探讨MAPKs和PI3K信号通路在胃癌中的作用及意义论文_王凤,吴志峰,黄秀清,林丽琳,翁剑武,刘彪,陈秀

王凤 吴志峰 黄秀清 林丽琳 翁剑武 刘彪 陈秀娇 徐丽

(莆田学院 福建 莆田 351100)

【摘 要】目的:通过检测胃癌及癌旁组织中Akt,ERK1/2,Bcl-2及NF-κB的表达,探讨MAPKs和PI3K信号通路之间的关系及其在胃癌发展过程的作用。方法: 应用免疫组织化学技术检测62对胃癌及癌旁组织中Akt,ERK1/2,Bcl-2和NF-κB蛋白的表达情况。结果:胃癌中Akt,ERK1/2,Bcl-2及NF-κB蛋白的阳性表达率均高于其癌旁组织,差异具有统计学意义(P均<0.05)。胃癌组织Akt蛋白表达与ERK1/2蛋白表达呈正相关(rs=0.272,P=0.026) 结论:MAPKs信号通路、PI3K信号通路激活与胃癌的发生发展密切相关。

【关键词】MAPKs;PI3K;胃癌

【中图分类号】R735.2 【文献标识码】B 【文章编号】1003-5028(2015)8-0840-02

To Discuss the Role of MAPKs and PI3K Pathways in Gastric Cancer and Their Significance

Wang Feng,Wu Zhi-Feng,Huang Xiu-Qing,Lin Li-Lin,Weng Jian-Wu, Liu Biao,Chen Xiu-Jiao, Xu Li

(Putian University,Fujian,Putian,351100)

【ABSTRACT】Objective:To investigate the expression of Akt,ERK1/2,Bcl-2 and NF-κB in gastric cancer and it’s adjacent tissues,then to discuss the relationship between MAPKs and PI3K pathways and their role in the development process of gastric cancer.Methods:Expression of Akt,ERK1/2,Bcl-2 and NF-κB proteins were examined in 62 gastric cancer and adjacent tissues by immunohistochemical technique.Result:The positive rate of Akt,ERK1/2,Bcl-2 and NF-κB proteins were all significantly higher in gastric cancer than it’s adjacent tissues,the difference has statistically significant(p<0.05). Expression of Akt and ERK1/2 proteins were in a positive correlation(rs=0.282, p=0.026).Conclusion:The actination of MAPKs and PI3K pathways is closely related to the development of gastric cancer.

【Key words】MAPKs pathway; PI3K pathway; Gastric cancer

磷脂酰肌醇3-激酶/丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶(PI3K/Akt)和丝裂原活化蛋白激酶(MAPKs)信号转导通路是细胞内两条重要的促增殖和抗凋亡通路。袁向飞等[1]报道,MAPK和PI3K信号通路存在一定程度的相互作用,但是对于两条通路之间的正向调节还是负向调节,目前尚有争论。PI3K-Akt信号通路在细胞内影响细胞生长、增殖、凋亡。MAPK信号通路参与基因表达调控,细胞功能活动以及各种生理病理过程。胃癌是人类最常见的恶性肿瘤之一,胃癌的发生发展是一个多步骤、多基因突变的累积过程。近年来,通过干预信号转导途径的靶向治疗已成为研究热点。本研究探讨MAPKs和PI3K信号通路之间的关系以及在胃癌发展过程的作用,有利于进一步寻找治疗胃癌的药物新靶点,为胃癌的治疗与预后提供有效的理论依据。

1 材料与方法

收集62例由莆田学院附属医院提供的胃癌及相应的癌旁组织,应用免疫组织化学技术检测胃癌及癌旁组织中Akt,ERK1/2,Bcl-2和NF-κB蛋白的表达情况。即用型免疫组化EliVisionTM super试剂盒(鼠/兔)、DAB显色试剂盒(20×)购自福州迈新生物有限公司;兔抗人Akt,ERK1/2,Bcl-2,NF-κB抗体,购自Cell Signaling公司。免疫组织化学染色严格按照Elivion二步法检测步骤进行,一抗工作液浓度Akt 1:200;ERK1/2 1:300;Bcl-2 1:100;NF-κB 1:500。以PBS代替一抗作为阴性对照。

1.1 结果判断

Akt、ERK1/2、Bcl-2、NF-κB蛋白的阳性染色主要定位于细胞质中,少数Bcl-2蛋白的阳性染色可见于细胞核。本实验结果采用半定量评分方法[2], 先按染色强度划分,未着色,淡黄色,棕黄色和棕褐色分别标记为0,1,2,3 分;再在高倍镜下取5个视野,计数阳性细胞占总细胞数的百分比,取算术平均值,阳性细胞数<5%,5%~25%,26%~50%,>50%分别记为0,1,2,3分。染色强度和阳性细胞百分比计分之和为每例标本的最终分值,<3分为阴性(-),>3 分为阳性(+)。

1.2 统计学分析

应用SPSS 17.0统计软件进行数据分析,胃癌及其癌旁组织中Akt、Erk、 Bcl-2、NF-κB蛋白的表达情况;采用卡方检验、Spearman检验进行分析,P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

所测的62例胃癌组织中Akt、Erk、 Bcl-2、NF-κB蛋白的阳性表达明显高于癌旁组织(P<0.05),差异具有统计学意义(详见表1)。62例胃癌组织Akt蛋白表达与ERK1/2蛋白表达经Spearman检验,rs为0.282(P=0.026),呈正相关(详见表2)。

图A Akt蛋白在胃癌组织的细胞质中表达阳性 400×(箭头所示)

图B ERK1/2蛋白在胃癌组织的细胞质中表达阳性 400×(箭头所示)

图C Bcl-2蛋白在胃癌组织的细胞质中表达阳性 400×(箭头所示)

图D NF-κB蛋白在胃癌组织的细胞质中表达阳性 400×(箭头所示)

3 讨论

PI3K-Akt信号通路是一条重要的细胞内信号转导通路,其活性影响着细胞的增殖、凋亡,在胃癌、乳腺癌、卵巢癌、胰腺癌、肝癌等多种恶性肿瘤的发生发展中扮演重要的角色[2]。PI3K普遍存在于胞质中,可被Ras蛋白和G 蛋白偶联受体或蛋白酪氨酸激酶受体激活,使细胞膜上的PIP2磷酸化,产生第二信使PIP3,后者可募集下游含有PH结构域的信号分子到细胞膜表面并激活[3,4]。Akt作为PI3K的主要下游靶蛋白,在线粒体介导的内源性凋亡通路中发挥了重要的作用[5,6]。PI3K依赖的AKT激活后,可阻断Bad与Bcl-2、Bcl-XL结合成二聚体而失去了诱导凋亡的作用。胞质中游离的凋亡相关的基因Bcl-2增多,发挥了抑制凋亡的作用。Akt可通过降低真核细胞转录因子NF-κB的抑制蛋白的活性,从而使NF-κB激活,发挥抗凋亡作用,从胞浆转到胞核中发挥转录功能[7,8]。

丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)也是细胞内最重要的信号转导通路之一,调节细胞有丝分裂、基因表达。MAPKs是一个蛋白激酶家族,在哺乳动物中发现了5条并行的信号通路,其中ERK1/2级联通路被认为是经典的MAPKs信号转导通路之一。ERK1/2被G蛋白偶联受体和酪氨酸激酶受体后将信号传递给Ras蛋白, Ras-GTP直接与 Raf相结合,激活Raf蛋白。后者可使ERK的激酶(MRK)上的丝/苏氨酸(Ser/Thr)残基磷酸化,进而激活ERK[9]。磷酸化的ERK进入胞核后,直接激活转录因子NF-κB,进一步诱导Bcl-2、Bcl-XL的表达,并促进Bcl-2磷酸化。

综合对MAPK和PI3K信号通路的探讨,我们可以发现以下三点:一是两条通路均为重要的细胞内信号转导途径,具有高度相似的生理功能,共同调节细胞的生长、发育、分化和凋亡;二是两条通路均可受G 蛋白偶联受体和蛋白酪氨酸激酶受体激活,进一步调节下游多种靶基因;三是两条通路的下游靶信号均调节蛋白Bcl-2和转录因子NF-κB。说明MAPK和PI3K信号通路在结构和功能存在一定的关联,提示两条通路之间存在一定程度的相互作用。这为针对胃癌的靶向治疗药物的研究提供了理论基础。在我们的研究中发现62例胃癌中Akt、ERK1/2、Bcl-2及NF-κB的阳性率高于相应的癌旁组织,且Akt蛋白表达与ERK1/2蛋白表达存在正相关。这与国内外的研究结果相符,提示MAPK和PI3K信号通路的异常激活在胃癌的发生发展中起到极其重要的作用, Bcl-2和NF-κB的上调与上游信号分子Akt及ERK1/2的激活具有一定的联系。本实验通过对MAPKs和PI3K信号通路之间的关系及其在胃癌发展过程中作用的研究,为胃癌治疗的新靶点的寻找提供了理论依据,并为进一步探讨两条通路之间的相关性的深入研究奠定了基础。

参考文献:

[1]袁向飞,陆敏.Ras/ MAPK与PI3K/Akt信号转导通路及其相互作用[J].国际检验医学杂志,2006,27(3):260-263.

[2]邹绍静,陈兆峰,李敏,等. PI3K/AKT2在胃癌组织表达及其与临床病理特征和生存期的关系[J].实用肿瘤杂志,2011,26(4):346-350.

[3]方乐堃,曾宇慧,杨惠玲.PI3K /Akt/mTOR信号传导通路与泌尿系统肿瘤.国际内科学杂志(J).2007, 34(9),509-513.

[4]殷鹏. PI3K/Akt信号通路对人肝癌细胞中胱硫醚-Y-裂解酶基因表达调控的分子机制及其生物学功能的研究[D].复旦大学,2012.

[5]赵婧,屈艺,母得志.Akt与细胞线粒体凋亡途径. 生命的化学[J].2010,30(4),528-531.

[6]Nieholson KM, Anderson NG.The protein kinase B/Akt signalling pathway in human malignaney.Cell Signal,2002.14(5): 381一95.

[7]吴日平,黄昌明. PI 3K/Akt信号通路与肿瘤关系的研究进展. 医学综述(J).2009,15(10),1501-1504.

[8]Madrid,L.V.,et al.,Akt stimulates the transactivation potential of the RelA/P65 Subunit of NF-κB through utiliztion of the Ikappa B kinase and activation of the mitogen-aetivated protein kinase p38.J Biol Chem,2001.276(22): 18934一40.

[9]陈建勇,王聪,王娟.MAPK 信号通路研究进展.综述(J).2011,1(8),32-34.

[10]徐丽.褪黑素抗小鼠胃癌作用及其膜受体机制研究基础医学院(D).福建医科大学,2012.

基金项目:

2013年福建省大学生创新创业训练计划项目(项目编号:201311498017)

2013年度莆田学院大学生创新创业训练计划项目(项目编号:CXCY1303)

2014年福建省大学生创新创业训练计划项目(项目编号:201411498004)

作者简介:

王凤(1992-),女,莆田学院临床医学在读本科生,主要从事胃癌的发生机制方面的研究,

指导老师:

徐丽(1973-),女,莆田学院基础医学院副教授,医学博士。

论文作者:王凤,吴志峰,黄秀清,林丽琳,翁剑武,刘彪,陈秀

论文发表刊物:《河南中医》2015年8月供稿

论文发表时间:2015/11/23

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