哺乳动物雷帕霉素靶蛋白及真核细胞启动因子4E在肺鳞癌组织中的表达及临床意义

　　作者：胡述提,赵松　　作者单位：郑州大学第一附属医院胸外科，河南 郑州

　　【摘要】 目的 研究肺鳞癌组织中哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)及真核细胞翻译启动因子4E(eIF4E)的表达和临床意义。方法 用免疫组织化学SP法检测80例肺鳞癌癌组织、癌旁组织、淋巴结及正常肺组织中mTOR/eIF4E的表达情况,并分析它们的表达与相关临床参数的关系。结果 肺鳞癌组织中mTOR和eIF4E的表达明显高于对照组(P<0.05)。并与肿瘤直径、淋巴结转移明显相关(P<0.05)，TNM分期中Ⅰ期与Ⅲa期比较mTOR、eIF4E水平有显著性差异，而与患者淋巴结转移的多少、性别、年龄、吸烟无关。mTOR和eIF4E的表达呈正相关(r=0.376,P=0.001)。结论 肺鳞癌组织中mTOR和eIF4E表达明显增加。mTOR和eIF4E可能在肺鳞癌的发生、发展中起一定作用。

　　【关键词】 肺鳞癌,哺乳动物雷帕霉素靶蛋白,真核细胞翻译启动因子4E;免疫组化

　　哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)是近年来发现的一种进化上高度保守的非典型丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，是一种信号蛋白。最新研究指出信号通路处于生长调节的中心环节，参与多种病理和生理过程，在细胞的生长、分化、增殖、迁移和存活上扮演了重要角色。真核细胞翻译启动因子4E(eukaryotic translation initiation factor 4E,eIF4E)是mTOR信号通路的下游位点，是真核细胞mRNA翻译的最有效的限速调节因子，在蛋白质合成的起始阶段起重要的调控作用〔1,2〕。本实验主要研究mTOR和eIF4E在肺鳞癌中的表达及二者与临床病理参数的关系，并研究二者之间的相关性，以探讨其在肺鳞癌发生发展中的作用，寻找可能的肺鳞癌治疗的有效新途径。

　　1 材料与方法

　　1.1 标本 选取郑州大学第一附属医院胸外科2008年2月至2009年2月经手术切除的有完整资料的肺鳞癌80例，每例均取癌灶、淋巴结，选取癌旁及正常肺组织各10例做为对照组。80例肺鳞癌中男性64例，女性16例，年龄36～74岁，平均年龄(61±4.5)岁。按2002版UICC pTNM分期〔3〕，Ⅰ期21例，Ⅱ期46例，Ⅲ期13例。有淋巴结转移65例，其中多于2个淋巴结转移的53例。肿块直径<5 cm的46例，≥5 cm的34例。全部病例均为第一次手术，术前未经过化疗、放疗，所有病例均经病理学证实为鳞癌。

　　1.2 实验试剂 兔抗人单克隆抗体mTOR和eIF4E均购自美国signalway antibodys公司，SP通用型免疫组化试剂盒购于北京博奥森生物技术公司。DAB显示增强剂购于北京中杉生物技术公司。

　　1.3 实验方法 采用免疫组化SP法，免疫组化染色按试剂盒操作说明进行，兔抗人单克隆抗体mTOR和eIF4E稀释浓度均为1∶100。以PBS液代替一抗做阴性对照，以已知肿瘤标志物做阳性对照，同时采用组内对照。

　　1.4 结果判定 mTOR和eIF4E定位于细胞质，部分位于细胞膜，阳性染色为淡黄色、棕黄色或棕褐色。采用二级积分法，阳性细胞计数：根据阳性细胞所占5个以上高倍显微镜视野比例计数，<5%为0分，5%～25%为1分，26%～50%为2分，>50%为3分。染色强度分类：淡黄色为1分，黄或深黄色为2分，棕色或棕褐色为3分。二者计分相乘大于1分为阳性。采用双盲法由两位病理科医师计分。

　　1.5 统计学分析 应用SPSS15.0版本统计学软件对结果进行χ2检验及Fisher精确检验和Spearman相关分析。

　　2 结 果

　　2.1 不同组织中mTOR和eIF4E的表达 肺鳞癌中mTOR和eIF4E呈弥漫性或散在分布的棕黄色颗粒表达于细胞质，mTOR和eIF4E的表达率分别是52.5%和75%，均明显高于对照组(P<0.05)，二者在癌旁组织与正常肺组织中的表达无差别。见表1。表1 mTOR和eIF4E在肺鳞癌及　肺非肿瘤组织中的表达

　　2.2 mTOR和eIF4E在肺鳞癌中的表达与临床病理参数之间的关系 肺鳞癌组织中mTOR和eIF4E 的表达与肿瘤的病理分化程度、肿瘤大小、有无淋巴结转移明显相关(P<0.05)，TNM分期中Ⅰ期与Ⅲa期比较mTOR、eIF4E水平有显著差异(P<0.05)，而Ⅰ期与Ⅱ期及Ⅱ期与Ⅲa期二者之间表达水平无差别(P>0.05)，其表达与淋巴结转移多少无关，与患者性别、年龄、吸烟无关。见表2。

　　2.3 mTOR和eIF4E的相关性检验 Spearman相关性检验显示肺鳞癌中mTOR阳性42例，eIF4E阳性60例，二者双阳性表达38例，双阴性表达16例，二者表达呈显著正相关(r=0.376,P=0.001)。表2 mTOR和eIF4E 在肺鳞癌中的表达与临床病理参数之间的关系与Ⅰ期比较：1)P<0.05

　　3 讨 论

　　世界卫生组织报告肺癌和艾滋病将是21世纪危害人类健康最严重的两种疾病。肺鳞癌占肺癌发病率的50%～70%,在治疗上采用以手术为主综合治疗，但术后5年生存率20%～50%。随着对肿瘤发生分子生物学特性的深入了解，针对肿瘤发展特异性的生物环节的近分子靶向治疗逐渐被人们所重视。近年来的研究显示，mTOR/eIF4EBP1/elF4E信号通路处于生长调节的中心环节，参与多种病理和生理过程，在细胞的生长、分化、增殖、迁移和存活上扮演了重要角色，有可能成为新的靶向治疗位点〔3，4〕。

　　mTOR是一种进化上高度保守的非典型丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，属于磷酸肌醇激酶(phosphatidylinositol kinaserelated protein kinase,PIKK)家族，分子量289 kD，含2 549个氨基酸。受上游刺激因子如生长因子、胰岛素、营养因子、压力等激活后的mTOR引起其下游真核细胞启动因子4E结合蛋白1(4EBP1)的磷酸化，导致4EBP1从mRNA的5′cap的eIF4E释放出来，此时eIF4E可与eIF4G,eIF4B，eIF4A结合为eIF4F。由于eIF4E的表达增高，可导致细胞周期蛋白D1、Rb蛋白、低氧诱导因子1(HIF1)、血管内皮细胞生长因子(VEGF)、鸟氨酸脱羧酶等这一类mRNA 5′端非翻译区调控因子的活性升高,促使mRNA的翻译增强，使细胞由G1期向S期转换，调控细胞生长和代谢〔5～10〕。

　　本实验通过免疫组化检测mTOR及eIF4E在肺鳞癌、癌旁组织及正常肺组织的表达。结果显示mTOR及eIF4E在肺鳞癌组织中的表达明显高于癌旁及正常肺组织，说明肺鳞癌中存在异常活化的mTOR及eIF4E，间接说明了mTOR及eIF4E在肺鳞癌的发生、发展中起到一定作用。进一步研究显示mTOR及eIF4E的表达与肿瘤临床分期、分化及肿块大小相关。mTOR和eIF4E在肺鳞癌Ⅰ的表达明显高于Ⅲa期，且二者在直径≥5 cm肿块中的表达明显低于<5 cm肿块中的表达。分析可能是随着肿瘤体积增大，瘤体内缺氧情况加重，mTOR及eIF4E表达降低反而更利于肿瘤细胞节省能量及原料消耗，是肿瘤细胞自身的一种调节机制，更利于细胞存活〔11～13〕。

　　进一步的研究也显示mTOR和eIF4E的表达呈高度正相关，正是mTOR的异常激活才导致其下游底物4EBP1磷酸化失活，从而释放其结合的eIF4E，促进帽结构依赖性翻译起始从而使细胞中蛋白合成加快，加速细胞生长和恶化;同时elF4E的表达明显高于mTOR，提示eIF4E有其他的激活途径〔14～16〕。

　　综上所述，mTOR和eIF4E在肺鳞癌的发生、发展中可能起到重要作用，这也为能够找到阻断此通路的特异性靶向治疗药物提供一定的理论依据。

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