Bmi1在乳腺癌组织中的表达及相关性研究
作者:周晓云1,徐正顺1,李惠翔2,高冬玲2,张军辉3 作者单位:1.河南科技大学医学院,河南洛阳 471003 2.郑州大学基础医学院,河南郑州 450045 3.郑州大学第一附属医院,河南郑州 450045
【摘要】 目的 研究Bmi1在乳腺癌组织和癌旁组织中的表达,探讨其与乳腺癌临床病理特征的关系。方法采用免疫组化SP法检测60例乳腺癌组织中Bmi1蛋白的表达情况,并结合患者的临床病理资料分析与其相关性。结果 60例乳腺癌标本中有49(81.7%)例强阳性表达。统计分析结果发现Bmi1的强阳性表达与乳腺癌的淋巴结转移及临床分期密切相关(P<0.05),而与肿瘤大小及雌激素受体、孕激素受体、cerbB2、血管内皮生长因子等临床病理特征无显著性相关(P>0.05)。结论 Bmi1蛋白在乳腺组织中的高表达与乳腺癌的进展相关,预示肿瘤具有高度转移潜能,Bmi1可能成为预测乳腺癌转移的标志物。
【关键词】 乳腺癌;Bmi 1;免疫组织化学
Expression and Clinical Significance of Bmi1 Oncogene in Breast Cancer
ZHOU Xiaoyun,XU Zhengshun,LI Huixiang,et al
(Medical College, Henan University of Science and Technology, Luoyang 471003, China)
Abstract:Objective To evaluate the expression and significance of Bmi1 in breast cancer. Methods The expression and significance in 60 specimens of breast cancer were detected by immunohistochemistry.The correlation of Bmi1 expression to clinicopathologic features of breast cancer was analyzed. Results The intensive positive expression of Bmi1 was detected in 49(81.7%) of the 60 tumors.The intensive expression of Bmi1 was positively correlated to clinical stage and lymph node metastasis(P<0.05),but not to tumorsize,estrogenreceptor(ER),progesterone receptor(PR), cerbB2 and vascular endothelial growth factor(VEGF) expression(P>0.05). Conclusion The intensive expression of Bmi1 in breast cancer is related to tumor progression. Bmi1 may serve as a new molecular marker of metastasis of breast cancer.
Key words:breast cancer;Bmi1;immunohistochemistry
Bmi1基因(B cellspecific murine leukemia vivus integrationsite1,Bmi1)属于多梳基因家族(Polycome of genes,Pcg)成员,与cmyc协同作用引起细胞转化和肿瘤形成,参与细胞增殖调控。Bmi1对于造血干细胞自我更新及分化潜能的维持至关重要,并在部分血液系统恶性疾病,包括白血病及淋巴瘤的发生和发展中发挥重要作用[1]。有报道Bmi1在霍奇金淋巴瘤及结肠癌、小细胞肺癌等多种肿瘤中均有高表达。最近的研究还发现其在鼻咽癌中也呈高表达[2]。本研究旨在通过检测Bmi1在乳腺癌组织中的表达,以探讨其与乳腺癌临床病理特征的关系。
1 材料与方法
1.1 临床资料 从郑州大学第一附属医院病理科2004年12月~2005年9月保存的乳腺癌病理标本中随机选取病理号尾数为5和9病例资料完整的60例病理标本。所有病例均经术后组织病理学确诊。患者均为女性,其中浸润性导管癌56例,其他类型4例( 包括浸润性小叶癌2例,导管内原位癌1例,小叶原位癌1例);肿瘤直径≤2 cm 者39例,>2 cm者21例。根据国际抗癌协会( UICC) 2002年的TNM分期法,临床分期为Ⅰ/Ⅱ期者38例,Ⅲ/Ⅳ期者22例;60例病例中有31例发生淋巴结转移,29例无淋巴结转移。所有病例均检测了雌激素受体(estrogen receptor,ER) 和孕激素受体(progesterone receptor, PR)、VEGF及cerbB2的表达。所有组织标本均经10%甲醛固定,石蜡包埋。
1.2 试剂与方法 采用免疫组化SP法,石蜡标本行4 μm厚连续切片,鼠抗人Bmi1单克隆抗体购自美国upstate公司, 稀释度为1∶200;SP免疫组化试剂盒购自北京中杉公司。阴性对照以TBS取代一抗。免疫组化SP法检测乳腺癌组织中Bmi1的具体方法如下:先将切片置于二甲苯中脱蜡, 每次10 min,共2次,乙醇梯度水化处理(无水乙醇95%、无水乙醇90%和无水乙醇70%各5 min),蒸馏水冲洗3次,每次5 min;EDTA(pH 8.0)修复液常规修复, 微波炉中高火3 min预热至其沸腾,中低火20 min加热以充分暴露抗原位点,待其自然冷后,PBS(1‰)冲洗3次,每次5 min;3%H2O2去离子水孵育10 min,以消除内源性过氧化物酶的活性,PBS冲洗3次,每次3 min;滴加鼠抗人Bmi1(稀释度1∶200 Upstate,USA)4℃孵育过夜,PBS漂洗3次,每次5 min;滴加A液( 北京中杉SPKIT)室温孵育15 min,PBS漂洗3次,每次5 min;再加B液(北京中杉SPKIT)室温孵育10~15 min,PBS漂洗3次,每次5 min,DAB显色10 min,终止显色,苏木精复染,盐酸乙醇固定,中性树胶封片,观察。用PBS液代替一抗做阴性对照。
1.3 结果判断 光学显微镜下观察组织标本的着色程度Bmi1蛋白阳性表达主要表现为细胞核内呈现棕黄色或者棕褐色颗粒,也有少量胞浆内呈现棕黄色颗粒。高倍镜下(放大400倍)随机取4个不同的视野,计数细胞总数及核阳性细胞数,按阳性细胞所占的百分比计分:阳性细胞率≤10%为1分,阳性细胞率>10%且≤50%为2分,阳性细胞率>50%且≤75%为3分,阳性细胞率>75%为4分;同时,根据染色的强弱程度计分:阴性染色1分,弱染色2分,中等强度染色3分,强染色4分;根据二者的乘积判断结果:≤4分为(-),>4且≤8为(+),>8且≤12为(++),>12且≤16为(+++)。统计分析时(-)和(+)合计为阴性或弱阳性表达,(++)和(+++)合计为强阳性表达。以上结果均至少由两位病理科医生以双盲法观察确定。
1.4 统计学分析 用SPSS 13.0统计软件对数据采用卡方检验、四格表确切概率法及相关性分析,以P<0.05为有统计学意义。
2 结果
2.1 Bmi1在乳腺癌组织中的表达 Bmi1在乳腺癌组织中的表达见图1。60例乳腺癌标本中Bmi1的强阳性率为81.7%(49/60)。阳性表达主要集中在癌细胞核中,其中核强阳性率达73.3%(44/60)。
2.2 Bmi1在乳腺癌组织中的表达与临床病理特征的关系 60乳腺标本中,淋巴结阳性的有31例,其中Bmi1强阳性表达29例,占96.6%;淋巴结阴性的有29例,其中Bmi1强阳性表达21例,占68.8%(见图1)。经统计学分析,两组中Bmi1强阳性率差异有显著性(P<0.05);Spearman相关性分析得出Bmi1与乳腺癌的淋巴结转移之间呈正相关(r=0.365,P=0.005)。60乳腺标本中,临床分期为Ⅰ/Ⅱ期的有38例,其中Bmi1强阳性表达28例,占73.7%;临床分期为Ⅲ/Ⅳ期的有22例,Bmi1强阳性表达为95.5%。经统计学分析,两组中Bmi1的强阳性表达有显著性差异(P<0.05,表1),Spearman相关性分析显示Bmi1与乳腺癌的临床分期呈正相关(r=0.331, P=0.011) 。60例乳腺癌组织Bmi1的强阳性表达在其他方面如:肿瘤大小、ER、PR、cerbB2和VEGF等均无统计学差异(见表1)。表1 Bmi1 的表达与乳腺癌临床病理特征的关系
3 讨论
Bmi1基因是荷兰癌症中心1991年在研究转基因鼠的淋巴瘤细胞传代中被发现的。它具有阻抑子(repressor)的功能,可以阻断细胞周期中两种关键抑制蛋白,并发现其可与cmyc协同作用引起细胞转化和肿瘤形成[2]。Bmi1蛋白属于转录抑制因子Ploycomb基因家族成员,其蛋白表达在细胞质、染色质和染色体。可结合于基因中的Ploycomb反应元件,使特异靶基因转录沉默。
Bmi1可能通过不同的途径与乳腺癌浸润转移相关基因相互作用,在转录或翻译水平调控肿瘤的浸润转移。一方面Bmi1作为细胞癌基因,一旦被激活高表达于乳腺癌细胞中,在调节细胞周期中起重要作用。Bmi1基因通过结合INK4a位点,下调p16INK4a和p19ARF的表达,从而抑制由pRb和p53蛋白介导的细胞凋亡,导致细胞的永生化甚至肿瘤化。①p16INK4a/CDK/pRb通路:在G1期,CDK4/6活化后,磷酸化一系列靶蛋白,包括Rb。Rb通常与转录因子E2F家族成员结合,阻止后者的转录活性。Rb功能丧失的结果是E2F的转录活性处于无控制状态,使细胞失去了控制G1/S期转换的一个重要机制。当Bmi1高表达时,p16INK4a表达下调,对cyclinD/CDK4/6复合物的抑制作用减弱,从而使Rb蛋白高磷酸化。高磷酸化的pRb与E2F的结合作用减弱,使后者从E2F1pRb复合物中解离出来,启动DNA复制相关基因的转录,延长细胞的增殖期,阻止细胞凋亡。②p19ARF/MDM2/p53通路:p53基因编码p53蛋白,p53蛋白具有特异的转录激活作用,还参与DNA修复、凋亡等过程。当Bmi1高表达时,抑制p19ARF的表达,使其对原癌蛋白小鼠双微 2 (murine double minute2,MDM2)的抑制作用减弱,这样MDM2介导的泛素依赖p53蛋白降解增多,p53缺失的细胞发生DNA损伤后,不能通过p53的介导停滞在G1期进行DNA修复,细胞继续增殖,DNA的异常传递给子代细胞,这些异常的积累最终细胞肿瘤化。 在转基因鼠中,Bmi1 表达缺失导致其神经功能上的缺失,还引起淋巴细胞生命周期严重停滞,而过表达Bmi1的转基因鼠则引发了鼠的淋巴瘤。因此,有可能因Bmi1下调P16INK4a和p19ARF表达而导致高表达Bmi1 的乳腺癌细胞生命周期延长增殖旺盛。
另一方面,Bmi1还可激活端粒酶逆转录酶的转录并诱导端粒酶的活性,阻止细胞衰老。Harley等[3]提出的肿瘤细胞永生化的“端粒-端粒酶-肿瘤产生”假说已得到许多研究结果的支持。染色体末端存在的称为端粒的DNA重复序列,其长度随细胞的每一次复制逐渐缩短。细胞复制一定次数后,短缩的端粒使染色体相互融合,导致细胞死亡。端粒酶则可使缩短的端粒长短恢复。乳腺癌中高表达Bmi1可激活细胞中的端粒酶活性,使其端粒不会缩短,由此导致细胞的永生化(immortality)。Bmi1基因也可能在蛋白水平直接与肿瘤浸润转移相关因子发生作用。 但有关这方面的文献报道极少,有待进一步研究。
淋巴结转移和临床分期均与乳腺癌的诊治和预后关系密切, 临床分期高和/或出现淋巴结转移患者多数预后不良。本实验结果表明, 乳腺癌组织中Bmi1的高表达与临床分期及淋巴结转移成正相关性, 提示Bmi1在乳腺癌晚期发生浸润转移的过程中可能起重要作用。国外有文献报道Bmi1能诱导乳腺上皮永生化[4],在有淋巴结转移的乳腺癌组织中Bmi1的表达高于无转移的病例, 其与乳腺癌的发生发展存在正相关性, 这与本研究结果一致;但该文献还发现Bmi1的表达与ER的表达也有正相关性, 这与本研究结果不一致, 可能因样本量的不同得出不同的结论, 若扩大样本量, 我们有可能也得出与该研究结果一致的结论。另外, 这种不一致性也可能是中国人与西方人在人种上的差异。乳腺癌组织中Bmi1的高表达与PR、VEGF、CerbB2及肿瘤大小等无明显相关性,这与国内外众多研究结果均一致[5]。综上所述,Bmi1可能在乳腺癌发生浸润转移的晚期起到重要作用,乳腺癌细胞高表达Bmi1与肿瘤进展相关, 预示肿瘤具有高度转移潜能,提示Bmi1可能成为预测乳腺癌高度转移的新标志物,有可能为乳腺癌的预后判断和治疗提供新的理论依据。
【参考文献】
[1] VanLohuizen M,Frasch M,Wientjens E,et al.Sequence similarity between them ammalian bmi1protooncogene and the drosophila regulatory genes pscand Su(z)2[J].Nature,1991;353( 6342):353-355.
[2] Alkema MJ,Wiegant J,Raap AK,et al.Characterization and chromosomal localization of the human protooncogene Bmi1[J].Hum Mol Genet,1993,10 (2):1597-1603.
[3] Park IK,Qian D,Kiel M,et al.Bmi1 is required for maintenance of adult selfrenewing haematopoietics temcels[J].Nature,2003,423(6937):302-305.
[4] Dimri GP,Martinez JI,Jacobs JJ,et al.The Bmi1 oncogene induces telomerase activity and immortalizes human mammary epithelial cells[J].Cancer Res, 2002, 62(16):4736-4745.
[5] 冯艳.Bmi1在乳腺癌组织中的表达[J].Cancer,2007,26(2):154-157.
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