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编号:10240506
c-erbB-2过表达及点突变与喉癌发生的关系
http://www.100md.com 《山东大学耳鼻喉眼学报》 2000年第1期
     作者:石梅 卢红霞 刘晓军 王明运

    单位:石梅(卫生部耳鼻喉科学重点实验室);卢红霞(卫生部耳鼻喉科学重点实验室);刘晓军(山东医科大学医学遗传学研究室);王明运(卫生部耳鼻喉科学重点实验室)

    关键词:基因,c-erbB-2妇;基因表达;突变;喉肿瘤

    山东医大基础医学院学报000101 摘要 目的:探讨喉癌基因c-erbB-2点突变及过表达同喉癌发生发展的关系。方法:应用PCR-SSCP对c-erbB-2 的点突变进行检测,采用免疫组化法分析c-erbB-2 的过表达。结果:40例喉癌阳性表达率为52.5%(21/40)。其中24例声门上癌表达率为57%(17/30);6例声带癌表达率为50%(3/6),4例声门下癌表达率为22.5%(1/4),同前者差异有高度显著性(P<0.01),未见c-erbB-2的点突变检出。结论:喉癌中广泛存在着c-erbB-2 的扩增及过表达,而喉癌细胞中却无c-erbB-2点突变,推测可能存在着另外的基因改变或c-erbB-2的扩增和过表达为喉癌发生的主要原因。
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    中图分类号 R 739.65

    Overexpression and point mutation of c-erbB-2 in

    laryngeal squamous carcinomas and its carcinogenesis

    Shi Mei Lu Hongxia

    (The State Otolaryngology Institute of P.R.China,250012)

    Liu Xiaojun

    (Dept.of Medical Genetic,Shandong Medical University)

, 百拇医药     Abstract Objective: To investigate the overexpression and point mutation of c-erbB-2 involved in the carcinogenesis process of laryngeal squamous carcinomas.Methods: Using laryngeal squamous carcinoma specimens from 40 patients.The point mutation of c-erbB-2 was determined by PCR-SSCP;the over-expression of c-erbB-2 was analyzed by immunohistochemical methods.Results:Of 40 laryngeal carcinoma specimens,the overexpression of c-erbB-2 were detected in 18 cases,the positive staining was 52.5%(21/40);the positive staining of 21 supraglottic carcinomas and of 6 glottic carcinoma were 57% (17/30) and 50%(3/6) respectively,while the positive staining of 4 subglottic carcinoma was only 22.5%(1/4),the difference was significant (P<0.01).In comparison with the former,no point-mutation was observed in these specimens.Conclusion:There are extensive overexpression and amplification of c-erbB-2 in laryngeal carcinoma,but no detection of point mutation.This suggests that other kind of activation probably has not been found,or the over-expression and amplification of c-erbB-2 might be the main reason that promotes laryngeal carcinoma.
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    Key words Genes,c-erbB-2;Gene expression;Mutation;Laryngeal neoplasms

    目前发现与喉癌发生有关的原癌等基因有ras、C-myc、c-fos、c-erbB-1(EGF)、c-erbB-2(也称HER-2、neu)等。研究发现,c-erbB-2 基因为喉癌发生的关键基因之一,因此,日益受到重视[1]

    c-erbB-2定位于人染色体17q21,编顺序长885bp,含有7个推定的外显子,转录48kbp mRNA,与 EFGR(表皮生长因子受体)基因的cDNA相对区域有74%的同源性。c-erbB-2基因产物P185在免疫学上与EFGR同源,并存在于细胞膜,具有酪氨酸激酶活性,为一类未确定的生长因子类受体。正常情况下,当某种表皮生长因子与P185的细胞外结构区域结合后,通过跨膜结构域的聚合变构,刺激细胞内结构域的酪氨酸蛋白激酶活性,籍此将细胞外信号传导到细胞内,从而调节细胞的分裂增殖。c-erbB-2在正常人的体腔上皮、胚胎中有微弱表达,但无基因扩增及基因改变[2]。研究表明,P185的功能失调与细胞的恶性转化密切相关[3],也有报道表明,此基因的变化及过表达均是引起P185功能失调的主要原因,而且基因点突变同过表达之间存在着密切联系[1]。c-erbB-2 的研究在肺癌、神经瘤、大肠癌中已开展较多,但在喉癌中还是空白。为探讨喉癌发生发展的分子机制及c-erbB-2 在喉癌发生发展中的作用进行了本研究。
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    1 资料与方法

    1.1 c-erbB-2 点突变的研究

    1.1.1 临床病理资料 正常喉组织:男性成人喉4例,取自正常人猝死5h内的喉声门周围上皮组织。40例喉癌组织标本为手术切除的新鲜组织标本,切除后立即冻存在液氮中。所有标本经病理证实。

    1.1.2 DNA提取 取0.3cm×0.3cm×0.3cm的组织,匀浆,55℃水浴过夜,异丙醇抽提,乙醇洗涤。紫外分光光度计测纯,1%琼脂糖凝胶电泳定量。

    1.1.3 PCR扩增反应 下述引物由上海生工生物工程有限公司合成。序列如下:

    正链引物5′TCC GTT TCC TGC AGC AGT CT3′

    负链引物5′ CTC TGA CGT CCA TCG TCT CT3′
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    Taq DNA聚合酶由华美生物工程公司合成。在美国PE公司生产的扩增仪上扩增,反应总体积为20μl。按94℃ 40s,55℃ 1min,72℃ 1min3个步骤反复循环35次。

    1.1.4 PCR-SSCP(PCR-single-strand-conformation polymorphism) 取PCR产物,12%聚丙烯酰胺凝胶电泳,200V,1.5h对照Marker为PBR332/MSPI,系华美生物工程公司产品。8%聚丙烯酰胺电泳做PCR产物点突变检测,34W恒功率,3~4h硝酸银染色。

    1.2 SABC免疫组化法测P185阳性率 取上述实验的手术切除标本一部分,同时常规病理制片处理,SABC法测喉癌切片P185阳性率,阴性对照为4例喉声门周围正常组织切片。P185免疫组化试剂盒为武汉博士德公司产品。

    1.3 结果判断 阳性细胞判断标准:细胞膜及细胞浆中有棕色颗粒为阳性标记,阳性强度分为弱阳性(+):阳性细胞<5%;中度阳性(++):阳性细胞5%~50%;强阳性(+++):阳性细胞>50%。
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    1.4 统计学处理 用χ2检验。

    2 结 果

    2.1 c-erbB-2 在喉癌组织中点突变检测 DNA提取后,加入引物在PCR仪上扩增,经12%聚丙烯酰胺凝胶电泳后,同预想的片段大小相符,为136bp,见图1。PCR产物经SSCP检测突变,40例喉癌标本无突变带。正常组织对照也无突变带,见图2。

    2.2 c-erbB-2 在喉癌中表达 4例正常喉组织切片均为阴性表达。40例喉癌c-erbB-2 阳性表达率为52.5%(21/40),24例声门上癌表达率为57%(17/30);6例声带癌表达率为50%(3/6);均明显高于在声门下癌中c-erbB-2 22.5%(1/4)的表达率(P<0.01)。

, 百拇医药     图1 PCR产物片段大小检测

    1:marker:PCR 322/MSPI:片段大小分别为622,527,404,307,242,238,217,201,190,180,160,147,123,110,90,76,67,34,26,15,9。 2~6:样品DNA

    图2 PCR产物点突变的SSCP分析

    表1 c-erbB-2 在喉癌及正常组织中的表达 序号

    部位、组

    织学类型

    总例

    数
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    表达强度

    表达率

    (%)

    (-)

    (+)

    (++)

    (+++)

    1~30

    31~36

    37~40

    声门上

    声带

    声门下
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    正常喉组织

    30

    6

    4

    4

    13

    30

    3

    4

    9

    0

    0

    0

    7
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    1

    1

    0

    1

    2

    0

    0

    57

    50

    22.5

    0

    3 讨 论

    正常细胞生长与分化依赖于细胞对细胞间信号的接收、翻译、反馈能力。特异受体(如EFG,c-erbB-2 等)与这些信号在细胞膜上相互识别,受体与配体的结合触发一系列基因表达调节的“瀑布”效应,最终引起细胞分裂、分化及表型变化[5,6]。这些信号传导的异常导致了细胞分化,分裂活动的紊乱而最终导致癌变[7]。具有酪氨酸激酶活性的受体为至少包括7个亚类的一大类位于细胞膜上的胞质蛋白,这些受体蛋白中,除了常见的EFG(编码生长因子受体),其中重要的一个亚类为HER-2,HER-3,HER-4等[5]。c-erbB-2 亦为HER-2,因为编码生长因子类受体(为一类未知受体)承担着重要的生理功能,特别是细胞的分化和生长[6],只有当其激活时才变成具有转化活性的基因。
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    c-erbB-2 激活的方式有两种,(1)点突变与细胞内外区域非催化序列的缺失,(2)扩增或过表达。William等[8]在研究鼠胶质细胞瘤中发现,基因点突变导致了其产物的P185穿膜区氨基酸序列中第664位缬氨酸残基被谷氨酰胺代替(Val→Gln),这种变化使转膜蛋白改变空间构象,处于聚合状态,长时间地刺激细胞内结构域的酪氨酸蛋白激酶活性,使细胞处于持续分裂状态。此外,基因的点突变与缺失皆能使活化的c-erbB-2 转化小鼠NIH3T3细胞系的能力增加10~100倍[9]。Bargman等通过大量的研究得出结论:这种点突变只在小鼠神经胶质母细胞瘤中发现,而在人类的癌瘤中尚未发现。但Hung等却在人的卵巢癌中发现有重排或缺失的c-erbB-2 基因,本实验在喉癌标本中未发现有点突变的c-erbB-2 。作为喉癌发生发展中的重要癌基因,c-erbB-2 的点突变是否是其致癌作用的组成部分,尚须进一步实验才能定论。

    本实验研究c-erbB-2 在喉癌中表达率为57%(17/30),国内外有关这方面的研究结果与本结果相符。徐平西[10]用DNA打点杂交法在喉癌中测得c-erbB-2 扩增率为50%(13/26),刘振声[11]等对44例喉鳞癌标本分别进行了表皮生长因子和c-erbB-2 免疫组化研究,结果EGF的表达阳性率为63.6%,c-erbB-2 为52.3%。这些结果表明,喉癌中确实存在着c-erbB-2 的扩增及过表达,表达率在50%左右,推测这可能是喉癌发生的关键因素。
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    有趣的是,Hung[12]等实验发现,c-erbB-2 癌基因中编码转膜蛋白的DNA结构区段是c-erbB-2 癌基因活化的“热点”,而此基因的扩增促进了该热点区DNA的点突变,导致c-erbB-2 原癌基因激活。而David[13]却认为c-erbB-2 的过表达是基因序列改变引起的。看来过表达及点突变二者存在着某些相关性,这是一个有争议的问题,尚待进一步研究。

    卫生部科研基金资助项目(96-1-203)

    作者简介:石梅(1968-)女,山东青岛人,卫生部耳鼻喉科学重点实验室助理研究员,硕士,从事喉癌的分子生物学研究工作。

    参考文献

    1,Fracchiolla NMD, Pignataro LMD,et al.Multiple genetic lesions in laryngeal squamous cell carcinomas.Cancer,1995,175(6):1292-1301
, 百拇医药
    2,Bargmann CI Hungc MC,RA Weinberg RA.The neu oncogene encodes an epidermal growth factor receptor-related protein.Nature,1986,319(16):226-234

    3,Bargmann CI,Hung MC,Weinberg RA. Multiple independent activations of the neu oncogene by a point mutation altering the transmembrane domain of P185.Cell,1986,45:649-657

    4,Difiore PP,Piene JH,Kraus MH,et al.Er6B-2 is a potent oncogene when overexpressed in NIT/3T3 cell.Science,1987,337:178-182
, http://www.100md.com
    5 Bacus SS,Carolyn R,et al. Expression of erbB-2 familiy of growth factor receptors and their ligands in brest cancer.Pathology Patterns,1994,102(4):S13-24

    6,Auer GU,Fallenius AG.Progression of mammary adenocarcinomas as reflected by nuclear DNA cotent.Cytometry,1984,5:420-425

    7,Bishop JM.Cellular oncogenes and retroviruses.Ann Rev Biochem,1983,52:301-54

    8,William JM,Eric Sinn,et al.Single step induction of mammary adenocarcinomas in transgenic mice bearing the activated c-neu oncogene.Cell,1998,54:1105-1115
, 百拇医药
    9,Oreste Segatto C,Richter King,Jacalyn H.Pierce,et al.Different strutural alternations upregulate in vitro tyrosine kinase activity and oransforming poteney of the erbB-2 gene.Molecular Cellular Biology,1988,18:5570-74

    10,徐平西,徐扬,钱微.喉癌及癌旁组织中癌基因扩增的研究.癌症,1992,11(5):335-337

    11,刘振声.喉癌表皮生长因子和 c-erbB-2共同表达的免疫组化研究.临床耳鼻咽喉科杂志,1993,(4):207-209

    12,Hung MC,Schechler AL,Chevray DY,et al.Expression pattern of the neu(NGL)gene-encoded growth factor receptor protein(P185neu) in normal transformed epithelial tissue of the digestive tract.The Macmillan Press Ltd,1989,4:81-88

    13,David B,Weiner,Joanne Nordberg,Robert Robinson,Expression of the neu gene-encoded protein in human non-small cell carcinomas of the lung.Cancer Research,1990,50:421-425

    (收稿日期,1999-10-21), 百拇医药