劉芳,尚雪飛,孫鵬娟,彭燕,溫實,部晶,王素云
(1保定市第一醫院,河北保定071000;2河北省人民醫院)
?
結直腸異型增生性異常隱窩灶中DAB2IP、GSK-3β蛋白表達變化及意義
劉芳1,尚雪飛1,孫鵬娟1,彭燕1,溫實1,部晶1,王素云2
(1保定市第一醫院,河北保定071000;2河北省人民醫院)
目的觀察DAB2互作蛋白(DAB2IP)、糖原合成酶激酶-3β(GSK-3β)在結直腸異型增生性異常隱窩灶(ACF)中的表達變化,探討異型增生性ACF與結直腸癌發生發展的關系。方法 收集直腸鏡檢查中使用放大內鏡窄帶成像技術獲取的組織標本,其中結腸正常黏膜38例、異型增生性ACF 40例、管狀腺瘤40例、腺瘤癌變35例,均經病理確診,采用免疫組化法檢測各組織中的DAB2IP和GSK-3β。結果DAB2IP蛋白在結直腸正常黏膜、異型增生性ACF、管狀腺瘤及腺癌中陽性表達率逐步降低,分別為94.7%、77.5%、52.5%、14.3%,P均<0.05;GSK-3β蛋白在結直腸正常黏膜、異型增生性ACF、管狀腺瘤及腺癌中陽性表達率逐步升高,分別為13.2%、57.5%、75.0%,97.1%,P均<0.05;在異型增生性ACF、管狀腺瘤及腺瘤癌變過程中,DAB2IP和GSK-3β蛋白表達呈負相關(r=-0.576,P<0.05)。結論 DAB2IP低表達與GSK-3β高表達可能在結直腸癌前病變中起一定作用,可能作為結直腸腫瘤早期診斷治療的物生學指標。
結直腸腫瘤;異常隱窩灶;管狀腺瘤;DAB2互作蛋白;糖原合成酶激酶-3β
目前,異常隱窩灶(ACF)是結直腸癌發生過程中可在光鏡下觀察到最小、最早期的結直腸黏膜病變,WHO分類根據是否有異型增生將ACF分為增生性ACF和異型增生性ACF。從遺傳學、生物學及信號轉導通路等方面證實,結直腸癌發生發展順序為正常黏膜、ACF、腺瘤、腺癌。在結直腸新生性病變診斷中,普通腸鏡易漏診平坦型及微小病變。放大內鏡窄帶成像(NBI)技術判斷腫瘤或非腫瘤病變比普通內鏡敏感性強,且操作簡單易行[1,2]。DAB2互作蛋白(DAB2IP)是最近發現的一種參與細胞信號調控的抑癌基因,糖原合成酶激酶-3β(GSK-3β)是與多條信號轉導通路相關的重要基因。本研究通過觀察結直腸正常黏膜、異型增生性ACF、管狀腺瘤及腺瘤癌變組織中DAB2IP、GSK-3β蛋白的表達差異,探討異型增生性ACF與結直腸癌發生發展的關系。
1.1標本來源收集2014年1月~2015年6月保定市第一醫院結直腸鏡檢查中使用NBI技術獲取的組織標本,其中結直腸正常黏膜38例、異型增生性ACF 40例、管狀腺瘤40例、腺瘤癌變35例。所有標本經4%甲醛固定,常規石蠟包埋, 4 μm厚連續切片,均由2位高年資病理醫師明確診斷。
1.2結直腸不同組織DAB2IP、GSK-3β檢測方法采用免疫組化法。所有標本采用石蠟組織切片脫蠟、水化等處理,滴加一抗,采用EnVision法進行免疫組化染色。實驗步驟按試劑說明書操作,以PBS替代一抗為陰性對照。DAB2IP蛋白與GSK-3β蛋白陽性染色為細胞胞質中呈現棕黃色顆粒,根據陽性細胞著色強度和陽性細胞百分數評分。著色強度按無著色、淡黃色、棕黃色和棕褐色分別計為0、1、2、3分,陽性細胞百分數<5%、5%~<10%、10%~<50%、50%~<80%和≥80%分別計為0、1、2、3、4分。兩項積分相乘0~4為陰性,≥5為陽性。
1.3統計學方法采用SPSS13.0統計軟件。計數資料比較采用χ2檢驗,相關關系采用Spearman相關性檢驗。P<0.05為差異具有統計學意義。
2.1結直腸不同組織DAB2IP蛋白表達比較在結直腸正常黏膜、異型增生性ACF、管狀腺瘤及腺瘤癌變中DAB2IP蛋白陽性表達率逐步降低,分別為94.7%(36/38)、77.5%(31/40)、52.5%(21/40)、14.3%(5/35),P均<0.05。
2.2結直腸不同組織GSK-3β蛋白表達比較在結直腸正常黏膜、異型增生性ACF、管狀腺瘤及腺癌中GSK-3β蛋白陽性表達率逐步升高,分別為13.2%(5/38)、57.5%(23/40)、75.0%(30/40)、97.1%(34/35),P均<0.05。
2.3結直腸黏膜癌變過程中DAB2IP、GSK-3β表達的關系相關性分析結果顯示,結直腸黏膜癌變過程中DAB2IP和GSK-3β蛋白表達呈負相關(r=-0.576,P<0.05)。
研究發現,具有增生性息肉特征的ACF常發展為增生型息肉,異型增生性ACF則進展為腺瘤[3]。異型增生性ACF表現為杯狀細胞減少,黏液消失明顯,上皮細胞顯示層次增多,排列極性消失,胞核增大的非典型性增生特點。對ACF相關蛋白及基因的研究,有助于闡明結直腸黏膜病變早期的發生、發展。結直腸腺瘤被認為是結直腸癌主要的癌前病變,80%以上的結直腸癌是發生在腺瘤基礎上,且腺瘤癌變途徑的散發性結直腸癌多認為與Wnt等信號通路異常激活有關[4]。放大內鏡NBI技術是近年來隨著內鏡診斷技術發展而開展的一種新技術,通過觀察黏膜表面細微腺管開口形態及微血管形態,可發現白光內鏡下不易發現的病變[5]。本研究主要選擇NBI下毛細血管密度增高,毛細血管及腺管開口與周圍正常黏膜不同的結直腸黏膜活檢并經病理證實為異型增生性ACF的組織進行研究。
DAB2IP是最近發現的一種腫瘤抑制基因,參與細胞的信號轉導。DAB2IP是Chen等[6]采用酵母雙雜交實驗研究中發現的一種基因,可以影響細胞的生長發育和凋亡,當時命名為大鼠 DIP1/2。近來研究表明,DAB2IP是MAPK/ERK、GSK-3β/β-catenin等重要信號通路的介導因子,在多種組織中均有表達,在相應的肺癌、乳腺癌、膀胱癌、前列腺癌和結腸癌中表達下降,并且與腫瘤的發生、發展和轉移相關[7~9]。Min等[10]探討了前列腺癌進程中DAB2IP在Ras/ERK通路中的作用,結果顯示DAB2IP可通過下調MAPK/ERK通路來抑制腫瘤的發展。DAB2IP還可通過與磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)的結合來抑制其活性,從而抑制絲-蘇氨酸激酶(Akt)的活性,最終抑制腫瘤細胞的增生和促進其凋亡[11]。Min等[12]敲除小鼠DAB2IP基因后,發現結腸上皮的異常增生并且激活了NF-κB信號通路。本研究發現,DAB2IP蛋白在結直腸正常黏膜、異型增生性ACF、管狀腺瘤及腺瘤癌變的組織中表達逐漸降低,差異有統計學意義。提示DAB2IP蛋白在結直腸腺癌發生發展早期即起到重要作用,與腫瘤的惡性程度有關,與上述研究結果一致。
GSK-3β是一種存在于所有真核生物中的多功能絲氨酸/蘇氨酸酶。GSK-3β在細胞分化、生長、增殖、凋亡、運動, 細胞周期的連續性,胚胎發育,胰島素反應等生理過程中都具有重要作用。它可以通過Wnt和其他信號通路調節多種功能,通過Wnt 信號通路中 APC/β-catenin/GSK-3β/Axin 多聚蛋白復合體負向調節Wnt 信號通路;β-catenin是GSK-3β負性調節的下游信號分子,GSK-3β作用的缺失促使β-catenin在胞質內聚集和Wnt敏感基因的轉錄[13]。GSK-3β還具有抑癌和促癌雙重作用。體外實驗表明,GSK-3β活化可以促進結直腸癌細胞、卵巢癌細胞、甲狀腺髓樣癌細胞的生存及增殖[14~16];相反,它的活化也可以抑制乳腺癌細胞、前列腺癌細胞的生存和增殖。本研究結果顯示,GSK-3β蛋白在結直腸異型增生性ACF、管狀腺瘤及腺瘤癌變的組織中表達逐漸升高,差異有統計學意義。提示GSK-3β蛋白在結直腸腺癌發生發展早期的異常表達,與腫瘤的惡性程度有關。
信號傳導是一個復雜的過程,受細胞類型和環境等多種因素的影響。Xie等[17]研究發現,DAB2IP能調節GSK-3β/β-catenin信號通路,并且與上皮細胞-間充質轉化有關;還發現DAB2IP的C2結構域可與蛋白磷酸酶2A相互作用,使GSK-3β活化,進而使 β-catenin的轉錄活性下降,抑制 GSK-3β/β-catenin 信號通路。本研究結果進一步證實,DAB2IP與GSK-3β在結直腸管狀腺瘤形成及癌變發生過程中呈負相關。
總之,DAB2IP在異型增生性ACF、管狀腺瘤及腺瘤癌變中呈異常高表達,并與GSK-3β呈負相關。表明聯合結直腸內鏡NBI技術,檢測結腸早期病變中DAB2IP和GSK-3β的表達,可能為結腸癌的預防、早期發現和治療提供重要的作用靶點。
[1] 蘇燕波,唐建光,劉曉敏,等.窄帶成像技術在結直腸腫瘤性與非腫瘤性病變診斷中的臨床應用價值[J].國際消化病雜志,2011,31(5):295-296.
[2] Kobayashi Y, Hayashino Y, Jackson JL, et al. Diagnostic performance of chromoendoscopy and narrow band imaging for colonic neoplasms: a meta-analysis[J]. Colorectal Dis, 2012,14(14):18-28.
[3] Cheng L, Lai MD. Aberrant crypt foc as microscopic precursors of colorectal cancer[J]. World J Gastroenterol, 2003,9(12): 2642-2649.
[4] Murakami T, Mitomi H, Saito T, et al. Distinct WNT/β-catenin signaling activation in the serrated neoplasia pathway and the adenoma-carcinoma sequence of the colorectum[J]. Mod Pathol, 2015,28(1):146-158.
[5] 姜泊,潘新顏,張亞歷,等.內鏡窄帶成像與染色技術診斷結直腸腫瘤的對比研究[J].中華消化內鏡雜志,2006,23(6):416-420.
[6] Chen H, Pong RC, Wang Z, et al. Differential regulationof the human gene DAB2IP in normal and malignant prostatic epithelia: cloning and characterization[J]. Genomics, 2002,79(4):573-581.
[7] Wu K, Wang B, Chen Y. DAB2IP regulates the chemoresistance to pirarubicin and tumor recurrence of non-muscle invasive bladder cancer through STAT3/Twist1/P-glycoprotein signaling[J]. Cell Signal, 2015,27(12):2515-2523.
[8] Zhou J, Ning Z, Wang B, er al. DAB2IP loss confers the resistance of prostate cancer to androgen deprivation therapy through activating STAT3 and inhibiting apoptosis[J]. Cell Death Dis, 2015,29(6):e1955.
[9] Yeh CR, Ou ZY, Xiao GQ, et al. Infiltrating T cells promote renal cell carcinoma (RCC) progression via altering the estrogen receptor β-DAB2IP signals[J]. Oncotarget, 2015,42(6):44346-44359.
[10] Min J, Zaslavsky A, Fedele G, et al. An oncogene-tumor suppressor cascade drives metastatic prostate cancer by coordinately activating Ras and nuclear factor-kappa B[J]. Nat Med, 2010,16(3) :286-294.
[11] Xie D, Gore C, Zhou J, et al. DAB2IP coordinates both PI3K-Akt and ASK1 pathways for cell survival and apoptosis[J]. Proc NatlAcad Sci USA, 2009,106(47):19878-19883.
[12] Min J, Liu L, Li X,et al. Absence of DAB2IP promotes cancer stem cell like signatures and indicates poor survival outcome in colorectal cancer[J]. Sci Rep, 2015,13(5):16578.
[13] Bikkavilli RK, Feigin ME, Malbon CC. P38 mitogen-activated protein kinase regulates canonical Wnt-beta-catenin signalling by inactivation of GSK3beta[J]. J Cell Sci,2008(121):3598-3607.
[14] Shakoori A, Ougolkov A, Yu ZW, et al. Deregulated GSK3beta activityin colorectal cancer: its association with tumor cell survival and proliferation[J]. Biochem Biophys Res Commun,2005,334(4):1365-1373.
[15] Ma C, Wang J, Gao Y, et al. The role of glycogen synthase kinase 3b in the transformation of epidermal cells[J]. Cancer Res, 2007,67(16):7756-7764.
[16] Ghosh B, Leach SD. P53: guardian of pancreatic epithelial identity[J]. Cell Cycle,2011,10(11):1717.
[17] Xie D, Gore C, Liu J, et al. Role of DAB2IP in modulating epithelial to mesenchymal transition and prostatecancer metastasis[J]. Proc Natl Acad Sci USA, 2010,107(6):2485-2490.
王素云(E-mail: suyunwcn@163.com)
10.3969/j.issn.1002-266X.2016.34.019
R735.3
B
1002-266X(2016)34-0050-03
2016-03-27)