白血病G6PD蛋白表達(dá)的研究

蔣 劍，李永萍，潘 云，李正金，王紅霞

（大理學(xué)院附屬醫(yī)院，云南大理 671000）

白血病G6PD蛋白表達(dá)的研究

蔣 劍，李永萍*，潘 云，李正金，王紅霞

（大理學(xué)院附屬醫(yī)院，云南大理 671000）

目的：觀察白血病患者骨髓中白血病細(xì)胞葡萄糖-6磷酸脫氫酶（G6PD）蛋白的表達(dá)情況，探討G6PD與白血病的關(guān)系。方法：應(yīng)用免疫組化方法檢測35例白血病患者和35例非惡性血液病患者骨髓組織標(biāo)本中白血病細(xì)胞G6PD蛋白的表達(dá)，比較白血病患者和非惡性血液病患者G6PD蛋白表達(dá)率的差異。結(jié)果：G6PD蛋白在白血病骨髓組織白血病細(xì)胞中呈現(xiàn)弱陽性表達(dá)。35例白血病患者骨髓組織中G6PD蛋白陽性表達(dá)率為25.7% （9/35），而35例非惡性血液病患者骨髓組織中G6PD蛋白陽性表達(dá)率為2.9%（1/35），差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。結(jié)論：白血病可能存在G6PD蛋白的表達(dá)上調(diào)，值得進(jìn)一步研究。

G6PD蛋白；白血病；免疫組化

白血病(leukemia)是造血干細(xì)胞的惡性克隆增生性疾病。我國的發(fā)病率約為2.76/10萬，在兒童及35歲以下成人的惡性腫瘤中居第1位。葡萄糖6-磷酸脫氫酶 (glucose-6-phosphate dehydrogenase，G6PD，EC1.1.1.49)存在于所有組織和細(xì)胞中，G6PD由G6PD基因編碼，G6PD基因是典型的看家基因，定位于染色體Xq28。在人類由于G6PD基因突變，酶活性降低所引起的紅細(xì)胞G6PD缺乏癥是一組累及全球4億人的遺傳性溶血性疾病。

G6PD是腫瘤研究的熱點之一。國內(nèi)李瑞巖等〔1〕發(fā)現(xiàn)G6PD蛋白在膠質(zhì)瘤中的表達(dá)上調(diào)，且與膠質(zhì)瘤病理分級相關(guān)。G6PD也被認(rèn)為是一個很好的治療靶點。Kuo等〔2〕將G6PD高表達(dá)的NIH 3T3細(xì)胞注射到裸鼠皮下可快速誘導(dǎo)裸鼠產(chǎn)生腫瘤，而且腫瘤的大小與G6PD活性高低相關(guān)。并觀察到谷胱甘肽（glutathione，GSH）合成抑制劑—丁硫氨酸亞礬胺（Buthionine-S-R-sulfoximine，BSO）能抑制高表達(dá)G6PD的NIH 3T3細(xì)胞集落形成率。朱月春等〔3〕構(gòu)建的G6PD缺陷型人皮膚黑色素瘤A375的穩(wěn)轉(zhuǎn)細(xì)胞，G6PD活性明顯降低，盡管可以存活，但其生長速度明顯減慢，單細(xì)胞克隆形成能力降低，凋亡細(xì)胞數(shù)增加。提示G6PD缺陷可明顯抑制腫瘤細(xì)胞的生長和增殖。伊馬替尼極具臨床應(yīng)用前景的原因之一是其除了能抑制BCR-ABL基因的激活，還能降低白血病細(xì)胞G6PD的活性，從而抑制白血病細(xì)胞生長〔4-5〕。由上可見，G6PD與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展及治療均有關(guān)系，抑制G6PD的活性能夠有效抑制腫瘤細(xì)胞的生長。

大量研究表明：白血病患者外周血中紅細(xì)胞G6PD活性也存在改變〔6-8〕，但白血病細(xì)胞中G6PD蛋白表達(dá)的研究卻少見報道，為了探明白血病細(xì)胞G6PD蛋白的表達(dá)，以期為白血病的診斷、治療和預(yù)后提供實驗依據(jù)，應(yīng)用免疫組化的方法檢測了35例白血病患者的骨髓組織中白血病細(xì)胞的G6PD蛋白，現(xiàn)將研究結(jié)果報告如下。

1 資料和方法

1.1 研究對象 收集我院病理科2008年4月至2010年10月共70例存檔骨髓活檢組織蠟塊，病例組35例經(jīng)臨床診斷和骨髓病理活檢確診為白血病,按FAB分型標(biāo)準(zhǔn)分為：急性髓細(xì)胞白血病AML-M1型3例，AML-M2型6例，AML-M3型5例，AML-M4型1例，AML-M5型1例，AML-未分型1例，急性混合細(xì)胞白血病1例，急性淋巴細(xì)胞白血病5例，慢性粒細(xì)胞性白血病9例，慢性淋巴細(xì)胞白血病3例。其中男性22例，女性13例，年齡12～82歲，中位年齡46歲。對照組35例為臨床診斷和骨髓病理活檢均證實為非惡性血液病患者，其中男性19例，女性16例，年齡10～73歲，中位年齡49歲。

1.2 主要試劑和方法

1.2.1 主要試劑 兔抗人G6PD多克隆抗體（購于武漢博士德公司）；PV-9000通用型二步法免疫組化檢測試劑盒（購于北京中杉金橋生物技術(shù)有限公司）；DAB顯色劑（購于福州邁新公司）。

1.2.2 方法 標(biāo)本均為10%中性福爾馬林固定，石蠟包埋，連續(xù)4μm切片。石蠟切片常規(guī)脫蠟、水化，高壓鍋熱修復(fù)抗原。3%H2O2室溫避光孵育10 min，以消除內(nèi)源性過氧化物酶的活性；分別滴加適當(dāng)?shù)耐每谷薌6PD多克隆抗體，37℃孵育2 h；滴加聚合酶輔助劑，37℃孵育20min，滴加辣根酶標(biāo)記羊抗兔多聚體試劑，37℃孵育20min。以上每步均用PBS沖洗3 min，3次；加DAB顯色劑顯色；自來水充分沖洗、蘇木精襯染、脫水透明、中性樹脂封片，鏡下觀察。本實驗均用已知陽性片作為陽性對照，用PBS緩沖液代替一抗作陰性對照。

1.3 結(jié)果判定標(biāo)準(zhǔn) 免疫組化結(jié)果進(jìn)行半定量分析。細(xì)胞質(zhì)著色呈棕黃色為陽性表達(dá)，陽性細(xì)胞率＜10%記為陰性；陽性細(xì)胞10%~25%為+；陽性細(xì)胞25%~50%為++；陽性細(xì)胞>50%為+++。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析 所有資料經(jīng)SPSS11.5統(tǒng)計軟件包進(jìn)行χ2檢驗。

2 結(jié)果

白血病細(xì)胞中G6PD的表達(dá)用免疫組化檢測到35例白血病患者骨髓組織標(biāo)本中有9例呈陽性表達(dá)，陽性率為25.7%，35例對照組骨髓組織標(biāo)本僅有1例G6PD呈陽性表達(dá)，陽性率為2.9%；差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.006）。見表1，圖1、2。所有G6PD的表達(dá)都為弱陽性。

表1 G6PD蛋白在白血病細(xì)胞中的表達(dá)

圖1 增生性貧血G6PD表達(dá)陰性（免疫組化，×400）

圖2 急性早幼粒細(xì)胞白血病G6PD表達(dá)弱陽性（免疫組化，×400）

3 討論

G6PD是磷酸戊糖途徑（pentose phosphate pathway，PPP）的限速酶，其活性決定6-磷酸葡萄糖進(jìn)入磷酸戊糖途徑的流量。該酶主要受NADPH/NADP+比例的影響，其比例升高，磷酸戊糖旁路被抑制，比例降低時則被激活。磷酸戊糖途徑為生物體提供還原型輔酶Ⅱ（reduced form of nicotinamideadenine dinucleotide phosphate，NADPH）和5-磷酸核糖（ribose-5-phosphate，R-5-P）。其中NADPH是生物體內(nèi)主要還原物質(zhì)之一，廣泛參與細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、抗氧化應(yīng)激等，而5磷酸核糖是細(xì)胞增殖過程中合成核苷酸不可缺少的原料，是腫瘤細(xì)胞快速增殖的需要。

1975年Bovin〔6〕最早報道白血病患者紅細(xì)胞G6PD的活性減低，在25例AML中有2例G6PD活性減低，同時發(fā)現(xiàn)9例兒童AML的G6PD活性均增高。錢鏡秋等〔7〕觀察了G6PD活性與病情關(guān)系，凡酶活性增高或雖不增高甚或降低但能恢復(fù)正常者，均易獲得緩解，反之酶活性降低而又不能恢復(fù)者則不易獲緩解。張學(xué)軍等〔8〕的研究則顯示AML活動期G6PD活性較正常明顯降低，緩解期無明顯恢復(fù)；ALL各期均無顯著變化。但是Sharma等〔9〕在67例白血病患者中并沒有發(fā)現(xiàn)紅細(xì)胞G6PD的活性發(fā)生改變。以上研究可能提示了白血病紅細(xì)胞的G6PD活性改變規(guī)律：AML的G6PD活性以降低為主，ALL以增高為主，且大多發(fā)生在初治或復(fù)發(fā)階段，在緩解階段G6PD活性可恢復(fù)正常。

本研究發(fā)現(xiàn)白血病細(xì)胞中G6PD蛋白呈陽性表達(dá)（9/35），而對照組中僅有1例感染性疾病患者骨髓細(xì)胞G6PD蛋白呈陽性表達(dá)，提示白血病細(xì)胞中G6PD蛋白的表達(dá)上調(diào)。Batetta等〔10〕研究顯示：不管是G6PD缺乏還是G6PD正常的白血病細(xì)胞，與外周血單核細(xì)胞相比，其G6PD活性均明顯增高。G6PD缺乏的白血病患者與G6PD正常的白血病患者相比G6PD基因呈高水平表達(dá)。白血病細(xì)胞中G6PD蛋白表達(dá)上調(diào)的具體機(jī)制尚不清楚，可能為〔10-11〕：①白血病細(xì)胞快速增殖過程中需要增加G6PD蛋白的表達(dá)，從而使進(jìn)入磷酸戊糖途徑進(jìn)行代謝的葡萄糖增加，使白血病細(xì)胞能利用代謝中間體合成ATP和某些底物進(jìn)行大分子的合成；②白血病細(xì)胞通過增加G6PD蛋白表達(dá)來上調(diào)磷酸戊糖途徑以增強(qiáng)抗氧化能力，從而更利于細(xì)胞存活。

本文承蒙大理學(xué)院附屬醫(yī)院病理科畢磊等老師提供實驗技術(shù)指導(dǎo)，謹(jǐn)此致謝！

〔1〕李瑞巖，蔣傳路.腦膠質(zhì)瘤中G6PD蛋白的表達(dá)及與腫瘤分級的相關(guān)性〔J〕.哈爾濱醫(yī)科大學(xué)學(xué)報,2008,42（5）:497-499.

〔2〕KuoW Y,Lin JY,Tang TK.Human glucose-6-phosphate dehydrogenase(G6PD)gene transforms NIH 3T3 cells and induces tumors in nudemice〔J〕.Int JCancer,2000,85（6）:857-864.

〔3〕朱月春,呂會茹,李丹怡,等.siRNA沉默G6PD表達(dá)對人皮膚黑色素瘤細(xì)胞生長及凋亡的影響〔J〕.生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展,2008,35(3):327-334.

〔4〕Boren J,Marta C,Silvia M,eta1.Gleevec（STI571）influencesmetabolic enzyme activities and glucose carbon flow toward nucleic acid and fatty acid synthesis inmyeloid tumor cells〔J〕.JBiol Chem,2001,276（41）:37747-37753.

〔5〕Gottschalk S,Anderson N,Haim C,eta1.Imatinib（STl571）-mediated changes in glucose metabolism in human leukemia BCR-ABL-positive cells〔J〕.Clin Cancer Res,2004,10（4）:6661-6668.

〔6〕Boivin P,Galand C,Hakim J,et al.Acquired erythroenzymopathies in blood disorders:study of 200 cases〔J〕.Br JHaematol,1975,31（4）:531-543.

〔7〕錢鏡秋,吳月芳,徐杰.小兒白血病紅細(xì)胞PK、G6PD活性測定的臨床意義〔J〕.臨床兒科雜志,1991,9（4）:213-214.

〔8〕張學(xué)軍,徐世榮,姚爾固,等.急性白血病患者紅細(xì)胞丙酮酸激酶和葡萄糖-6-磷酸脫氫酶活性改變〔J〕.中華血液學(xué)雜志,1995,16（6）:316-317.

〔9〕Sharma S,PatiHP.Erythrocyte enzyme abnormalities in leukemias〔J〕.JAssoc Physicians India，2006,54:453-457.

〔10〕Batetta B,PulisciD,Bonatesta RR,etal.G6PD activity and gene expression in leukemic cells from G6PD-deficientsubjects〔J〕.Cancer Lett，1999,140（1/2）:53-58.

〔11〕邱嘉斌,何玲.基于瓦博格效應(yīng)的腫瘤治療新策略〔J〕.藥學(xué)進(jìn)展,2009,33（9）:385-395.

（責(zé)任編輯 張 煥）

Expression of G6PD P rotein in L eukem ia

JIANG Jian,LIYongping*,PAN Yun,LIZhengjin,WANG Hongxia
（Affiliated Hospital of DaliUniversity,Dali,Yunnan 671000，China）

Objective:To investigate the expression of G6PD protein in human leukemia and analyze the relationship between G6PD and leukemia.MethodsImmunohistochemical method was applied to detect the expression of G6PD protein in the bone marrow tissue of 35 leukemia patients and 35 cases of non-hematologic malignancies.Non-hematologic malignancies were used as control group.The comparison of G6PD protein rate in leukemia patents and the controlwas studied.ResultsThe positive expression rate of G6PD protein was 25.7%（9/35）in leukemia patients and 2.9%（1/35）in control.Data showed a statistically significant difference in G6PD expression between the two groups （P<0.05）.ConclusionG6PD protein was high expressed in leukemia,which needed further study.

G6PD protein;leukemia;immunohistochemistry

R733.7

A

1672-2345（2011）02-0027-03

2011-01-02

蔣劍，2008級碩士研究生，主要從事血液病基礎(chǔ)與臨床研究.

*通信作者：李永萍，教授，電話：0872-2253090