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编号:10246494
原发性NSCLC中3p杂合性丢失的研究
http://www.100md.com 《中国肺癌杂志》 2000年第1期
     作者:关赛芳 许凯黎 赵明 陈复华 周瑾

    单位:关赛芳 许凯黎 赵明 陈复华 周瑾(上海市肿瘤研究所 200032)

    关键词:非小细胞肺癌;杂合性丢失;染色体3p;PCR-LOH

    中国肺癌杂志000107 【摘要】目的 探讨非小细胞肺癌(NSCLC)中第3号染色体短臂(3p)上两个独特区域——3p14和3p25等位基因的杂合性丢失(LOH)与NSCLC发生、发展之间的关系。方法 采用聚合酶链反应(PCR)结合二核苷酸(CA)n重复序列多态性方法,分析162例新鲜NSCLC手术标本、85例癌旁肺组织及5例肺部良性疾病组织中3p14和3p25位点的LOH。结果 162例NSCLC组织中共有108例(66.67%)出现LOH,84例(51.85%)为3p25?LOH,65例(40.12%)为3p14?LOH,其中41例(25.31%)同时出现3p14和3p25两个位点的丢失。3p LOH与肺癌组织学分类及TNM分期均无明显关系。但腺癌中38%(19/50)同时出现3p25和3p14?LOH,明显高于鳞癌(19.51%,16/82)(P<0.05)。而且发生3p14 LOH的Ⅱ期NSCLC患者(51.28%,20/39)和Ⅲ期患者(44.93%,31/69)均明显高于Ⅰ期(25.93%,14/54)(P均<0.05)。85例癌旁肺组织及5例肺部良性疾病组织均未发现3p LOH。结论 3p杂合性丢失普遍存在于NSCLC中。在这些丢失区域内可能存在一个或多个抑癌基因,与肺癌的发生发展有关。
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    Allele-specific chromosome 3p deletion in primary non-small cell lung cancer

    GUAN Saifang,XU Kaili,ZHAO Ming,CHEN Fuhua,ZHOU Jin

    (Shanghai Cancer Institute,Shanghai 200032,P.R.China)

    【Abstract】Objective To investigate the relationship between loss of heterozygosity (LOH) of the allele genes on 3p and the pathogenesis of NSCLC.Methods Using polymerase chain reaction-based assays for dinucleotide repeat polymorphisms to analyze allele loss of 3p in 162 NSCLC samples.Results Of the 162 cases with NSCLC,108 (66.67%) had LOH on 3p.Among them,65 cases (40.12%) had LOH at 3p14,84 cases(51.85%) had LOH at 3p25,and 41 cases (25.31%) occured co-deletion of 3p14 and 3p25.No 3p LOH were observed in 85 paracancerous lung tissues and 5 tissues of the pulmonary benign diseases.The total frequency of LOH at 3p did not relate to TNM staging and pathological classification in NSCLC (P>0.05).However,the co-deletion rate of 3p14 and 3p25 was significantly higher in adenocarcinoma (38%,19/50) than that in squamous cell carcinoma (19.51%,16/82) (P<0.05).And 3p LOH rate in stage Ⅱ(51.28%,20/39) and stage Ⅲ(44.93%,31/69) were both remarkably higher than that of stage Ⅰ(25.93%,14/54)(P<0.05).Conclusion 3p LOH occur commonly in human NSCLC.It suggests that each region harbor one or more tumor suppressor genes,the inactivation of which might be critical for the oncogenesis and development of lung cancer.
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    【Key words】Non-small cell lung cancer,NSCLC Loss of heterozygosity,LOH Chromosome 3p PCR-LOH analysis

    肺癌是人类最常见的恶性肿瘤之一,分为小细胞肺癌(small cell lung cancer,SCLC)和非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC),其中NSCLC占80%以上,故对它的研究具有普遍代表意义。肺癌的发病与环境因素及遗传因素有关。分子遗传学研究表明:肺癌中常出现染色体区域中等位基因的杂合性丢失(loss of heterozygosity,LOH),其中包括3p、9p和17p[1],而3p的部分位点丢失则是肺癌中最为常见的生物学变化,其主要集中在3p25、3p21.3及3p14这三个区域[2]。Hung等[3]曾采用PCR结合二核苷酸重复序列多态性的方法,通过显微切割技术来分析肺癌组织、癌旁组织及间质正常组织中各部位的3p杂合性丢失情况,结果发现肺细胞还处于癌前病变期就可见大量的3p缺失,且证实该等位基因具有高度特异性。我们[4]也曾报道了NSCLC中3p25的LOH。显然,研究3p等位基因的LOH将有助于揭示人体肺癌发生发展的分子机理。为此,我们采用PCR-LOH银染技术,检测并探讨了经病理证实的162例不同病理类型和分期的NSCLC组织中3p的杂合性丢失。
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    1 材料与方法

    1.1 组织标本 162例手术切除的新鲜肺癌组织标本由上海市胸科医院和上海市第一肺科医院提供。其中鳞癌82例,腺癌50例,腺鳞癌30例。另有肺部良性疾病5例及癌旁肺组织85例。

    1.2 提取DNA 按常规方法提取组织DNA,并经紫外分光光度计测定其含量,取0.3?μg作为模板。

    1.3 PCR 引物由中科院细胞所合成(表1)。反应体积50?μl,其中含0.5?μmol/L引物,dNTP?200?μmol/L,模板DNA?0.3?μg,Taq酶2?U。反应程序为94℃预变性5?min后,94℃30?s,58℃30?s,72℃30?s,循环35次后,72℃延伸5?min。反应结束后,取8?μl PCR产物于2%Agarose进行电泳,紫外灯下观察扩增产物是否完好。

    表 1 PCR中引物的序列
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    Tab 1 Primer sequence Locus

    Region

    Primer sequence

    PCR fragment(bp)

    D3S1228

    3p14.1-14.3

    TCCTTAACTCTTTCTCTGTGAGTTG

    78-96

    TCTAGGAAAGGGATTAGGAAGGA

    D3S1038

, 百拇医药     3p25

    TCCAGTAAGAGGCTTCCTAG

    115-141

    AAAGGGGTTCAGGAAACCTG

    1.4 LOH分析 取5?μl PCR产物,加2.0?μl变性加样液(95%甲酰胺,20?mmol/L EDTA,5?mmol/L NaOH,0.05%二甲苯晴蓝,0.05%溴酚蓝),95℃变性8?min后,立即于冰浴中骤冷,再进行变性聚丙烯酰胺凝胶电泳(10%,含5.6?mmol/L Urea)。电泳结束后进行银染。凝胶置玻璃纸内,室温干燥保存,分析结果并拍照。

    1.5 统计学处理 采用χ2检验。

    2 结果
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    2.1 NSCLC组织中染色体3p14及3p25位点杂合性丢失情况(图1、2) 162例患者中有108例(66.67%)出现3p LOH。该108例患者中84例(51.85%)出现3p25 LOH,65例(40.12%)出现3p14 LOH,其中41例(25.31%)同时表现出3p14和3p25两个位点的丢失。85例癌旁肺组织及5例肺部良性疾病组织均无3p LOH。

    图 1 3p25 LOH电泳图

    Fig 1 LOH at 3p25 by electrophoresis

    1:癌旁肺组织;2~6:NSCLC组织。其中3、4、6存在LOH。

    1:paracancerous lung tissue;2~6:NSCLC tissues.LOH at 3p25 occur in lane 3,4 and 6.
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    图 2 3p14 LOH电泳图

    Fig 2 LOH at 3p14 by electrophoresis

    1:癌旁肺组织;2~6:NSCLC组织。3~6存在LOH。

    1:paracancerous lung tissue;2~6:NSCLC tissues.LOH at 3p14 occur in lane 3~6.

    2.2 NSCLC临床分期及病理类型与3p LOH之间的关系(表2) NSCLC患者总的3p LOH发生率与其临床分期和病理类型无明显关系(P>0.05)。但是,Ⅱ期NSCLC 3p14 LOH(51.28%)和Ⅲ期(44.93%)均明显高于Ⅰ期(25.93%)(P均<0.05);腺癌中38%(19/50)同时出现3p25和3p14 LOH,明显高于鳞癌(19.51%,16/82)(P<0.05)。
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    3 讨论

    肿瘤的发生与细胞的增殖及分化失常有密切关系。细胞在正常情况下受许多信息调控,处于增殖与抑制的动态平衡状态,而调控失去平衡则引起不正常增殖。癌基因和抑癌基因直接参与肿瘤的发生,它们的产物对细胞的增殖分别起着正、负调节作用。这两类基因的异常均可导致细胞癌变[5],其中抑癌基因的作用尤为突出。抑癌基因的失活常包括一个等位基因的突变、染色体重排或另一等位基因(野生型)的缺失,在肺癌中最为常见的主要是3p14-25区域的结构异常[6]。已有研究采用多种探针检测肺癌细胞3p全长上的各多态性标志,结果发现几乎所有SCLC及大部分NSCLC中存在一个或多个等位基因的丢失[2,7],最常见的丢失位点是3p25、3p21.3及3p14-cen。一般认为这些区域各自存在着一个或多个抑癌基因,它们的失活对肺癌的发生至关重要。

    表 2 NSCLC中3p LOH与TNM分期及组织学类型的关系
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    Tab 2 Relationship among LOH at 3p and TNM staging,histological classification in NSCLC Items

    n

    3p14 LOH

    3p25 LOH

    3p14+3p25 LOH

    3p LOH

    TNM stage

    Ⅰ

    54

    14(25.93%)
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    30(55.56%)

    10(18.52%)

    34(62.96%)

    Ⅱ

    39

    20(51.28%)

    20(51.28%)

    13(33.33%)

    27(69.23%)

    Ⅲ

    69

    31(44.93%)
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    34(49.28%)

    18(26.09%)

    47(68.12%)

    Histological classification

    Adenocarcinoma

    50

    24(48%)

    31(62%)

    19(38%)

    36(72%)

    Squamous cell carcinoma
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    82

    29(35.37%)

    37(45.12%)

    16(19.51%)

    50(60.98%)

    Adenosquamous carcinoma

    30

    12(40%)

    16(53.33%)

    6(20%)

    22(73.33%)

    本研究162例NSCLC组织中有108例出现3p LOH,丢失率为66.67%,而癌旁肺组织及肺部良性疾病组织均无丢失,提示NSCLC的发生发展与3p LOH有密切关系。但这一结果低于国外的研究报道,如Hung[3]发现癌前病变中有78%存在3p LOH,浸润癌中则有86%存在3p LOH。究其原因,主要是我们直接从手术切除的标本中提取DNA进行实验,这些标本中不可避免地混有一些正常细胞,从而导致本组结果阳性率偏低。而国外研究小组已采用最新的显微切割技术,从癌组织中挑取癌细胞进行实验分析,因而准确度和灵敏度大大提高。
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    本研究结果显示,3p LOH与NSCLC临床分期无明显关系,Ⅰ期为62.96%,Ⅱ期为69.23%,Ⅲ期为68.12%,三期丢失率基本接近。值得注意的是Ⅰ期标本在3p25位点丢失率为55.56%,高于Ⅲ期49.28%(但P>0.05),而3p14在Ⅱ期和Ⅲ期中的丢失率分别为51.28%和44.93%,与Ⅰ期(25.93%)比较均有显著差异(P均<0.05)。Sato等[8]也报道3p LOH在Ⅰ期中低于Ⅱ、Ⅲ期,而且他对早期肺癌及相应的脑转移瘤中3p LOH的研究发现,3p缺失有时发生在肿瘤的转移阶段。Sundaresan[9]及Hung[3]的研究显示,3p缺失在原位癌、癌发生期即已出现,且在呼吸道中广泛分布,它们与分期没有明显关系。至于不同病理类型的NSCLC,其3p LOH发生率无显著差异(P>0.05),但我们发现肺腺癌中38%同时出现3p14和3p25 LOH,明显高于鳞癌(19.51%)(P<0.05)。Thun等[10]认为美国肺癌发病以腺癌为主,并且发病率不断升高,这与吸烟行为改变密切相关。有研究显示,位于3p14位点上有一FHIT抑癌基因,在吸烟肺癌患者中有80%此基因发生变异,而非吸烟肺癌患者仅22%,从而提示FHIT基因是肺癌患者吸烟致癌的重要分子标志[11]。但也有报道鳞癌丢失率稍高于腺癌的。这种不一致尚需要我们进行大量而深入的研究。
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    本课题受上海市科技发展基金项目资助(964512003)

    参考文献

    1,Field K,Neville EM,Stewart MP,et al.Fractional allele loss data indicate distinct genetic population in the development of non-small cell lung cancer.Br J Cancer,1996,74(12)∶1968-1974.

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    3,Hung J,Kishimoto Y,Sugio K,et al.Allele-specific chromosome 3p deletion occur at an early stage in the pathogenesis of lung carcinoma.JAMA,1995,273(7)∶558-563.
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    4,关赛芳,许凯黎,廖美琳,等.158例非小细胞肺癌中3p25杂合性丢失研究.肺癌杂志,1998,1(1)∶32-34.

    5,Bishop JM.Molecular themes in the oncogenes.Cell,1991,64∶235-248.

    6,Whang PJ,Kutsen T,Gazdar A,et al.Nonrandom structural and numerical chromosome changes in non-small cell lung cancer.Genes Chromosome Cancer,1991,3∶168-188.

    7,Brauch H,Tory K,Kotler F,et al.Molecular mapping of deletion sites in the short arm of chromosome 3 in human lung cancer.Genes Chromosome Cancer,1990,1∶240-246.
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    8,Sato S,Nakamura Y,Tsuchiary E.Difference of alleltype between squamous cell carcinomas and adenocarcinoma of the lung.Cancer Res,1994,54∶5652-5655.

    9,Sundaresan V,Ganly P,Hasleton P,et al.p53 and chromosome 3 abnormalities characteristic of malignant lung tumors and detectable in preinvasive lesions of the bronchus.Oncogene,1992,7∶1989-1997.

    10,Thun MR,Leiiy CA,Flannery JT,et al.Cigarette smoking and changes in the histopathology of lung cancer.Oncogene,1997,10∶1193-1198.

    11,Sozzi G,Sand L,Gregorio LD,et al.Association between cigarette smoking and FHIT gene alterations in lung cancer.Cancer Res,1997,57∶2121-2123.

    (收日期稿:1999-11-09), 百拇医药