大腸癌組織中PI3K、Akt和HGF的表達變化及意義

郭運生

(秦皇島市第一醫院,河北秦皇島 066000)

大腸癌是消化道常見的惡性腫瘤,近年發病率有逐漸增高的趨勢。目前研究表明,磷酯酰肌醇 3激酶(PI3K)/絲蘇氨酸激酶(Akt)信號通路調節腫瘤細胞的增殖和存活,與多種人類腫瘤的發生有關[1]。肝細胞生長因子(HGF)是一種多功能的細胞因子,其對上皮細胞及許多腫瘤細胞均有促進分裂和移動的作用[2]。2007～2008年,我們采用免疫組學法檢測PI3K、Akt及HGF在大腸癌組織中的表達情況,探討三者在大腸癌發生發展中的作用及其相關性。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 收集我院 2007～2008年手術切除的大腸癌標本 48例。48例患者中男 31例,女 17例;年齡39～81(66±10.4)歲;高中分化33例,低分化 15例;有淋巴結轉移者 20例,無淋巴結轉移者28例。Duke′s分期：A+B期19例,C+D期29例。另取 9例正常大腸組織標本作對照。以上標本均經病理學診斷證實。

1.2 PI3K、Akt、HGF染色方法 所有標本均經10%甲醛固定,常規石蠟包埋,5μm厚連續切片。兔抗人PI3K、兔抗人Akt、兔抗人HGF多克隆抗體及抗原修液均購自武漢博士德生物技術有限公司;即用型免疫組化SP法廣譜試劑盒和濃縮型DAB顯色試劑盒均購自北京中杉金橋公司。所有標本均采用免疫組化 SP法染色,按試劑盒說明書操作。以PBS代替一抗作為陰性對照。

細胞質內出現棕黃色顆粒為PI3K、Ak t陽性細胞,細胞膜或細胞質內出現棕黃色顆粒為HGF陽性細胞。選取有代表性的區域,計數 5個高倍視野(×200)下陽性細胞占細胞總數百分比,陽性細胞＜5%為陰性,≥5%為陽性,其中5%～25%為弱陽性(+),26%～50%為中陽性(++),＞50%為強陽性(+++)。

1.3 統計學方法 采用SPSS13.0統計軟件。計數資料比較用χ2檢驗,相關性分析用Spearman等級相關分析法。以P≤0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 大腸癌、正常大腸組織中PI3K、Akt、HGF表達變化 大腸癌組織中PI3K、Akt、HGF陽性表達率分別為60.42%(29/48)、68.75%(33/48)和72.92% (35/48),分別高于正常大腸組織中的 11.11% (1/9)、11.11%(1/9)、22.22%(2/9),P均＜0.05。

2.2 PI3K、Akt和HGF表達與大腸癌臨床病理特征的關系 PI3K、Akt和HGF表達與大腸癌Duke′s分期和淋巴結轉移有關(P＜0.05),而與其組織分化程度無關(P＞0.05)。詳見表1。

2.3 大腸癌組織中PI3K、Akt、HGF表達的相關性48例大腸癌組織中,PI3K和Akt同時呈陽性表達者 24例(50.00%),同時呈陰性表達者 9例(18.75%);PI3K和HGF同時呈陽性表達者26例(54.17%),同時呈陰性表達者10例(20.83%); Akt和HGF同時呈陽性表達者28例(58.33%),同時呈陰性者10例(20.83%);PI3K、Akt、HGF兩兩均呈正相關關系(r分別為0.348、0.465、0.451,P均＜0.05)。

表1 PI3K、Ak t、HGF表達與大腸癌臨床病理特征的關系(±s)

表1 PI3K、Ak t、HGF表達與大腸癌臨床病理特征的關系(±s)

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3 討論

近年來研究發現[3],生長因子的細胞內信號轉導通路與腫瘤發生發展密切相關,其中PI3K/Akt信號通路在細胞的增殖和存活中起著重要的作用[4]。PI3K家族成員屬于原癌基因,是肌醇與磷酯酰肌醇(PI)的重要激酶。正常情況下,由其活化而產生的類脂產物有PI(3,4)P2、PI(3,5)P2和PI(3,4,5) P3。后者作為細胞內的第2信使,是 Akt轉位于細胞膜并被活化所必需。PI3K作為一種細胞內蛋白激酶,與多種不同的生物細胞活動有關,如增殖分化、細胞凋亡、葡萄糖分子轉運等。PI3K的過度活化是細胞發生癌變的必要因素[5]。而Akt作為多個信號轉導通路中的關鍵中樞效應蛋白,為 PI3K下游的靶蛋白,是PI3K/Akt信號轉導通路的核心,細胞內的PI3K可促進Akt的激活,其持續活化與腫瘤的發生發展密切相關。Akt有三種亞型Akt1、Akt2、Akt3,不同類型腫瘤表達不同的Akt亞型。在正常細胞和癌細胞中,Akt管理著細胞生長和存活機制,并通過磷酸化多種底物實現這一目的。大多數誘發這些反應的因子能激活PI3K,PI3K活化后可產生位于質膜上的第2信使PI3,PI3與Akt結合并促進其激活,導致腫瘤細胞增生[6]。

HGF是一種血源性生長因子,是Michalopoulus等 1984年首先從部分肝切除的大鼠血清中分離得到,隨后相繼從大鼠血小板、人血漿、兔血清中分離、純化獲得,其分子量為82～85 kDa,屬不耐熱多糖蛋白。HGF作為一種具有多種生物活性的生長因子,可以促進其靶細胞、增殖、遷移、轉移、抑制凋亡,并在某些組織、器官發生時起一定作用[7]。HGF的受體c-Met是具有蛋白酪氨酸激酶活性的細胞膜受體,是由原癌基因c-Met編碼的蛋白質[8]。本研究結果顯示,PI3K、Akt和HGF在大腸癌組織中有較高的陽性表達率,且與大腸癌淋巴結轉移、Dukes分期有關,表明在大腸癌組織中,PI3K/Ak t信號通路被激活,HGF表達明顯上調,三者共同參與了大腸癌的發生發展,在大腸癌的侵襲、轉移中起著非常重要的作用。另有學者[9]也發現,從正常細胞到不典型增生再到惡性轉化,Akt/PKB的激活水平漸次增加,且伴隨凋亡相關分子標志物丟失,支持Akt/PKB在腫瘤發展中提高腫瘤生存能力的理論。Dukes分期越晚,HGF表達越高,與中晚期大腸癌更需要新生的淋巴管生成,促進腫瘤淋巴轉移有關[10]。由于Dukes分期和淋巴管轉移是大腸癌預后的重要參數,因此HGF有可能是大腸癌預后不良的重要標志之一。

我們發現,PI3K、Akt、HGF的表達呈正相關關系,提示在大腸癌組織中,HGF與PI3K/Akt信號通路的激活關系密切。有研究發現[10],在人類結腸癌細胞中,HGF可通過PI3K信號通路上調VEGF的表達。通過本研究結果我們認為,HGF可能通過誘導其受體磷酸化,激活PI3K/Akt信號轉導通路,從而增強腫瘤細胞侵襲能力,這可能最終為腫瘤的局部和遠處轉移提供條件,但確切機制還有待進一步研究。

[1]Chang F,Lee JT,Navolanic PM,et al.Involvement of PI3K/Akt pathway in cell cyc le progression,apoptosis,and neoplastic transformation：a target for cancer chemotherapy[J].Leukem ia,2003, 17(3)：590-603.

[2]Filigheddu N,Cutrupi S,Porporato PE,et al.Diacylglycerol kinase is required for HGF-induced invasivenessand anchorage-independent growth of MDA-MB-231 breast cancer cells[J].Anticancer Res,2007,27(3B)：1489-1492.

[3]胡蕾,姜漢國.PI3K/AKT信號轉導通路與腫瘤轉移及其機制的研究進展[J].醫學綜述,2006,12(22)：1375-1377.

[4]Osaki M,Oshimura M,Ito H.PI3K-Akt pathway：its functions and alterations in human cancer[J].Apoptosis,2004,9(6)：667-676.

[5]Klippel A,Escobedo MA,Wachowicz MS,et al.Activation of phosphatidylinositol 3-kinase is sufficient for cell cycle entry and promotes cellular changes characteristic ofoncogenic transformation [J].Mol Cell Biol,1998,18(10)：5699-5711.

[6]Foster K,Wang Y,Zhou D,et al.Dependence on PI3K/Akt signaling for malignant rhabdoid tumor cell survival[J].Cancer Chemother Pharmacol,2009,63(5)：783-791.

[7]Trusolino L,Comoglio PM.Scatter-factor and semaphorin receptors：cell signalling for invasive growth[J].Nat Rev Cancer, 2002,2(4)：289-300.

[8]李宏武,單吉賢.人大腸癌組織肝細胞生長因子及其受體c-met的表達[J].世界華人消化雜志,2004,12(9)：2199-2201.

[9]Franchi A,Grallo O,Massi D,et al.Tumor lymphangiogenesis in head and neck squamous cell carcinoma：a morphometric study with clinical correlations[J].Cancer,2004,101(5)：973-978.

[10]Zhang YH,WeiW,Xu H,et al.Inducing effects of hepatocyte growth factor on the expression ofvascular endothelial growth factor in human colorectal carcinoma cells through MEK and PI3K signaling pathways[J].Chin Med J(Engl),2007,120(9)：743-748.