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编号:10391374
eIF4E、VEGF在喉鳞癌中的表达及相关性研究
http://www.100md.com 《中华现代中西医杂志》 2004年第1期
     【摘要】 目的 通过检测eIF4E与VEGF在喉鳞癌(LSCC)中的表达,探讨二者与喉鳞癌的关系及其相互之间的内在关系。方法 采用Western-blot法检测20例新鲜喉鳞癌标本的癌中心区(TC,tumor core)、过渡区(TR,transtion core)及病理证实的无癌区(TF,“tumor-free”core)中eIF4E、VEGF及bFGF的表达情况。结果 eIF4E在喉鳞癌的无癌区(TF)、过渡区(TR)及中心区(TC)的表达水平呈进行性增高;VEGF在喉鳞癌的癌中心区的表达水平显著高于过渡区及无癌区;eIF4E与VEGF二者之间密切相关。结论 过度表达的eIF4E是喉鳞癌恶性改变及判断其恶性程度的一个分子标志;VEGF的高表达与喉鳞癌的生长及转移密切相关,其或许可以作为判断预后的指标之一。二者在喉鳞癌中的表达具有相关性,可为喉鳞癌的基因治疗提供一定的理论基础。

    关键词 eIF4E VEGF Western-blot法 TC TR TF

, 百拇医药     【文献标识码】 A 【文章编号】 1726-6424(2004)01-0012-04

    Study on expression and correlation of eIF4E,VEGF

    and bFGF in laryngeal squamous cell carcinoma

    Wang Binquan,Zhang Haili,Chen Yanqiu.

    Department of Otolaryngology,The First Hospital of Shanxi Medical University,Taiyuan030001.

    【Abstract】 Objective The expression and correlation of eIF4E and VEGFwere studied by detection their exˉpression in laryngeal squamous cell carcinoma(LSCC).Methods Western-blot analysis was performed on tumor core,transition core,“tumor-free”core of20specimens of fresh LSCC using anti-eIF4E,VEGF,bFGF antiserums.Results The expression of eIF4E protein level from“tumor-free”core,transition core and tumor core of LSCC apˉpeared progressive overexpression;It appered that there was significant elevation of the VEGF protein level in tumor core compared with tumor transition and“tumor-free”core;there appered to be statistically significantly correlation of eIF4E and VEGF expression.Conclusion Overexpression of eIF4E may be a molecular marker of malignant transforˉmation and progression;The overexpression of VEGFwas highly associated with the growth and metastasis of LSCC,and may be of prognostic value;The correlation of eIF4E and VEGF may serve as a potential target for antiangiogenic therˉapy of LSCC.
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    Key words eIF4E VEGF Western-blot LSCC

    真核细胞翻译起始因子4E(eIF4E)是一25KD的多肽,其在蛋白质合成的起始阶段起重要的调控作用 [1] 。在正常的eIF4E低水平的情况下,肩负有“看家”功能的大多数拥有短5’非翻译区(UTR)的Strong mRNA,它们在翻译时与含有长5’-UTR的Weak mRNA竞争中处于优势,所以细胞功能得以维持;然而,在eIF4E过度表达的情况下,这些正常情况下不被翻译的含长5’-UTR mRNA的基因产物上调。这些基因产物中包括一些原癌基因及一些重要的细胞生长调节因子,如c-myc、c-fos、p23、VEGF、bFGF等 [2] 。上述所提到的基因产物对细胞恶性转化和分裂有重要影响,因此,在多种恶性肿瘤中可检测到eIF4E水平增高 [3] 。肿瘤的生长及转移与血管的生成密切相关,而VEGF是目前所知的作用较强的促血管生长因子,其在肿瘤血管形成中起重要作用 [4,5] 。故推测VEGF与喉鳞癌的发生、发展及转移相关。本研究采用Western-blot法检测eIF4E、VEGF及bFGF在喉鳞癌中的表达,以探讨其在喉鳞癌的发生、发展及转移中的作用,并分析二者的相互关系,以便为喉鳞癌的早期诊断、有效治疗及判断预后提供重要的科学依据。
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    1 材料与方法

    1.1 标本选取 Western-blot法的标本取自2000年1月~2002年5月间山西医科大学第一医院耳鼻喉科的20例手术切除的新鲜喉鳞癌标本,分别取自喉鳞癌组织的癌中心区(TC)、过渡区(TR)(介于癌组织与病理证实的无癌切缘之间)及无癌区(TF)(病理证实的无癌切缘以外),同时,选取10例全喉切除术的离癌组织较远的正常粘膜,即刻于-80℃冰箱保存备用。

    1.2 主要试剂 兔抗VEGF购自Santa cruz公司,鼠抗eIF4E单克隆抗体购自Sigma-aldrich公司,二者的工作浓度均为1:50;羊抗兔及鼠碱性磷酸酶标记的IgG、低分子量蛋白质标志、硝酸纤维素膜均购于华美生物工程公司。

    1.3 Western-blot法 选取20例新鲜喉鳞癌标本的癌中心区(TC,tumor core)、过渡区(TR,transtion core)及病理证实的无癌区(TF,“tumor-free”core),各取50mg组织,用组织小剪将其充分剪碎,溶于预冷至0℃的1.0ml的组织蛋白质提取液(50mMTris,150mMNaCl,1%NP-40,100μg/ml PMSF,0.5%脱氧胆酸盐,0.02%叠氮钠,1μg/ml抑肽酶)。超声破碎仪充分破碎细胞,于4℃以11000rpm离心1min,然后于4℃以3000rpm离心10min。12%的聚丙烯酰胺凝胶电泳,转膜,加入适当稀释的一抗、二抗,BCIP/NBT(即用型)显色,Syngene凝胶成像系统拍摄记录并分析结果。
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    1.4 统计学分析 采用SPSS10.0统计软件行单因素方差分析及Spearman相关检验分析结果,检验水准:α=0.05(双侧)。

    2 结果

    2.1 eIF4E及VEGF在喉鳞癌不同区域的表达 eIF4E在癌组织、过渡区及无癌区的表达分别是正常粘膜组织中表达的15.49±7.98倍、4.64±4.27倍、0.9±0.39倍,喉癌组与过渡区及无癌区、过渡区与无癌区的存在差异有显著性(P<0.05);VEGF在癌中心区、过渡区及无癌区中的表达分别是在正常粘膜中表达的4.80±1.84倍(2.2~8.3)、1.63±1.89倍(0.6~4.3)、0.97±0.33倍(0.1~1.8),癌中心区与过渡区、无癌区差异具有显著性(P<0.05),而过渡区与无癌区之间差异无显著性(P>0.05)。见表1,图1、2。

    表1 eIF4E及VEGF在喉鳞癌不同区域表达 (ˉx±s,n=20)
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    2.2 eIF4E与VEGF在喉鳞癌组织中表达的相关性 eIF4E与VEGF之间的相关系数为0.971,经查表,eIF4E与VEGF之间存在相关性(见表2)。

    表2 eIF4E与VEGF在喉鳞癌组织中表达的相关性 (n=20)

    3 讨论

    3.1 癌基因eIF4E与喉鳞癌的关系 恶性肿瘤的发生及发展是一个多步骤的过程,是多种基因型及其表型变化的结果,这是由于原癌基因的激活和抑癌基因的失活而引起细胞生长和功能调节的变化,从而致恶性肿瘤的发生及发展。

    真核细胞翻译起始因子4E(eIF4E)在蛋白质合成的起始阶段起重要的调控作用。其在正常情况下是低表达,使肩负有“看家”功能的大多数拥有短5’-非翻译区(5’-UTR)的Strong mRNA得以翻译,从而维持细胞的正常功能;当eIF4E过度表达时,就会使具有长5’UTR的“Weak mRˉNA”基因产物上调,从而致肿瘤的发生及发展 [1]
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    近几年来,体内外研究发现,eIF4E过度表达与恶性肿瘤的发生及发展有关。在体外实验中,通过eIF4E过度表达的病毒载体转染NIH3T3 [6] 、仓鼠卵巢的培养细胞(CHO) [7] 及克隆鼠胚胎成纤维组织细胞(CREF) [8] 等细胞株,导致了恶性表型;相反,采用反义低聚核苷酸抑制eIF4E过度表达的CREF获得了恶性表型逆转的结果 [8] 。另外,Kerekatte等 [9] 首先在人乳腺癌中发现eIF4E的过度表达,却不存在于乳房的良性组织中;Li [10] 等研究得出,具有eIF4E高表达(≥7倍)的乳癌患者比低表达者(<7倍)具有更差的临床结果;Li [11] 等也研究得出乳癌Ⅰ~Ⅲ期的患者中eIF4E高表达者会有更高的癌复发率、癌致死率,其过度表达可能对Ⅰ~Ⅲ期乳癌患者预后具有重要的参考价值;在结肠癌组织中也有eIF4E的过度表达 [12] 。Menezes等 [13] 于1996年始报道了eIF4E在头颈鳞状细胞癌中的过度表达,而相似部位的良性病变及正常组织无eIF4E过度表达.
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    本研究采用Western-blot法对20例新鲜喉癌标本的癌中心区、过渡区、组织上的无癌区及10例全喉病人的距离癌组织较远的正常粘膜进行对eIF4E的表达水平检测,在癌中心区、过渡区及无癌区与正常粘膜中eIF4E的表达水平相比较所得倍数作为其表达水平,从统计学分析可以看出eIF4E基因蛋白在无癌区、过渡区及癌中心区中的表达水平是递增的,这样,可以得出:eIF4E的过度表达与喉癌的发生及发展相关,其过度表达或许可以作为喉癌恶性程度的一个分子标志。

    Nathan等报道 [14] ,eIF4E的增高与头颈肿瘤的恶性进展密切相关,且随着eIF4E水平的增高,其恶性程度也相应的增高;Haydon等 [15] 发现eIF4E过度表达的程度与头颈肿瘤恶性表型进展相关,其在头颈肿瘤中过度表达,而在良性肿瘤及正常粘膜中却未发现其过度表达;Sorrells等 [16] 研究证实在头颈肿瘤中,eIF4E蛋白的过度表达从组织上的无肿瘤切缘到肿瘤区是进行性增加。这些均与本研究结果相一致。
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    综上所述,本研究结果提示eIF4E基因蛋白在喉鳞癌中过度表达,而在相应部位的良性病变及正常组织中未发现其过度表达;同时,eIF4E蛋白的表达水平随着肿瘤的恶性进展而进行性增加,因此,eIF4E或许可以作为喉鳞癌的肿瘤分子标志以及其恶性进展程度的一个分子标志。

    Brandewein等 [17] 认为在肿瘤中,分子水平的变化常优先于组织病理的改变,故通过检测eIF4E的表达水平将有助于早期诊断、有效治疗,进而提高患者的生存率;由于其可以作为喉鳞癌恶性程度的一个分子标志,通过检测eIF4E在组织学上的无癌切缘的表达水平,可以判断其恶性程度,以指导术后的进一步治疗,由此可以针对有eIF4E高表达的患者进行必要的辅助治疗,而对无eIF4E高表达的患者则可以避免具有损害性的辅助治疗。

    3.2 VEGF与喉鳞癌的关系 血管内皮生长因子(VEGF)又称血管渗透性因子(VPF),是一种分子量为42KD的分泌性糖蛋白,是目前所知特异性作用于血管内皮的生长因子。研究证明,VEGF不仅能增加血管尤其是微小血管的渗透性,使血浆大分子外渗,而且是一种内皮细胞的特异性有丝分裂原,能刺激内皮细胞增殖并有促血管形成的作用 [18,19]
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    。肿瘤血管生成的重要性已受到普遍重视。实体肿瘤的生长及转移依赖于血管形成,其不仅通过肿瘤血管向宿主获得丰富的营养,而且还通过肿瘤血管从宿主输出大量的恶性细胞,从而使得肿瘤生长及转移。肿瘤血管的形成受肿瘤细胞分泌的血管形成因子调节 [20] ,其中VEGF即是最重要的一种 [21] 。研究表明,其在多种实体肿瘤如乳癌、肺癌、结肠癌等中具有显著性高水平表达,与肿瘤的生长、浸润及转移具有着密切的关系。

    本次实验Western-blot法检测VEGF在喉鳞癌组织的癌中心区、过渡区及无癌区中的表达,发现其在癌中心区的表达水平(4.80±1.84)显著高于过渡区(1.63±0.89)及无癌区(0.97±0.33),由此可得知,VEGF的高表达与喉癌的发生及发展密切相关,这与Mineta [22] 的结果相一致。

    综上所述,VEGF对喉鳞癌的发生、浸润及转移都有一定的作用,在进一步研究的基础上分析VEGF在肿瘤中的表达水平有助于判断预后。因而通过抑制和阻断VEGF在肿瘤组织的表达,可能对于抑制肿瘤的生长和转移具有重要的价值,提示应用抗肿瘤血管形成机制可为喉鳞癌患者的临床治疗提供有力的理论依据。但是,由于肿瘤的发生、发展受到众多因素的影响,结合其它肿瘤生长抑制剂配合手术、化疗、放疗、免疫治疗等方法将有可能大大提高肿瘤的整体治疗水平。
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    3.3 eIF4E与VEGF在喉鳞癌中表达的相关性 eIF4E在正常情况下是低表达的,过度表达的eIF4E导致具有长5’-非翻译区(5’-UTR)的“Weak mRNA”基因产物上调,这些基因产物中最重要的就有VEGF,其在细胞增殖分化和肿瘤血管形成发展中起重要作用 [23] 。随后的研究证实,在头颈肿瘤中,eIF4E过度表达会导致VEGF的高表达 [14] ;而采用反义寡聚核苷酸降低eIF4E的表达,结果导致VEGF的表达水平降低 [24]

    。本实验中,Western-blot法检测eIF4E与VEGF在喉鳞癌中不同区域的表达,分析二者之间的相关性。结果表明,二者之间的相关系数为0.971,提示:二者之间密切相关,且 均成正相关,即eIF4E的高表达会导致VEGF的表达水平增高。针对于此,可以通过抑制或降低eIF4E的表达水平来降低VEGF的表达,从而减少肿瘤血管的生成,降低肿瘤的生长及转移率,提高喉鳞癌患者的生存率。
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    参考文献

    1 Sonenberg N,mRNA5’cap-binding protein eIF4E and control of cell growth.In:Hershey J,Mathews M,Sonenberg N,Eds.Translational conˉtrol.New York:Cold Spring Harbor Laboratory Press,1996,245-270.

    2 De Benedetti A,Harris A.eIF4E express in tumors:its possible role in progression of malignancies,Int-J-Biochem-Cell-Biol,1999,31(1):59-72.

    3 Anthony B,Carter P,De Benedetti A.Overexpression of the protooncoˉgene/translation factor4E in breast carcinoma cell lines.Int-J-Canˉcer,1996,65:1-6.
, 百拇医药
    4 Veikkola T,Alitalo K.VEGF receptors and angiogenesis.Semin Cancer Biol,1999,9:211-220.

    5 Potgens ATG,Westphal HR,de Waal RMW,et al.The role of vascular permeability factor and basic fibroblast growth factor in tumor.Angiogenˉesis Biol ChemHoppe-Seyler,1995,376(1):57-70.

    6 Lazaris-Karatzas A,Sonberg N.Malignant transformation by a eukaryˉotic initiation factor subunit that binds to mRNA5’cap.Nature,1990,345-544.
, 百拇医药
    7 De Benedetti A,Graff J,Zimmer S.CHO cells transformed by the transˉlational factor eIF4E display increased c-myc expression,but require overexpressionof Max of tumorigenicity.Mol cell Differ,1994,2:347.

    8 Graff J,Boghaert E,DeBenedetti AD,et al.Reduction of traslation initiˉation factor4E decrease the malignancy of ras-transformed cloned rat embryo fibroblasts.Int-J-Cancer,1995,60:255.

    9 Kerekatte V,Smiley K,Hu B,et al.The protooncogene/translation factor eIF4E-A survey of its expression in breast carcinomas.Int-J-Canˉcer,1995,64(6):27-31.
, 百拇医药
    10 Li BDL,Liu L,DawsonM.Overexpression of eukaryotic initiation factor4E(eIF4E)in breast carcinoma.Cancer,1997,79(12):2385-2389.

    11 Li BDL,John C,McDonald MD,et al.Clinical outcome in stageⅠtoⅢbreast carcinoma and eIF4E overexpression.Annal of surgery,1998,227(5):756-763.

    12 Rosenwald IB,Chen JJ,Wang S,et al.Upregulation of protein synthesis initiation factor eIF4E is an early event during colon carcinomgenesis.Oncologene,1999,18:2507-2517.
, http://www.100md.com
    13 Menezes C,De Benedetti A,Abreo F.A survey of the The protooncoˉgene/translation factor eIF4E in head and neck-squamous cell canˉcers.Otorlaryngol Head Neck Surg,1996,115:72-73.

    14 Nathen CO,Franclin S,Abreo FW,et al.Expression of eIF4E during head and neck tumorigenisis:possible role in angiogenesis.Larynscope,1999,109(8):1253-1258.

    15 Haydon MS,Googe JD,Sorrells DS,et al.Progression of eIF4E gene amplification and overexpression in benigh and malignant tumors of the head and neck.Cancer,1998,88(12):2802-2810.
, http://www.100md.com
    16 Sorrells DL,Gbali GE,De Benedetti A,et al.Progressive amplification and overexpression of the eukaryotic initiation factor4E gene in differˉent zonesof head and neck cancers.J-oral-Maxillofac-Surg,1999,57(3):294-299.

    17 Brandewein M.Arch otorlaryngol Head Neck Surg,1998,124:841-842.

    18 Claffey KP,Brown LF,Del-Aguila LF,et al.Cancer Res,1996,56:172-176.

    19 Brown LF,Berse B,Jackman RW,et al.Cancer Res,1993,53:4742-4745.
, 百拇医药
    20 Baillie CT,Winslet MQ,Bradley NJ.Tumor vasculature-a potential therapentic target.Brit J Cancer,1995,72:319-322.

    21 Ohat Y,Endo Y,Tanaka M,et al.Significance of vascular endothelial growth factor messenger RNA expression in primary lung cancer.Clin Cancer Res,1996,2:1411-1416.

    22 Mineta H,Miura K,Ogina T,et al.Prognostic value of vascular enˉdothelial growth factor(VEGF)in head and neck squamous cell carciˉnomas.British Journal of Cancer,2000,83(6):775-781.
, 百拇医药
    23 Kevil C,De Benedetti A,Payne DK,et al.Translational regulation of vascular permeability factorby eukaryotic initiation factor4E:implifiˉcation for tumor angiogenesis.Int J Cancer,1996,65(6):785-790.24 DeFatta RJ,Nathen CO,De Benedetti A.Antisense RNA to eIF4E supˉpresses oncogenic properties of a head and neck squamous cell carcinoˉmas cell lines.Laryngoscope,2000,110:982-993.

    作者单位:030001山西医科大学第一医院耳鼻咽喉科

    (收稿日期:2003-11-22)

    (编辑子 萱), 百拇医药(王斌全 张海利 陈彦球)