甲基化而代償性增高。

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