STAT5a和STAT5b蛋白在非小細胞肺癌中的表達及臨床意義①

侯莉莉 王樂朋 胡福英 王鴻程 (河北省胸科醫(yī)院,石家莊050041)

信號轉導和轉錄激活因子(Signal transducers and activators of transcription,STAT)是一類具有信號轉導和轉錄調(diào)節(jié)功能的蛋白質(zhì),參與細胞的增殖和分化。STAT5的異常活化將導致細胞的異常增殖和凋亡障礙,促進腫瘤的發(fā)生、發(fā)展,與多種腫瘤的關系密切[1]。STAT5有兩個相關的基因編碼STAT5a和STAT5b,其編碼基因位于人類第17號染色體上。兩種STAT5蛋白96%以上是同源的,它們能被許多細胞因子所激活。研究發(fā)現(xiàn),STAT5a單基因敲除小鼠主要表現(xiàn)泌乳素依賴性的乳腺發(fā)育障礙;STAT5b單基因敲除小鼠則具有與生長激素受體缺陷小鼠相似的基因缺陷。王鴻程等最近的研究發(fā)現(xiàn)STAT5在NSCLC組織中也有明顯的高表達[2,3]。但尚未見到對STAT5兩個亞型在肺癌組織中單獨檢測的報告,為此我們設計了應用免疫組化方法檢測40例NSCLC組織及20例正常肺組織中STAT5a、STAT5b蛋白的表達情況,探討STAT5a、STAT5b與非小細胞肺癌各臨床病理因素之間的關系,以及STAT5a、STAT5b的相互關系。

1 材料與方法

1.1 材料 40例NSCLC組織及20例正常肺組織均取自瀘州醫(yī)學院附屬醫(yī)院病理科。男性29例,女性11例;年齡為36～80歲,＜60歲者22例,≥60歲者18例;鱗癌26例,腺癌14例;腫瘤直徑≤3 cm 者14例,＞3 cm者26例;有淋巴結轉移者18例,無淋巴結轉移者22例;Ⅰ～Ⅱ期者24例,Ⅲ～Ⅳ期者16例;高～中分化者30例,低分化者10例。STAT 5a及STAT 5b兔抗人多克隆抗體由美國bioworld公司提供。免疫組化染色(SP)試劑盒為北京中杉金橋生物有限公司產(chǎn)品。DAB顯色劑為美國Sigma公司生產(chǎn)。

1.2 方法 采用免疫組化SP法,石蠟包埋的組織經(jīng)4μm厚連續(xù)切片,常規(guī)脫蠟至水,高壓熱修復抗原,其余操作見試劑盒說明書。結果判斷:STAT5a和STAT5b的陽性細胞為在細胞質(zhì)中和細胞核中出現(xiàn)棕黃色顆粒。按著色強度及陽性細胞數(shù)所占百分比＜5%、5%～25%、26%～50%、＞50%進行半定量分級,分別為-、+、++、+++。

圖1 STAT5a蛋白在鱗癌組織中的表達(SP法,×400)Fig.1 Expression of STAT5a protein in squamous carcinoma(SP,×400)

圖2 STAT5a蛋白在腺癌組織中的表達(SP法,×400)Fig.2 Expression of STAT5a protein in adenocarcinoma of lung(SP,×400)

1.3 統(tǒng)計學處理 采用SPSS13.0統(tǒng)計軟件進行分析。等級資料的兩樣本比較用秩和檢驗,雙變量資料的等級相關性用Spearman等級相關分析和回歸與相關分析作統(tǒng)計分析。

2 結果

2.1 STAT5a、STAT5b在 NSCLC中的表達 在NSCLC組織中,STAT5a及STAT5b的陽性信號均主要位于細胞質(zhì)中,少數(shù)位于細胞核中;見圖1～6。

2.2 STAT5a、STAT5b蛋白在NSCLC和正常組織中的表達 在NSCLC和正常肺組織中,經(jīng)過統(tǒng)計學分析,STAT5a、STAT5b的表達差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。STAT5a、STAT5b蛋白在NSCLC中的表達都明顯增高。見表1。

2.3 STAT5a蛋白的表達與臨床病理因素關系 STAT5a蛋白在NSCLC組織中的表達與患者的年齡、性別、腫瘤的大小、組織分化程度及類型、淋巴結轉移及TNM分期均無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)。

2.4 STAT5b蛋白的表達與臨床病理因素關系 STAT5b蛋白在NSCLC組織中的表達與患者的性別有一定關系,根據(jù)秩和檢驗有統(tǒng)計學意義(P＜0.05),其中女性患者表達高于男性患者,但是與患者的年齡、腫瘤的大小、組織分化程度及類型、淋巴結轉移及TNM分期等病理因素均無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)。見表2。

圖3 STAT5a蛋白在正常肺組織中的表達(SP法,×400)Fig.3 Expression of STAT 5a protein in normal lung tissue(SP,×400)

圖4 STAT5b蛋白在鱗癌組織中的表達(SP法,×400)Fig.4 Expression of STAT 5b protein in squamous carcinoma(SP,×400)

2.5 STAT5a、STAT5b蛋白在NSCLC中表達的關系STAT5a和STAT5b蛋白在NSCLC中表達,經(jīng)過

圖5 STAT5b在腺癌組織中的表達(SP法,×400)Fig.5 Expression of STAT5b protein in adenocarcinoma of lung(SP,×400)

Spearman等級相關分析,發(fā)現(xiàn)二者的表達呈無相關(P＞0.05)。而 STAT5a和STAT5b蛋白,經(jīng)過回歸與相關分析,發(fā)現(xiàn)二者在NSCLC的表達中,STAT5a、STAT5b蛋白在NSCLC組織中表達概率值都小于0.05,STAT5a為1.4778大于STAT5b的0.743 7。因此可以推論認為STAT5a與NSCLC的關系較STAT5b更密切。見表3。

圖6 STAT5b蛋白在正常肺組織中的表達(SP法,×400)Fig.6 Expression of STAT5b protein in normal lung tissue(SP,×400)

表1 STAT5a、STAT5b蛋白在NSCLC和正常組織中的表達Tab.1 Expression of STAT5a and STAT5b protein in NSCLC tissue and normal lung tissue

表2 STAT5a及STAT5b蛋白在NSCLC中的表達與臨床病理因素的關系Tab.2 Correlation between theexpression of STAT5a and STAT5b protein and different clinicopathologic factors in NSCLC

表3 STAT5a及 STAT5b與NSCLC的密切程度Tab.3 The close degrees of STAT5a and STAT5b with NSCLC

3 討論

STAT5是信號轉導及轉錄激活因子家族中的重要一員,STAT5有兩個不同的亞型分別是STAT5a和STAT5b,STAT5被認為是細胞增殖促進因子和凋亡抑制因子。它的異常激活和過度表達能誘發(fā)腫瘤的形成。在人類的多種惡性腫瘤中均發(fā)現(xiàn)了STAT5的異常激活,如在乳腺癌、前列腺癌、鼻咽癌、白血病等[4,5]。

在小鼠中STAT5a基因長30 kb,包括20個外顯子,其中起始密碼位于外顯子3,終止密碼子位于外顯子20。與人類基因組DNA進行比較,它的內(nèi)含子和外顯子基因邊界與人類的基因完全相同。STAT5a的失活抑制細胞周期進程,而活化的STAT5a高表達則導致細胞周期進展,這提示STAT5a能促進細胞增殖同時抑制細胞凋亡,這與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關[6]。

STAT5b作為信號轉導及轉錄激活因子中的另一個成員,人類編碼STAT5b的基因位于染色體17q21.2,大鼠的則位于10q32.1,小鼠的位于11號染色體[7]。STAT5b在人類和嚙齒動物有高度同源性。近些年STAT5b也已經(jīng)成為調(diào)節(jié)腫瘤生成的關鍵點,STAT5b對抑制腫瘤細胞的生長及轉移提供了分子靶向[8]。STAT5b蛋白的異常組成性激活引起許多腫瘤的形成。在一些病理狀況下,例如在一些惡性腫瘤(肝癌、頭部腫瘤及結腸癌等)中存在著STAT5b的持續(xù)或異常激活,并且與腫瘤的轉移也有一定的關系[9-11]。有研究發(fā)現(xiàn)STAT5b與生長激素(GH)脈沖式分泌作用相關的雄性生長特征及肝臟中某些性別特異基因的表達在野生型的雌鼠和STAT5b缺陷的雄鼠都不明顯,因此STAT5b也是維持性別差異的一個重要因子。

本文通過研究發(fā)現(xiàn)STAT5a和STAT5b蛋白在NSCLC中的表達明顯高于正常組織,但與腫瘤的進展可能無關。STAT5b與腫瘤患者的性別顯示出一定的相關性,其中女性患者表達高于男性患者,這可能與STAT5b是維持性別差異因子有關。STAT5a和STAT5b蛋白在NSCLC中表達,它們可能在腫瘤發(fā)生過程中是各自獨立發(fā)揮作用的,無協(xié)同作用。STAT5a在NSCLC的發(fā)生中發(fā)揮的作用可能更大。

綜上,STAT5a和STAT5b蛋白在非小細胞肺癌中的表達及相關性分析,他們在NSCLC的發(fā)生中可能各自發(fā)揮重要作用,而STAT5a與NSCLC的發(fā)生發(fā)展更密切。STAT5a和STAT5b有望為臨床非小細胞肺癌的篩選、診斷及預后判斷提供一個新的指標,也為非小細胞肺癌的靶向治療提供新的理論依據(jù)。STAT5b在非小細胞肺癌中的有顯著的性別差異,為我們進行進一步的研究提供了新的方向。

1 Buettner R,Mora LB,Jove R.Activated STAT signaling in human tumors provides novel molecular targets for therapeutic intervention[J].Clin Cancer Res,2002;8(4):945-954.

2 簡麗萍,王鴻程,孔志斌 et al.STAT5、cyclinD1和 c-myc蛋白在非小細胞肺癌中的表達及臨意義[J].細胞與分子免疫學雜志,2007;23(12):1172-1173.

3 許學亮,王鴻程,孫紹娟 et al.STAT5和Bcl-xl在非小細胞肺癌組織中的表達及相關性分析[J].細胞與分子免疫學雜志,2006;22(6):818-820.

4 Kisseleva T,Bhattacharya S,Braunstein J et al.Signaling through the JAK/STAT pathway,recent advances and future challenges[J].Gene,2002;285(1-2):1-24.

5 Fu M F,Wang G G,Li Z P et al.Cyclin D1:normal and abnormal functions[J].Endocrinology,2004;145(12):5439-5447.

6 Defilippi P,Rosso A,Dentclli P et al.Integrin and IL-3R coordinately regulate STAT5activation and anchoragedependent proliferation[J].JCell Biol,2005;168(7):1099-1108.

7 Antoniou E,HirstB J,Grosz M et al.A single strand conformtionnal polymorphism within in the bovine gene STAT5a[J].Animal Genetics,1999;30(3):232-232.

8 Tan SH,Nevalainen M T.Signal transducer and activator of transcription 5A/B in prostate and breast cancers[J].Endocr Relat Cancer,2008;15(2):367-390.

9 Ahieri DC.Survivin,versatile modulation of cell division and apoptosis in cancer[J].Oncogene,2003;22(53):8581-8589.

10 夏祥國,鄔東曉,詹書良.STAT5與cyclinD1在人腦星形細胞瘤表達的相關性研究[J].現(xiàn)代預防醫(yī)學,2008;35(15):3025-3027.

11 Lee TK,Kwan Man,Poon RT et al.Signal transducers and activators of transcription 5b activation enhances hepatocellular carcinoma aggressiveness through induction of epithelial-mesenchymal transition[J].Cancer Res,2006;66(20):9948-9956.