肿瘤防治研究  2014, Vol.41 Issue (6): 593-597.   PDF    
肺癌中SPARC和TGFβ1的表达及意义
郑英娟1, 汤建华2, 张志林3, 张志华3, 张秀珑3, 冯 平3    
1. 075000 河北张家口,河北北方学院研究生部;
2.河北北方学院附属第一医院临床药理学室,
3.呼吸科
摘要目的 探讨肺癌组织中SPARC和TGFβ1的表达及相互关系。方法 采用原位杂交法检测 SPARC mRNA和TGFβ1 mRNA在71例肺癌和30例癌旁正常组织中的表达。 结果 (1)SPARC mRNA 在肺癌中的阳性表达高于癌旁正常肺组织(P<0.05),在癌组织中主要表达于间质纤维细胞中,其在 肺癌组织中的表达与肺癌的临床分期及淋巴结转移有关(P均<0.05)。(2)TGFβ1 mRNA在肺癌中 的阳性表达高于癌旁正常肺组织(P<0.05),其在肺癌组织中的表达与肿瘤大小、临床分期及淋巴结 转移有关(P均<0.05)。(3)SPARC mRNA和TGFβ1 mRNA在肺癌中的表达呈负相关性(r=-0.356, P=0.002)结论 肺癌组织中SPARC的高表达可以抑制肺癌的进展,而TGFβ1的高表达可促进肺癌 的进展,并参与肺癌的转移过程。此二者在肺癌的发生、发展中可能起着重要的作用。
关键词: 肺癌     SPARC mRNA     TGFβ1 mRNA     原位杂交    
Signifi cance of SPARC and TGFβ1 Expression in Lung Cancer
ZHENG Yingjuan1, TANG Jianhua2, ZHANG Zhilin3, ZHANG Zhihua3, ZHANG Xiulong3, FENG Ping2    
1.Graduate School of Hebei Northern College, Zhangjiakou 075000, China;
2.Department of Clinical Pharmacology, First Affi liated Hospital of Hebei Northern College,
3.Department of Respiratory Medicine, First Affi liated Hospital of Hebei Northern College
AbstractObjective To investigate the expression of SPARC and TGFβ1 in lung cancer tissue and the mutual relationship. Methods The expression of SPARC mRNA and TGFβ1 mRNA were detected in 71 cases of lung cancer and 30 cases of normal lung tissue by in situ hybridization. Results(1)The expression of SPARC mRNA in lung cancer was significantly higher than that in normal lung tissue (P<0.05). The expression of SPARC mRNA was mainly found in cancer cells and interstitial fi broblasts, and was related to the clinical stage and lymph node metastasis(P<0.05). (2) The expression of TGFβ1 mRNA in lung cancer was significantly higher than that in normal lung tissue (P<0.05). The expression of TGFβ1 mRNA in lung cancer was associated with tumor size, clinical stage and lymph node metastasis(P<0.05). (3) SPARC mRNA and TGFβ1 mRNA expression in lung cancer tissues had negative correlation (r=-0.356, P=0.002).Conclusion The high expression of SPARC mRNA could be correlated with inhibiting the progress of lung cancer, but TGFβ1 mRNA expression could be correlated with promoting the progress of lung cancer and participates in the transfer process of lung cancer. Both may play important roles in the occurrence and development of lung cancer.
Key words: Lung cancer     SPARC mRNA     TGFβ1 mRNA     In situ hybridization    
0 引言

肺癌是最常见的肺部原发性恶性肿瘤,其 死亡率已居全球癌症之首[1]。其高发病率和死亡 率与肿瘤的发生、发展及浸润、转移有密切关 系。转化生长因子β1(transforming growth factor β1,TGFβ1)是一种具有多种功能的多肽类生长 因子,其信号转导通路的异常往往是癌症发生、 发展以及浸润和转移的重要因素,尤其在进展 期肿瘤可促进细胞增殖进而促进肿瘤的侵袭及 转移。SPARC(secreted protein acidic and rich in cysteine)是一种富含半胱氨酸酸性蛋白,在肿瘤 中具有抗黏附、抗增殖、抗肿瘤血管生成作用并 调节细胞外基质的组成,可以抑制细胞周期,尤 其是在内皮细胞和平滑肌细胞,而内皮细胞和造 血细胞的增殖亦受具有抑制血管生成的肿瘤调控 基因TGFβ1的作用[2]。目前SPARC在肺癌中的作 用尚不明确,而且SPARC、TGFβ1在肺癌中表达 关系报道较少。因此,本研究运用原位杂交检测 SPARC mRNA和TGFβ1 mRNA在肺癌中的表达及 临床意义,进一步探讨其与肺癌侵袭转移的关系。 1 资料与方法 1.1 资料

收集河北北方学院附属第一医院2008年-2012 年肺癌71例,病理诊断结果经2名以上病理医师确 认。男性51例,女性20例,年龄45~73岁,中位年 龄59岁;按WHO(2000)肺癌分类标准,组织学 分级高分化6例,中分化41例,低分化至未分化24 例;按组织病理学分类,非小细胞肺癌67例(腺 癌50例、鳞状上皮细胞癌15例、类癌1例、肉瘤样 癌1例)、小细胞癌4例;临床分期Ⅰ~Ⅱ期41例、 Ⅲ~Ⅳ期30例;有淋巴结转移者41例、无转移者30 例。同时收集30例相应的癌旁正常肺组织(距肿 瘤切缘>5 cm)作为对照组。所有患者术前均未行 放疗、化疗。 1.2 治疗方法

人SPARC、TGFβ1原位杂交检测试剂盒、原 位杂交专用盖玻片以及DAB显色试剂均购自武汉 博士德公司。针对人SPARC靶基因的mRNA序列 特异性片段为:5’-GCCTGGATCTTCTTTCTCCTT TGCCTGGCC-3’,5’-CTTCGACTCTTCCTGCCA CTTCTTTGCCAC-3’,5’-TGAAGAAGATCCATGA GAATGAGAAGCGCC-3’;针对人TGFβ1靶基因的 mRNA序列为:5’-ACCTGCAAGACTATCGACAT GGAGCTGGTG-3’,5’-TGTACAACAGCACCCGC GACCGGGTGGCCG-3’,5’-GTACCAGAAATACA GCAACAATTCCTGGCG-3’。 1.3 染色方法

严格按照博士德公司试剂说明书进行。 SPARC、TGFβ1原位杂交法:石蜡切片常规脱蜡 水化,3%H2O2灭活内源性酶,3%柠檬酸稀释的胃 蛋白酶消化液37℃消化处理30 min,暴露mRNA 核酸片段,PBS洗涤3次,每次5 min,蒸馏水洗涤 1次;1%多聚甲醛室温固定10 min。杂交过程, 在每张切片上滴加20 μl预杂交液置于40℃恒温箱 内预杂交3 h后,20 μl含探针杂交液40℃恒温箱内 杂交24 h。杂交结束后,37℃水温的2×SSC洗涤 2次,每次5 min,0.5×SSC洗涤15 min,0.2×SSC 洗涤15 min。滴加封闭液37℃30 min;滴加生物 素化鼠抗地高辛37℃ 60 min,PBS洗涤4次,每次 5 min;滴加SABC 37℃ 20 min,PBS洗涤3次,每 次5 min;滴加生物素化过氧化物酶37℃ 20 min, PBS洗涤4次,每次5 min;DAB显色后蒸馏水冲 洗,苏木精对比染色,脱水,透明封片镜检。 1.4 结果判定

SPARC mRNA阳性主要表达于纤维母细胞, 在内皮细胞胞浆内、癌细胞内偶可见表达,呈棕 黄色弥漫或颗粒状。参照文献的判断标准[3],根 据着色强度及阳性细胞百分比进行评分:无色为0 分,淡黄色(弱阳性)为1分,棕黄色(中等染色 强度)为2分,棕褐色(强阳性)为3分;阳性细 胞<1%为0分,≥1%~25%为1分,≥25%~50%为2 分,≥50%~75%为3分,≥75%~100%为4分。反 应得分为百分率得分与染色强度得分的乘积。每 张切片高倍镜下随机选择 5个癌组织视野观察,求 其平均值为该样本的阳性系数。

TGFβ1 mRNA主要分布于细胞的胞质,呈棕 黄色弥漫或颗粒状。按染色强度打分: 无色为 0 分,淡黄色为1分,棕黄色为2分,棕褐色为3分; 按阳性率打分: 阴性为0分,阳性细胞率<10%为1 分,10%~50%为2分,>50%为3分。染色强度与 阳性细胞率的乘积:2 分为( - ) ,3 分为( + )。 1.5 统计学方法

采用SPSS 17.0统计软件对结果进行统计学分 析,主要运用χ2检验,SPARC mRNA和TGFβ1 mRNA的相关性采用 Spearman等级相关性分析, P<0.05为差异有统计学意义。 2 结果 2.1 SPARC mRNA和TGFβ1 mRNA在正常肺组织及肺癌中的表达

SPARC mRNA信号主要表达于癌细胞周围 的间质纤维细胞胞质,少数也可表达于胞核, 在癌细胞中阳性表达较少,但偶可见到有阳性表 达,阳性信号为棕黄色弥漫或颗粒状,其在肺癌 组织中的阳性表达率为61.97%(44/71),与癌旁正 常肺组织20%(6/30)相比,差异具有统计学意义 (P<0.05),见图 1图 2。TGFβ1 mRNA信号染色主要 位于胞质,阳性信号为颗粒型棕黄色,其在肺癌 的阳性表达率为59.15%(42/71),在癌旁正常肺组 织的阳性表达率为26.67%(8/30),差异有统计学意 义(P<0.05),见图 3

图 1SPARC mRNA信号在肺癌组织间质纤维细胞中阳性表达(原位杂交 ×400) Figure 1The positive expression of SPARC mRNA signal in lung tissue stromal fi broblasts( in situ hybrization ×400)

图 2SPARC mRNA信号在肺癌组织癌细胞中阳性表达(原位杂交 ×400) Figure 2The positive expression of SPARC mRNA signal in lung cancer tissue(in situ hybrization ×400)

图 3TGFβ1mRNA信号在肺癌组织中阳性表达(原位杂交 ×400) Figure 3The positive expression of TGFβ1 mRNA signal in lung tissue( in situ hybrization ×400)
2.2 SPARC mRNA和TGFβ1 mRNA表达与肺癌各临床病理特征的关系

SPARC mRNA在肺癌组织中的表达与肺癌的 临床分期及淋巴结转移有关(P<0.05),在临床 分期中,其在Ⅰ~Ⅱ期中的表达高于Ⅲ~Ⅳ期的表 达(χ2=5.164,P=0.023),差异有统计学意义; 其在无淋巴结转移中的表达高于有淋巴结转移者 (χ2=7.165,P=0.007),差异具有统计学意义,但 其表达与患者的年龄、性别、肿瘤大小、分化程 度及临床分类无关(P均>0.05)。TGFβ1mRNA 在肺癌组织中的表达与肿瘤大小、临床分期及淋 巴结转移有关(P均<0.05),TGFβ1mRNA在肿 瘤体积≥3 cm3中的表达高于肿瘤体积<3 cm3中的 表达(χ2=5.248,P=0.022),差异具有统计学意 义;在Ⅲ~Ⅳ期中的表达高于其在Ⅰ~Ⅱ期中的表 达(χ2=12.570,P<0.01),差异具有统计学意义; 在有淋巴结转移中的表达高于无淋巴结转移者 (χ2=5.382,P=0.020),差异具有统计学意义。与 肺癌患者的年龄、性别、肿瘤分化程度、临床分 类无关(P均>0.05)。随着肺癌肿瘤体积增大、 临床分期的进展及淋巴结出现转移时TGFβ1蛋白 的表达逐渐增加,见表 1

表 1 71例肺癌SPARC、TGFβ1与临床病理参数的关系 Table 1Relationship of SPARC,TGFβ1 with clinicopathological parameters of 71 cases of lung cancer
2.3 肺癌组织中SPARC mRNA和TGFβ1 mRNA之间的相关性

SPARC mRNA和TGFβ1 mRNA共同表达阳 性者为20例(28.17%),共同表达阴性者为5例 (7.04%),SPARC mRNA表达阳性、TGFβ1 mRNA表达阴性者24例(33.80%),SPARC mRNA表达阴性,TGFβ1 mRNA表达阳性者22例 (30.99%),经Spearman等级相关分析可知两者 mRNA表达呈负相关性(r=-0.356,P =0.002)。 3 讨论

SPARC是一种富含半胱氨酸的小分子糖蛋 白,最早是由Termine等人于1981年鉴定出的 一种主要的骨非胶原成分,定位于人类染色体 5q31.3-q32,包含10个外显子,全长25.9 kb,编 码由298~304个氨基酸组成的蛋白。SPARC分为3 个独立的模块结构:(1)氨基末端酸性钙离子结 合区域(Ⅰ区),具有稳定细胞外基质的作用; (2)与卵泡静止素同源的铜离子结合区域(Ⅱ 区),富含半胱氨酸,具有抑制内皮细胞周期、 抗细胞黏附、抑制内皮细胞增殖及血管生成; (3)细胞外钙离子结合区域(Ⅲ区),具有改变 细胞形态、抗细胞黏附作用[4, 5]。SPARC在肿瘤发 生发展中的作用取决于其在不同微环境中所表现 的不同功能。在恶性黑色素瘤中SPARC高表达, 通过反义RNA沉默SPARC表达后,在体外实验中 可观察到黑色素瘤细胞附着和侵袭性降低[6]。在 结直肠癌中,免疫组织化学分析显示292例结直肠 癌患者中,SPARC表达者5年存活率较高[7]。在卵 巢癌中,SPARC 表达水平与卵巢癌细胞系的恶性 程度呈负相关,而且加入外源性的 SPARC 或使 SPARC 再表达,可使卵巢癌细胞系的增殖活性下 降并介导细胞凋亡[8]。Suzuki等[9]研究显示SPARC 在肺癌细胞中表达减少,在间质细胞中高表达。 在本实验中,SPARC mRNA在肺癌组织中的阳性 表达高于癌旁正常组织(P<0.05),在癌组织中 主要表达于间质纤维细胞中,在癌细胞中阳性表 达较少,与文献[9]研究一致,且在淋巴结未出现转 移时,临床分期越早(Ⅰ~Ⅱ期),SPARC mRNA 表达越高,考虑SPARC主要表达在间质纤维细胞 中,有可能起到维持肿瘤微环境稳态的作用,进 而可能抑制肺癌的进展。

TGFβ1是一种由二硫键连接的多肽二聚体, 最早是由Arends等在1983年从人血小板中提取, 并已被证实在细胞的生长调节中起重要作用。据 文献[10]报道TGFβ1对肿瘤的作用是多样的,在肿瘤 发生的早期通过下调c-myc的表达,从而阻止肿瘤 细胞从G1期进入S期,以及增进抑癌基因p53及Rb 的活性进而发挥抑制细胞增殖、启动细胞分化、 诱导凋亡的作用;但在肿瘤的进展期通过抑制T 淋巴细胞活性,协助肿瘤细胞逃避机体的免疫监 视;通过作用于内皮细胞和具有促进血管生成的 细胞因子而形成一个易于血管形成的环境;诱导 细胞外基质的产生而促进肿瘤的侵袭和转移[11]。 乳腺癌早期,TGFβ1 的负性调控作用能够抑制肿 瘤细胞生长; 而在后期,TGFβ1的抑制作用逐渐消 失,癌基因的失活和表观遗传学改变,使TGFβ1 能够促进肿瘤的运动、侵袭以及迁移[12]。有研究 显示血清TGFβ1水平可以作为结直肠癌的肿瘤标 志物,有助于对结直肠癌临床诊断、术后复发及 高危对象的监测[13]。Muinelo-Romay等[14]报道高风 险的子宫内膜癌确定TGFβ1作为开始侵袭时的关 键因子。吴新天等[15]研究显示在非小细胞肺癌中 TGFβ1的表达与非小细胞肺癌患者的肿瘤分期和 有无淋巴结转移有关,提示TGFβ1过度表达可能 提示病变有进展或转移。何欣蓉等[16]报道TGFβ1可 能与肺癌发生及进展有关,有可能作为判断人肺 癌细胞恶性程度的指标之一。在本实验中,TGFβ1 mRNA在肺癌中的阳性表达高于癌旁正常肺组织 (P<0.05),随着临床分期等级的增加,淋巴结 出现转移时TGFβ1 mRNA表达越高。提示TGFβ1 可促进肺癌的进展,可能参与肺癌的转移过程。

有研究[17]发现,SPARC和TGFβ1之间可以相 互作用。在血管发生期间,SPARC通过与TGFβ1 的受体endoglin相互作用限制血管周细胞对TGFβ1 的感知能力,在SPARC缺陷的周细胞中增添 TGFβ1,发现血管周细胞募集会减少,而SPARC 直接与endoglin结合,可阻碍TGFβ1通路,从而 使周细胞募集增加,肿瘤血管可趋于正常化。在 肾小球系膜细胞中,添加外源性SPARC蛋白,可 使TGFβ1下游信号转导通路中SMAD2(受体激活 性)蛋白磷酸化增加2~3倍,增强JNK(应激蛋白 激酶)活化水平及c-jun总磷酸化水平[18]。JNK通路 是丝裂原活化蛋白激酶 ( mitogen- activated protein kinase,MAPK)信号转导通路之一,其作用主要 是将信号从细胞表面转导至细胞核内部,从而使 细胞发挥相应的生物学效应。TGFβ1作用于人成 纤维细胞,可以在5 h内介导SPARC蛋白的产生。 有研究发现SPARC并不与TGFβ1或其受体结合, 而是与TGFβ1及TβR-Ⅱ复合体结合,并增加其下 游的转导信号,在小鼠心肌细胞体外实验中SPARC 可增加TGFβ1依赖的SMAD2磷酸化水平[19]。有研 究显示SPARC功能可能与TGFβ1相似,在肿瘤形 成早期癌细胞内低表达,而在晚期呈高表达,在 肿瘤的不同时期扮演抑癌基因还是癌基因[10]。在 本实验中,SPARC主要表达在间质纤维细胞中, 且临床分期越早(Ⅰ~Ⅱ期)、淋巴结无转移时, SPARC mRNA表达较高,推测其有可能在肺癌中 起到维持肿瘤微环境稳态的作用,进而可能抑制 肺癌的进展。另外,在临床中肿瘤行手术治疗的 主要是Ⅰ~Ⅱ期的患者,收集的标本早期肺癌的例 数多于晚期,从而可能导致结果主要反映SPARC 在早期肺癌中的作用。对于TGFβ1,结果提示其 在肺癌中的作用可能是促进肺癌的进展,参与 肺癌的转移过程。本实验数据提示肺癌组织中 SPARC与TGFβ1的表达呈负相关性,SPARC的高 表达可能抑制肺癌的进展,TGFβ1的高表达可促 进肺癌的进展。

综上所述,肺癌组织中SPARC的高表达可抑 制肺癌的进展,而TGFβ1的高表达可促进肺癌的 进展,并参与肺癌的转移过程。此二者与肺癌的 发生、发展及恶性程度密切相关,通过检测此二 者的表达有助于判定肺癌的病理学分级,也有助 于肺癌临床评估及指导治疗。

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