bcl-2基因在消化道肿瘤研究中的应用

摘要

bcl-2基因是被发现的第一个抑制细胞凋亡的基因, 对各种原因引起的细胞凋亡具有抑制作用, 可导致DNA受损的细胞持续生存, 突变产物聚集.其表达可增加细胞对多种促凋亡因素的抵抗性, 在细胞的程序化死亡中起着非常重要的作用.bcl-2基因编码的蛋白质主要分布于线粒体、核膜及内质网上, 不影响细胞的增殖, 可通过抵抗细胞凋亡, 延长细胞的寿命, 促进细胞生存, 从而使肿瘤发生发展.近年来研究发现, bcl-2基因在食管癌、胃癌、肝癌、胰腺癌、大肠癌的发生发展中起重要作用.

关键词: N/A

N/A

N/A

Correspondence to: N/A

Received: November 12, 2004
Revised: March 25, 2005
Accepted: April 8, 2005
Published online: May 15, 2005

Abstract

N/A

Key Words: N/A

0 引言

bcl-2基因是Tsujimoto et al从B细胞滤泡性淋巴瘤细胞中分离出来的一种原癌基因, 为编码26 kd的蛋白质, 是bcl-2家族中最重要和具有代表性的基因, 其家族的主要成员包括两大类:抑制细胞凋亡的有bcl-2、bcl-xl、mcl-1;促进细胞凋亡的有bax、bad、bcl-xs[1].Bax是一种与Bcl-2的相关蛋白, 与Bcl-2有21%的同源性, 其作用与Bcl-2相反, 能加速细胞凋亡.bcl-2家族调节细胞凋亡涉及多种因素的参与, 其家族蛋白间通过独立和相互作用, 激活或抑制细胞凋亡的信号传导途径而调节细胞凋亡.当bcl-2基因表达增高时, 细胞存活期延长, 不断增殖促进肿瘤形成.本文就bcl-2在消化道肿瘤研究中的应用概述如下.

1 食管鳞癌

bcl-2是调控细胞程序性死亡的基因, 控制着细胞的生长、分化、增殖和死亡.有资料表明, bcl-2表达与食管鳞癌的pT分类(P = 0.043)和组织学分级(P = 0.001)有关, 与食管鳞癌的生存呈负相关(P = 0.03).bcl-2表达与食管腺癌的的分级也明显相关(P = 0.03), bcl-2阳性者预后明显好于阴性者, bcl-2表达降低可以促使Barrett食管黏膜转化为腺癌[2].因此, bcl-2是食管癌的预后因素.

2 胃癌

正常胃黏膜中bcl-2表达极少, 在肠化生和非典型增生组织中表达增强, 而胃癌的bcl-2表达紊乱.国外研究显示, 重度不典型增生及合并肠化生的萎缩性胃炎bcl-2基因表达增高, 胃癌组织bcl-2表达阳性率为72%, 且肠型胃癌显著高于胃型胃癌, 说明bcl-2在胃癌的早期和表型分化方面起着重要作用.由于两型胃癌的发生机制有所不同, 故可为胃癌的病理分型提供依据.Muller et al[3]对413例胃癌标本进行免疫组化分析, 结果有47例bcl-2表达阳性, 95%的bcl-2阳性胃癌为肠型胃癌, 所有弥散型胃癌和印戒细胞癌bcl-2表达均阴性.周晓东et al[4]报道, 胃癌bcl-2的阳性率为60.0%, 且肠型与胃型胃癌之间无显著性差异, 提示bcl-2高表达在两型胃癌的发生中均起重要作用.李雪莉et al[5]发现bcl-2高表达多见于高分化腺癌, 其表达变化与分化程度显著相关, 而胃癌其他生物学行为无明显影响.另有研究发现, 高、中度分化的肿瘤与低分化相比, 淋巴结未受侵犯者与有淋巴结转移者相比, bcl-2常呈阳性表达(P<0.001, P<0.005), 且bcl-2阳性患者常有较好的存活趋势, 尤其在有2组以上淋巴结转移的患者, bcl-2阳性者的存活期明显长于bcl-2阴性者[6].提示 bcl-2阳性表达与肿瘤较好的分化程度和低度恶性行为有关.

3 肝癌

关于肝癌患者bcl-2和bax基因表达的认识尚未统一[7].Charlotte et al报告15例肝细胞癌(HCC)中bcl-2均阴性, 而肝胆管癌出现bcl-2高表达, 阳性率为72.7%.王万忠et al[8]报道, HCC组织中bcl-2的表达率为16.2%(6/37), 癌旁组织为35.1%, 肝胆管癌的阳性率为69.2%, bcl-2表达与肝癌组织学分级间无明显关系.郭琳琅et al[9]采用免疫组化SP法观察15例肝硬化和40例HCC组织中bcl-2和bax的表达, 结果发现肝硬化和正常肝组织中bcl-2表达较低, 明显低于bax的表达(P<0.05);HCC组织中bax表达较正常肝组织、肝硬化和癌旁组织明显降低(P<0.05), 而bcl-2无明显变化, bcl-2和bax阳性率无明显差异(P>0.05).研究发现, bcl-2异常表达与肝胆管癌有关, 在HCC发生过程中的作用尚未肯定.对Bcl-2蛋白异常表达的分子基础研究表明, bcl-2基因断裂可能与HCC的发病有关, 而与肝胆管癌的发生无明显关系[10].HCC和肝胆管癌中bcl-2基因断裂重排与Bcl-2蛋白表达之间的关系有待于进一步研究.

4 胰腺癌

李胜et al[11]用免疫组化法(SP)和原位分子杂交技术检测50例胰腺癌组织、15例胰腺癌转移灶组织和10例慢性胰腺炎患者进行研究, 发现Bcl-2蛋白表达与患者年龄、性别、TNM分期无关, 而与肿瘤分化程度、有无转移病灶有关.在胰腺癌组织中的表达低于胰腺炎组织, 但明显高于转移灶.高分化腺癌Bcl-2蛋白阳性表达率明显高于低分化腺癌(P<0.05), 无转移灶的胰腺癌Bcl-2蛋白表达率明显高于有转移者(P<0.05, )表明在肿瘤形成过程中bcl-2基因过度表达使细胞凋亡受抑制, 突变细胞得以生存.而癌肿一旦形成, bcl-2表达降低, 细胞凋亡受抑制减少, 癌肿得以异常增殖, 这与Du的观点[12]相符.研究还发现bcl-2基因在mRNA和蛋白水平分布一致, 阳性物质主要分布于肿瘤细胞的胞质, 间质细胞也有反应.阳性反应细胞多位于癌巢边缘或管道近旁.免疫组化法和原位分子杂交技术检测胰腺癌组织中的bcl-2基因表达结果一致.表明bcl-2基因在mRNA和蛋白水平是相对稳定的, 其表达率的差异可能由两个表达水平上的调控机制不平衡, 使某些细胞没有对mRNA进行有效翻译所致.

5 大肠癌

正常人类结肠黏膜Bcl-2蛋白的表达局限于陷窝的底部, 而黏膜表面细胞无表达, 表明bcl-2具有阻止增殖干细胞凋亡的作用.Sinicrope et al[13]发现在结肠的基底上皮细胞中可见bcl-2染色阳性, 而黏膜的表浅部分则缺失.大肠癌和大肠腺瘤bcl-2染色的阳性率分别为67%(14/21)和71%(17/24), p53的阳性率分别为48%(10/21)和37%(9/24), 在大肠腺瘤中可见bcl-2和p53呈负相关, 而在大肠癌中则无此现象.这意味着在癌前病变的息肉中bcl-2通过突变型p53而潜在下调.另外有29%(7/24)的腺瘤和38%(8/21)的大肠癌同时表达bcl-2和p53, 说明bcl-2和突变型p53可通过抑制凋亡增加基因的不稳定性, 干扰DNA的修复过程, 使含有基因改变的肿瘤细胞进一步分裂, 促进肿瘤的发展.Watson et al[14]对47例正常组织、19例腺瘤和53例腺癌进行检测, 发现100%的正常黏膜基部有bcl-2表达, 在腺瘤和腺癌的表达率分别为63.2%(12/19)和36.5%(19/52);正常黏膜上皮同样无p53染色, 而在腺瘤和腺癌的表达率分别为31.6%(6/19)和62.3%(33/53).研究结果表明, bcl-2表达在腺瘤向癌的转变中丢失, 而p53表达则增加, bcl-2基因的异常激活为肿瘤的发展和演变中的早发事件, 而p53的表达较迟.Bemey et al[15]用免疫组化和原位杂交技术测定53例原发性结直肠癌和60例大肠腺瘤bcl-2和bcl-2 mRNA的表达, 发现从中、重度分化不良性大肠腺瘤到原发性大肠癌这一过程中, bcl-2的表达逐渐减少并丢失, 而bcl-2 mRNA表达逐渐增加, 推测bcl-2的表达下调是在转录后水平.故认为bcl-2在结直肠癌发生的早期起作用, 而在结直肠癌进展期, bcl-2表达丢失后将选择其他的途径抑制细胞凋亡, 如丢失的p53.Ofner et al[16]对104例大肠癌进行预后分析, 单变量分析表明, 与生存有关的因素是Duke's分期、病理分期、淋巴结转移、bcl-2表达和肿瘤的组织分化程度, 而与患者的性别、年龄、肿瘤部位和肿瘤的组织分类无关.用Kaplan-Meier生存曲线表明bcl-2阳性患者(n = 47)的预后明显优于bcl-2阴性患者(n = 57)(P = 0.004), bcl-2表达和肿瘤大小呈明显负相关(P = 0.02).近年来国内外大量资料表明, 5-Fu可诱导大肠癌细胞凋亡与bcl-2基因蛋白家族表达, 并通过引起大肠癌细胞凋亡来抑制和杀伤肿瘤细胞, 其作用机制有待阐明.

总之, bcl-2的表达在消化道肿瘤的发生发展中起一定作用, 但其作用机制尚不十分清楚.bcl-2基因的测定已由免疫组化技术观察细胞的形态, 发展到原位杂交、PCR、流式细胞仪等分子生物学方法.随着对bcl-2基因检测方法的不断改进和完善, 对bcl-2基因的研究越来越受到人们的关注.从基因转录水平对bcl-2基因的作用进行深入的研究, 通过负调控bcl-2基因表达或阻断bcl-2基因产物的作用, 用于治疗胃癌和结肠癌, 用反义RNA抑制bcl-2的表达, 增加肿瘤细胞对凋亡的敏感性, 增加化放疗的疗效.目前人们对bcl-2基因与凋亡、细胞增生、肿瘤形成及多药耐药调控有了更深刻的认识, 运用基因工程的方法, 设计出调节bcl-2基因的抗癌新药, 加强其诱导凋亡及调控增生的作用, 为肿瘤的诊断和治疗提供新的思路和启示.

备注

编辑:张海宁

参考文献

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