PSP57不是增生和癌变前列腺组织PSP94 mRNA可变剪切特有的产物
作者:石缨 刘丽 刘立忠 刘建香 谢宝树 冷爱军
单位:空军总医院空军临床分子生物学研究中心,北京 100036
关键词:前列腺;前列腺分泌蛋白;PSP57;PSP94
军医进修学院学报000319 [摘要]目的:比较人正常、增生和癌变前列腺组织中 PSP94 和 PSP57 mRNA的表达情况。方法:提取事故死亡的正常成年人前列腺组织及手术得到的增生和前列腺癌组织总RNA,进行RT-PCR,其产物分别以 PSP94 和 PSP57 共有的外显子及 PSP94 外显子Ⅲ作探针进行Southern blotting分析;RT-PCR产物经克隆后进行序列测定。结果:三种前列腺组织中均有 PSP94 和 PSP57 mRNA的表达;人正常前列腺组织中的 PSP94 及 PSP57 的基因序列与增生前列腺组织和癌变前列腺组织中的完全一致。结论:PSP57 不是增生和癌变前列腺组织中 PSP94 mRNA可变剪切特有的产物。
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中图号:R392.1 文献标识码:A
文章编号:1005-1139(2000)03-0218-03
PSP57: A non-specific product of PSP94 mRNA variable splicing in prostatic tissues from patients with prostate carcinoma and benign prostatic hyperplasia
SHI Ying, LIU Li, LIU Li-zhong, LIU Jian-xiang, XIE Bao-shu, LENG Ai-jun
(Center for Clinical Molecular Biology, Air force General Hospital, Beijing 100036, China)
, 百拇医药
Objective:Analysize and compare the expression of human PSP94 and PSP57 mRNA in prostatic tissues from normal adults, patients with prostate carcinoma and benign prostatic hyperplasia (BPH).Methods:Extract total RNA in prostatic tissues taken by operation from normal adults died of accident, patients with prostate carcionma and BPH, then do reverse transcriptase-polymerase chain reaction (RT-PCR). RT-PCR products are analysized by sequence determination and Southern blotting using specific exon Ⅱ of PSP94 and PSP57 and exon Ⅲ of PSP94 as probes.Results:The PSP94 and PSP57 mRNA are both found in the above three kinds of prostatic tissues. The cDNA sequences of PSP94 and PSP57 in normal prostatic tissue are consistent with that in-carcinoma and hyperplasia tissues. Conclusion:PSP57 is a non-specific product of PSP94 mRNA in prostatic tissues from patients with prostate carcinoma and benign prostatic hyperplasia.
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Key words:prostate; prostate secretory protein; PSP57;PSP94
人类 94 个氨基酸的前列腺分泌蛋白(prostate secretory protein of 94 amino acids PSP94)是前列腺合成及分泌蛋白之一。PSP94 又称β-抑制素(β-inhibin),前列腺抑制蛋白(PIP,prostate inhibin protein),β微精浆蛋白(β-MSP,β-microseminoprotein),精子活动抑制素(SMI,sperm motility inhibitor),免疫球蛋白结合因子(IGBF,immunoglobulin binding factor)。PSP94 基因结构和编码成熟蛋白已经确定,其潜在的前列腺诊断肿瘤标志物和抗肿瘤作用,引起人们的关注。
PSP94 mRNA可变剪接将外显子Ⅲ(106 bp)缺失后编码的 57 个氨基酸的蛋白称 57 个氨基酸的前列腺分泌蛋白(PSP57)。前列腺癌组织和前列腺增生组织及多种前列腺癌细胞系中,均可同时检出 PSP94 和 PSP57 的mRNA。那么,PSP57 是不是增生和癌变前列腺组织中 PSP94 mRNA的可变剪切产生的特有的产物?目前还不十分清楚。为了阐明这一问题,我们对正常成年人前列腺、肥大及前列腺癌组织同时进行了分析、比较。
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1 材料和方法
1.1 材料、酶和试剂 成年人正常、增生和癌变前列腺组织由山东省立医院泌尿外科和白求恩医科大学一院泌尿外科提供。提取mRNA kit、RT kit、各种工具酶、PTARGETTMVector均购自Promega公司;蛋白质分子量标准和核酸Marker分别为上海东风试剂厂和医科院基础所产品,其它化学试剂为国产或进口分析纯。
1.2 寡核苷酸引物的合成和DNA序列分析 PTARGETTMVector测序引物由中科院微生物所合成。测序引物核苷酸序列是:P1∶5′-CCCAGTCACGACGTTGTAAAACG-3′,P2∶5′-AGCGGATAACAATTTCACACAGG-3′。利用Dye Terminater Cycle Sequencing FS Ready Reaction试剂盒(PERKIN ELMER),在ABI PRISMTM 377 DNA序列自动分析仪上进行DNA序列分析。
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1.3 RNA的提取 取成年人正常前列腺组织样品裂解,按照组织重量与裂解液体积比 30 mg/175 μl 的比例,加稀释液后 70 ℃ 水浴 3 min;用SV Total RNA Isolation System试剂盒进行纯化及分离,获得总RNA。
1.4 RT-PCR 以总RNA为模板,经RT-PCR得到 PSP94 及 PSP57 全序cDNA。
1.5 探针的标记和杂交 DIG High Prime DNA Labeling and Detection Starter KitⅡ购自宝灵曼公司,探针标记和杂交方法按试剂盒说明进行。
2 结 果
2.1 RT-PCR检测正常、增生和癌变前列腺组织中 PSP94 和 PSP57 mRNA表达 提取 3 例事故死亡的成年人正常前列腺、3 例手术得到的增生前列腺和 1 例癌变前列腺组织的总RNA,分别以此RNA为模板,用引物1∶5′-CCGGAATTCTGCTTATCACAATGAAT-3′和引物2∶5′-CGGGATCCTGCCTACTAGAAGCACATTA-3′进行RT-PCR,反转录产物经琼脂糖凝胶电泳显示,上述 7 个样品中均有分子量约 0.34 kb 和 0.23 kb 两条带出现,与 PSP94 和 PSP57 cDNA长度一致(图 1)。
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图1 3种前列腺组织总mRNA RT-PCR分析
A.λDNA-EcoR Ⅰ+HindⅢ;B-D.正常成年人前列腺组织;E-G.增生的前列腺组织;H.癌变的前列腺组织
2.2 正常、增生和癌变前列腺组织RT-PCR产物southern blotting分析 PSP94 与 PSP57 cDNA序列比较及用于southern blotting分析的 2 种探针序列见图 2。探针 1 是 PSP94 和 PSP57 共有的外显子Ⅱ序列中的 37 个碱基,探针 2 是仅 PSP94 有的外显子Ⅲ序列中间的 36 个碱基。用这 2 种探针分别对上述RT-PCR产物进行southern blotting分析,结果显示,探针 1 杂交 7 个样品, 0.34 kb 和 0.23 kb 两条带均显示阳性,探针 2 杂交仅 0.34 kb 条带为阳性(图 3)
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图2 人PSP94和PSP57 cDNA序列及探针序列
A.划下线部分是探针1序列;B.框内部分是探针2序列
图3 RT-PCR产物southern blotting分析
a.PSP94和PSP57共有外显子探针杂交;b.外显子Ⅲ序列中36个碱基探针杂交;A-C.正常成年人前列腺组织;D-F.增生的前列腺组织;G.癌变的前列腺组织
2.3 目的基因的序列分析 将上述RT-PCR产物分别克隆入PTARGETTMVector,进行DNA序列分析。结果表明,3 例成年人正常前列腺、3 例增生和 1 例癌变前列腺组织中的 PSP94 和 PSP57 的基因序列一致(图 4)。
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图4 不同前列腺组织PSP94和PSP57基因序列分析结果
3 讨 论
在精浆中已分离出许多前列腺相关蛋白,大多数蛋白的功能仍不清楚。目前研究的比较多的是PAP、PSA和PSP94。其中由于 PSP94 合成与分泌不依赖雄激素,高度局限于前列腺上皮细胞且能分泌入血清和尿液,故其可作为肿瘤标志物引起人们的关注。Doctor 1986 年首先提出其肿瘤标志物作用,此作用随后亦被其他人证实。1990 年Wright证实PSP仅存在人类前列腺上皮细胞中,其它各种正常组织则不存在,是一种前列腺器官特异性抗原[1]。
人类 PSP94 基因由 4 个外显子和 3 个巨大的内含子组成,外显子分别为 35、106、106 和 240 bp,内含子分别为 6、1、7 kb[2、3]。1995 年Xuan等采用RT-PCR分析前列腺癌标本的 PSP94 mRNA,检测到两种PSP cDNA,除 PSP94 外,还有一种编码 57 个氨基酸的PSP cDNA,编码的蛋白称为 PSP57。经序列分析证明,两种cDNA结构产生自可变剪接,PSP57 cDNA外显子Ⅲ缺失(106 bp),剪接后的 PSP57 全长 381 bp,而PSP94 cDNA全长为 487 bp。通过分析 PSP94 基因结构的读码框架,发现剪接是极其精确的,外显子Ⅱ、Ⅲ连接区的读码框架在 PSP94 是AAA,而 PSP57 由于外显子Ⅱ、Ⅳ连接,读码框变为ATG,结果这两个不同的阅读框使 PSP94 和 PSP57 C-末端氨基酸序列不同[4]。
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1995 年Xuan等人[4]在多种前列腺癌细胞系是均检出 PSP94 和 PSP57 mRNA,而在新鲜正常成年人前列腺组织,未发现有 PSP57 cDNA,提示 PSP57 可能是前列腺组织增生和癌变特有的可变剪切产物。我们从正常成年人前列腺组织增生的前列腺组织及 癌变前列腺组织中提取总RNA进行RT-PCR,发现均有与 PSP94 和 PSP57 长度相同的条带出现,两条带可被 PSP94 及 PSP57 共有序列外显子Ⅱ探针所识别,而 PSP94 外显子Ⅲ探针仅与 PSP94 RT-PCR产物杂交呈阳性。表明正常、增生及癌变前列腺组织均有 PSP94 和 PSP57 mRNA的表达。DNA序列分析证明,长 0.34 kb 和 0.23 kb 的RT-PCR产物分别是 hPSP94 和 hPSP57 cDNA,且成年人正常前列腺组织中编码这两种蛋白的cDNA序列与文献报道的从增生和癌变前列腺组织中获得的cDNA序列完全一致[5~7]。提示 PSP57 可能不是增生和癌变前列腺组织中 PSP94 mRNA可变剪切特有的产物。我们的研究基于mRNA转录水平,这对于深入了解PSP蛋白在前列腺疾病的发病机制、诊断及治疗中的地位有着非常重要的作用。PSP57 mRNA在各种前列腺组织表达是否存在差异,有待进一步研究。
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作者简介:石缨(1970-),女,山东招远县人,1999年河北医科大学博士毕业,空军总医院主治医师,从事肿瘤基因治疗研究;发表论文5篇。电话:(010)66928758
[参考文献]
[1] Linard CG, Mbikay M, Benjannet S, et al. Correct processing and secretion of a human prostatic secretory protein (PSP94) in Escherichia coli [J]. Gene, 1988,73:479-487.
[2] Green CB, Liu WY, Kwok SCM. Cloning and nucleotide sequence analysis of the human β-microseminoprotein gene [J]. Biochem Bioph Res Co, 1990,167(3):1184-1190.
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[3] Nolet S, Mbikay M, Chretien M. Prostatic secretory protein PSP94: gene organization and promoter sequence in Rhesus monkey and human [J]. Biochem Biophys Acta, 1991,1089:247-249.
[4] Xuan JW, Chin JL, Guo YZ, et al. Alternative splicing of PSP94 (prostatic secretory protein of 94 amino acids) mRNA in prostate tissue [J]. Oncogene, 1995,11:1041-1047.
[5] Liu AY, Bradner RC, Vessella RL. Decreased expression of prostatic secretory protein PSP94 in prostate cancer [J]. Cancer Lett, 1993,74:91-99.
, 百拇医药
[6] Mundle SD, Sheth NA. Suppression of DNA synthesis and induction of apoptosis in rat prostate by human seminal plasma inhibin (HSPⅠ) [J]. Cell Bio Int, 1993,17:587-594.
[7] Garde SV, Sheth AR, Porter AT, et al. A comparative study on expression of prostatic inhibin peptide ,prostate acid phosphatase and prostate specific antigen in androgen independent human and rat prostate carcinoma cell lines [J]. Cancer Lett, 1993,70:159-166.
收稿日期:1999-12-23; 修回日期:2000-01-05, 百拇医药
单位:空军总医院空军临床分子生物学研究中心,北京 100036
关键词:前列腺;前列腺分泌蛋白;PSP57;PSP94
军医进修学院学报000319 [摘要]目的:比较人正常、增生和癌变前列腺组织中 PSP94 和 PSP57 mRNA的表达情况。方法:提取事故死亡的正常成年人前列腺组织及手术得到的增生和前列腺癌组织总RNA,进行RT-PCR,其产物分别以 PSP94 和 PSP57 共有的外显子及 PSP94 外显子Ⅲ作探针进行Southern blotting分析;RT-PCR产物经克隆后进行序列测定。结果:三种前列腺组织中均有 PSP94 和 PSP57 mRNA的表达;人正常前列腺组织中的 PSP94 及 PSP57 的基因序列与增生前列腺组织和癌变前列腺组织中的完全一致。结论:PSP57 不是增生和癌变前列腺组织中 PSP94 mRNA可变剪切特有的产物。
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中图号:R392.1 文献标识码:A
文章编号:1005-1139(2000)03-0218-03
PSP57: A non-specific product of PSP94 mRNA variable splicing in prostatic tissues from patients with prostate carcinoma and benign prostatic hyperplasia
SHI Ying, LIU Li, LIU Li-zhong, LIU Jian-xiang, XIE Bao-shu, LENG Ai-jun
(Center for Clinical Molecular Biology, Air force General Hospital, Beijing 100036, China)
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Objective:Analysize and compare the expression of human PSP94 and PSP57 mRNA in prostatic tissues from normal adults, patients with prostate carcinoma and benign prostatic hyperplasia (BPH).Methods:Extract total RNA in prostatic tissues taken by operation from normal adults died of accident, patients with prostate carcionma and BPH, then do reverse transcriptase-polymerase chain reaction (RT-PCR). RT-PCR products are analysized by sequence determination and Southern blotting using specific exon Ⅱ of PSP94 and PSP57 and exon Ⅲ of PSP94 as probes.Results:The PSP94 and PSP57 mRNA are both found in the above three kinds of prostatic tissues. The cDNA sequences of PSP94 and PSP57 in normal prostatic tissue are consistent with that in-carcinoma and hyperplasia tissues. Conclusion:PSP57 is a non-specific product of PSP94 mRNA in prostatic tissues from patients with prostate carcinoma and benign prostatic hyperplasia.
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Key words:prostate; prostate secretory protein; PSP57;PSP94
人类 94 个氨基酸的前列腺分泌蛋白(prostate secretory protein of 94 amino acids PSP94)是前列腺合成及分泌蛋白之一。PSP94 又称β-抑制素(β-inhibin),前列腺抑制蛋白(PIP,prostate inhibin protein),β微精浆蛋白(β-MSP,β-microseminoprotein),精子活动抑制素(SMI,sperm motility inhibitor),免疫球蛋白结合因子(IGBF,immunoglobulin binding factor)。PSP94 基因结构和编码成熟蛋白已经确定,其潜在的前列腺诊断肿瘤标志物和抗肿瘤作用,引起人们的关注。
PSP94 mRNA可变剪接将外显子Ⅲ(106 bp)缺失后编码的 57 个氨基酸的蛋白称 57 个氨基酸的前列腺分泌蛋白(PSP57)。前列腺癌组织和前列腺增生组织及多种前列腺癌细胞系中,均可同时检出 PSP94 和 PSP57 的mRNA。那么,PSP57 是不是增生和癌变前列腺组织中 PSP94 mRNA的可变剪切产生的特有的产物?目前还不十分清楚。为了阐明这一问题,我们对正常成年人前列腺、肥大及前列腺癌组织同时进行了分析、比较。
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1 材料和方法
1.1 材料、酶和试剂 成年人正常、增生和癌变前列腺组织由山东省立医院泌尿外科和白求恩医科大学一院泌尿外科提供。提取mRNA kit、RT kit、各种工具酶、PTARGETTMVector均购自Promega公司;蛋白质分子量标准和核酸Marker分别为上海东风试剂厂和医科院基础所产品,其它化学试剂为国产或进口分析纯。
1.2 寡核苷酸引物的合成和DNA序列分析 PTARGETTMVector测序引物由中科院微生物所合成。测序引物核苷酸序列是:P1∶5′-CCCAGTCACGACGTTGTAAAACG-3′,P2∶5′-AGCGGATAACAATTTCACACAGG-3′。利用Dye Terminater Cycle Sequencing FS Ready Reaction试剂盒(PERKIN ELMER),在ABI PRISMTM 377 DNA序列自动分析仪上进行DNA序列分析。
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1.3 RNA的提取 取成年人正常前列腺组织样品裂解,按照组织重量与裂解液体积比 30 mg/175 μl 的比例,加稀释液后 70 ℃ 水浴 3 min;用SV Total RNA Isolation System试剂盒进行纯化及分离,获得总RNA。
1.4 RT-PCR 以总RNA为模板,经RT-PCR得到 PSP94 及 PSP57 全序cDNA。
1.5 探针的标记和杂交 DIG High Prime DNA Labeling and Detection Starter KitⅡ购自宝灵曼公司,探针标记和杂交方法按试剂盒说明进行。
2 结 果
2.1 RT-PCR检测正常、增生和癌变前列腺组织中 PSP94 和 PSP57 mRNA表达 提取 3 例事故死亡的成年人正常前列腺、3 例手术得到的增生前列腺和 1 例癌变前列腺组织的总RNA,分别以此RNA为模板,用引物1∶5′-CCGGAATTCTGCTTATCACAATGAAT-3′和引物2∶5′-CGGGATCCTGCCTACTAGAAGCACATTA-3′进行RT-PCR,反转录产物经琼脂糖凝胶电泳显示,上述 7 个样品中均有分子量约 0.34 kb 和 0.23 kb 两条带出现,与 PSP94 和 PSP57 cDNA长度一致(图 1)。
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图1 3种前列腺组织总mRNA RT-PCR分析
A.λDNA-EcoR Ⅰ+HindⅢ;B-D.正常成年人前列腺组织;E-G.增生的前列腺组织;H.癌变的前列腺组织
2.2 正常、增生和癌变前列腺组织RT-PCR产物southern blotting分析 PSP94 与 PSP57 cDNA序列比较及用于southern blotting分析的 2 种探针序列见图 2。探针 1 是 PSP94 和 PSP57 共有的外显子Ⅱ序列中的 37 个碱基,探针 2 是仅 PSP94 有的外显子Ⅲ序列中间的 36 个碱基。用这 2 种探针分别对上述RT-PCR产物进行southern blotting分析,结果显示,探针 1 杂交 7 个样品, 0.34 kb 和 0.23 kb 两条带均显示阳性,探针 2 杂交仅 0.34 kb 条带为阳性(图 3)
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图2 人PSP94和PSP57 cDNA序列及探针序列
A.划下线部分是探针1序列;B.框内部分是探针2序列
图3 RT-PCR产物southern blotting分析
a.PSP94和PSP57共有外显子探针杂交;b.外显子Ⅲ序列中36个碱基探针杂交;A-C.正常成年人前列腺组织;D-F.增生的前列腺组织;G.癌变的前列腺组织
2.3 目的基因的序列分析 将上述RT-PCR产物分别克隆入PTARGETTMVector,进行DNA序列分析。结果表明,3 例成年人正常前列腺、3 例增生和 1 例癌变前列腺组织中的 PSP94 和 PSP57 的基因序列一致(图 4)。
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图4 不同前列腺组织PSP94和PSP57基因序列分析结果
3 讨 论
在精浆中已分离出许多前列腺相关蛋白,大多数蛋白的功能仍不清楚。目前研究的比较多的是PAP、PSA和PSP94。其中由于 PSP94 合成与分泌不依赖雄激素,高度局限于前列腺上皮细胞且能分泌入血清和尿液,故其可作为肿瘤标志物引起人们的关注。Doctor 1986 年首先提出其肿瘤标志物作用,此作用随后亦被其他人证实。1990 年Wright证实PSP仅存在人类前列腺上皮细胞中,其它各种正常组织则不存在,是一种前列腺器官特异性抗原[1]。
人类 PSP94 基因由 4 个外显子和 3 个巨大的内含子组成,外显子分别为 35、106、106 和 240 bp,内含子分别为 6、1、7 kb[2、3]。1995 年Xuan等采用RT-PCR分析前列腺癌标本的 PSP94 mRNA,检测到两种PSP cDNA,除 PSP94 外,还有一种编码 57 个氨基酸的PSP cDNA,编码的蛋白称为 PSP57。经序列分析证明,两种cDNA结构产生自可变剪接,PSP57 cDNA外显子Ⅲ缺失(106 bp),剪接后的 PSP57 全长 381 bp,而PSP94 cDNA全长为 487 bp。通过分析 PSP94 基因结构的读码框架,发现剪接是极其精确的,外显子Ⅱ、Ⅲ连接区的读码框架在 PSP94 是AAA,而 PSP57 由于外显子Ⅱ、Ⅳ连接,读码框变为ATG,结果这两个不同的阅读框使 PSP94 和 PSP57 C-末端氨基酸序列不同[4]。
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1995 年Xuan等人[4]在多种前列腺癌细胞系是均检出 PSP94 和 PSP57 mRNA,而在新鲜正常成年人前列腺组织,未发现有 PSP57 cDNA,提示 PSP57 可能是前列腺组织增生和癌变特有的可变剪切产物。我们从正常成年人前列腺组织增生的前列腺组织及 癌变前列腺组织中提取总RNA进行RT-PCR,发现均有与 PSP94 和 PSP57 长度相同的条带出现,两条带可被 PSP94 及 PSP57 共有序列外显子Ⅱ探针所识别,而 PSP94 外显子Ⅲ探针仅与 PSP94 RT-PCR产物杂交呈阳性。表明正常、增生及癌变前列腺组织均有 PSP94 和 PSP57 mRNA的表达。DNA序列分析证明,长 0.34 kb 和 0.23 kb 的RT-PCR产物分别是 hPSP94 和 hPSP57 cDNA,且成年人正常前列腺组织中编码这两种蛋白的cDNA序列与文献报道的从增生和癌变前列腺组织中获得的cDNA序列完全一致[5~7]。提示 PSP57 可能不是增生和癌变前列腺组织中 PSP94 mRNA可变剪切特有的产物。我们的研究基于mRNA转录水平,这对于深入了解PSP蛋白在前列腺疾病的发病机制、诊断及治疗中的地位有着非常重要的作用。PSP57 mRNA在各种前列腺组织表达是否存在差异,有待进一步研究。
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作者简介:石缨(1970-),女,山东招远县人,1999年河北医科大学博士毕业,空军总医院主治医师,从事肿瘤基因治疗研究;发表论文5篇。电话:(010)66928758
[参考文献]
[1] Linard CG, Mbikay M, Benjannet S, et al. Correct processing and secretion of a human prostatic secretory protein (PSP94) in Escherichia coli [J]. Gene, 1988,73:479-487.
[2] Green CB, Liu WY, Kwok SCM. Cloning and nucleotide sequence analysis of the human β-microseminoprotein gene [J]. Biochem Bioph Res Co, 1990,167(3):1184-1190.
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[3] Nolet S, Mbikay M, Chretien M. Prostatic secretory protein PSP94: gene organization and promoter sequence in Rhesus monkey and human [J]. Biochem Biophys Acta, 1991,1089:247-249.
[4] Xuan JW, Chin JL, Guo YZ, et al. Alternative splicing of PSP94 (prostatic secretory protein of 94 amino acids) mRNA in prostate tissue [J]. Oncogene, 1995,11:1041-1047.
[5] Liu AY, Bradner RC, Vessella RL. Decreased expression of prostatic secretory protein PSP94 in prostate cancer [J]. Cancer Lett, 1993,74:91-99.
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[6] Mundle SD, Sheth NA. Suppression of DNA synthesis and induction of apoptosis in rat prostate by human seminal plasma inhibin (HSPⅠ) [J]. Cell Bio Int, 1993,17:587-594.
[7] Garde SV, Sheth AR, Porter AT, et al. A comparative study on expression of prostatic inhibin peptide ,prostate acid phosphatase and prostate specific antigen in androgen independent human and rat prostate carcinoma cell lines [J]. Cancer Lett, 1993,70:159-166.
收稿日期:1999-12-23; 修回日期:2000-01-05, 百拇医药