胃癌 Open Access
Copyright ©The Author(s) 2004. Published by Baishideng Publishing Group Inc. All rights reserved.
世界华人消化杂志. 2004-09-15; 12(9): 2028-2032
在线出版日期: 2004-09-15. doi: 10.11569/wcjd.v12.i9.2028
EB病毒相关胃癌细胞凋亡与Bcl-2的表达
王笑峰, 罗兵, 王云, 阎丽平, 黄葆华, 赵鹏
王笑峰, 罗兵, 王云, 阎丽平, 青岛大学医学院微生物学教研室 山东省青岛市 266021
黄葆华, 烟台毓璜顶医院肿瘤科 山东省烟台市 264000
赵鹏, 青岛大学医学院附属医院病理科 山东省青岛市 266003
王笑峰, 女, 1971-03-08生, 山东省平度市人, 汉族. 1992年毕业于滨州医学院, 1998年青岛大学医学院硕士研究生毕业, 讲师. 主要从事肿瘤病毒学的研究.
通讯作者: 罗兵, 266021, 山东省青岛市登州路38号, 青岛大学医学院微生物学教研室. qdluobing@yahoo.com
电话: 0532-2991207
收稿日期: 2004-05-28
修回日期: 2004-06-09
接受日期: 2004-06-17
在线出版日期: 2004-09-15

目的: 探讨EBV相关胃癌(EBV associated gastric carcinoma, EBVaGC)病毒基因表达、Bcl-2蛋白表达与细胞凋亡的相互关系, 明确其在EBVaGC发生发展中的作用.

方法: 选取EBVaGC和相应癌旁组织13例, 与之匹配的EBVnGC 45例, 采用TUNEL法及免疫组化技术检测其细胞凋亡指数(AI)和bcl-2蛋白的表达; RT-PCR-Southern杂交技术检测EBV相关基因表达.

结果: EBVaGC、EBVnGC及EBVaGC癌旁组织中AI分别为0.97±0.41, 2.03±0.60和3.25±0.46, 统计学分析表明:EBVaGC和EBVnGC以及EBVaGC癌组织和相应癌旁组织细胞凋亡指数均有显著性差异(t = 5.9795, P = 0; t = 13.2 229, P = 0). EBVaGC 组和EBVnGC组Bcl-2阳性率分别为 53.8%和48.9%, 两组间无显著性差异(χ2 = 0.0991 , P = 0.7 529). EBVaGC 13例EBNA1 mRNA均阳性, 而EBNA2和LMP1 mRNA均阴性; EBV早期基因BARF1表达阳性6例, BHRF1表达阳性2例.

结论: EBVaGC 癌组织Bcl-2表达与EBV感染无明显相关性, EBV感染抑制细胞凋亡不是上调Bcl-2表达而实现, EBV早期基因BARF1和BHRF1可通过抑制细胞凋亡和细胞转化作用参与EBVaGC的发生.

关键词: N/A

引文著录: 王笑峰, 罗兵, 王云, 阎丽平, 黄葆华, 赵鹏. EB病毒相关胃癌细胞凋亡与Bcl-2的表达. 世界华人消化杂志 2004; 12(9): 2028-2032
Apoptosis and expression of Bcl-2 in Epstein-Barr virus-associated gastric carcinoma
Xiao-Feng Wang, Bing Luo, Yun Wang, Li-Ping Yan, Bao-Hua Huang, Peng Zhao
Xiao-Feng Wang, Bing Luo, Yun Wang, Li-Ping Yan, Department of Microbiology, Qingdao University Medical College, Qingdao 266021, Shandong Province, China
Bao-Hua Huang, Department of Oncology, Yantai Yuhuangding Hospital, Yantai 264000, Shandong Province, China
Peng Zhao, Department of Pathology, the Affiliated Hospital of Qingdao University Medical College, Qingdao 266003, Shandong Province, China
Correspondence to: Bing Luo, Department of Microbiology, Qingdao University Medical College, 38 Dengzhou Road, Qingdao 266021, Shandong Province, China. qdluobing@yahoo.com
Received: May 28, 2004
Revised: June 9, 2004
Accepted: June 17, 2004
Published online: September 15, 2004

AIM: To understand the relationship between Epstein-Barr virus related genes expression, Bcl-2 expression and apoptosis in EBV-associated gastric carcinoma (EBVaGC) and their roles in the oncogenesis and development of gastric carcinoma.

METHODS: The apoptotic index (AI) and the expression of Bcl-2 protein were detected by terminal deoxynucleotidy1 transferase (TdT)-mediated dUTP-biotin nick end labeling (TUNEL) and immunohistochemistry, respectively, in 13 cases of EBVaGC and 45 EBVnGC. The expression of EBV related genes was tested by RT-PCR and Southern blotting.

RESULTS: AI of EBVaGC, EBVnGC and the corresponding adjacent tissues of EBVaGC were 0.97±0.41, 2.03±0.60 and 3.25±0.46, respectively. AI of EBVaGC was significantly lower than that of EBVnGC (t = 5.9 795, P = 0) and corresponding adjacent tissues of EBVaGC (t = 13.2 229, P = 0). The expression of Bcl-2 protein was detectded in 7 of 13 (53.8%) EBVaGC and in 22 of 45 (48.9%) EBVnGC. The difference between the two groups was not significant(χ2 = 0.0 991, P = 0.7 529). EBNA1 mRNA was detected in all of 13 EBVaGC, while both EBNA2 and LMP1 mRNA were not detected in the cases. Of the 13 EBV-positive samples,6 exhibited BARF1 transcripts and 2 exhibited BHRF1 transcripts.

CONCLUSION: Bcl-2 expression does not correlate with the presence of EBV in EBVaGC. EBV infection can inhibit cell apoptosis not by Bcl-2 expression. Early genes BARF1 and BHRF1 might play an important role in the development and progression of gastric carcinomas by the mechanisms of immortalizing epithelial cells and inhibiting cell apoptosis.

Key Words: N/A


0 引言

Epstein-Barr 病毒(EBV)与胃癌的相关性已得到证实[1-6], 但EBV致癌机制尚未明确, EBV感染与细胞凋亡和增生相关基因的相互作用成为EBV致癌机制研究的热点. 我们采用末端脱氧核苷酸移换酶(TdT)介导的dUTP缺口原位末端标记法(TUNEL)与免疫组化技术分别检测13例EBVaGCs和相应癌旁组织以及与之相匹配的45例EBV阴性胃癌(EBV-negative gastric carcinoma, EBVnGC)组织中的细胞凋亡指数(apoptotic index, AI)和Bcl-2蛋白的表达, RT-PCR检测EBVaGC组织中病毒潜伏期基因EBNA1、EBNA2、LMP1和病毒早期基因BARF1和BHRF1的表达, 探讨EBVaGC中EBV相关基因表达与细胞凋亡和Bcl-2表达的关系及其在胃癌发生发展中的作用.

1 材料和方法
1.1 材料

2001-01/2002-12胃癌手术切除的新鲜胃癌组织和相应癌旁组织(距离癌组织5 cm以上) 185例, 用PBS-40 g/L甲醛固定, 石蜡切片. 另取新鲜组织用酚、氯仿-异戊醇法常规提取组织DNA, TRIzol试剂提取细胞总RNA. 患者平均年龄58(31-81岁), 男48例, 女10例, 全部病例均经病理诊断证实.

1.2 方法

参照文献[7]设计扩增该区域的特异性引物, 引物序列和PCR-Southern用探针序列(见表1).

表1 PCR和原位杂交分析用EBV寡核苷酸引物和探针.
转录产物引物序列(5'→3')产物长度(bp)
BamHI-W:5'primerCCAGACAGCAGCCAATTGTC129
3'primerGGTAGAAGACCCCCTCTTAC
probeCCCTGGTATAAAGTGGTCCTGCAGCTATTTCTGGTCGCATC
EBER1:antisense probeAGACACCGTCCTCACCCACCCGGGACTTGTA
sense probeTCTGTGGCAGGAGTGGTGGGCCCTGAACAT

选取PCR-Southern阳性标本进行原位杂交(地高辛标记检测试剂盒)检测EBV编码小RNA(EBER1)的转录, 以确证EBV相关胃癌, 特异性寡核苷酸探针序列(见表1). Sense探针用于证实杂交反应的特异性. EBV潜伏期基因EBNA1, EBNA2, LMP1和EBV增生期基因特异性引物和探针均参照文献[8-10]设计, 由北京赛百盛公司合成, 引物和探针序列以及PCR产物长度(见表2). 应用Roche公司提供的Dig Oligonucleotide 3'-end Labeling Kit对寡核苷酸探针进行标记, 具体步骤按试剂盒要求的标准条件进行.

表2 RT-PCR分析用EBV相关基因寡核苷酸引物和探针.
转录产物引物序列(5'→3')产物长度(bp)
EBNA1:5'primerGATGAGCGTTTGGGAGAGCTGATTCTGCA273
3' primerTCCTCGTCCATGGTTATCAC
probeAGACCTGGGAGCAGATTCAC
EBNA2:5' primerGCTGCTACGCATTAGAGACC339
3' primerTCCTGGTAGGGATTCGAGGG
probeCAGCACTGGCGTGTGACGTGGTGTAAGTT
LMP1:5'primerTCCTCCTCTTGGCGCTACTG490
3'primerTCATCACTGTGTCGTTGTCC
probeGAACAGCACAATTCCAAGGAACAATGCCTG
BARF1:5'primerGGCTGTCACCGCTTTCTTGG203
3'primerAGGTGTTGGCACTTCTGTGG
probeCTGGTTTAAACTGGGCCCAGGAGAGGAGCA
BHRF1:5'primerGTCAAGGTTTCGTCTGTGTG211
3'primerTTCTCTTGCTGCTAGCTCCA
probeATGCACACGACTGTCCCGTATACAC

1.2.1 RT-PCR 检测EBV相关基因表达: 取1 mg EBVaGC组织总RNA, 参照逆转录试剂盒(Promega, USA)要求的标准条件合成cDNA用作PCR反应模板. PCR反应体系为30 mL, 包括10×buffer 3 mL, MgCl2 1.5 mmol/L, dNTP 0.1 mmol/L, 上下游引物各0.5 mmmol/L, Taq DNA聚合酶1.0U, cDNA聚合酶1U, cDNA模板3 mL, 同时设立阳性对照和阴性对照, 阳性对照为EBV阳性的LCL细胞, 阴性对照为EBV阴性Ramos细胞系. 循环参数为94 ℃预变性5 min; 然后94 ℃ 45 s, 58 ℃ 45 s, 72 ℃ 1 min, 扩增35个循环; 最后72 ℃延伸10 min. PCR扩增产物于含溴化乙锭(0.5 mg/L)的20 g/L琼脂糖凝胶电泳后, 用碱变性法将电泳结果转印至Hybond-N+尼龙膜(amersham pharmacia biotec, IRELAND). 与地高辛标记探针进行杂交, 加碱性磷酸酶标记抗地高辛抗体(1:5 000)作用30 min, 用CSPD化学发光检测杂交信号, 自显影观察结果.

1.2.2 免疫组化检测Bcl-2蛋白表达: 免疫组化抗原热修复技术检测Bcl-2蛋白表达, 抗原修复液为枸橼酸缓冲液(pH6.0), 一抗为鼠抗人Bcl-2蛋白mAb SC-7382(santa cruz biotechnology, Inc USA), SP通用型染色试剂盒和DAB显色试剂盒购于北京中山生物技术有限公司. 用PBS代替一抗作阴性对照; 已知Bcl-2阳性的扁桃腺组织为阳性对照. Bcl-2蛋白免疫组化染色阳性信号出现在胞质内, 呈棕褐色颗粒, 参考文献确定Bcl-2蛋白染色结果判断标准, 10×40倍镜下随机选取5个视野, 阳性细胞数量为0-5%视为阴性(-), >5%视为阳性(+).

1.2.3 TUNEL法检测细胞凋亡: 应用TUNEL原位细胞凋亡检测试剂盒(武汉博士德生物工程有限公司), 严格按照试剂盒说明对EBVaGC和相应癌旁组织石蜡切片进行检测, DAB显色后观察, 细胞核中出现棕黄色颗粒者为阳性细胞, 即凋亡细胞. 10×40倍下随机选取5个视野, 计数1 000个癌细胞或癌旁正常细胞中凋亡细胞的百分数作为AI指数.

统计学处理 癌组织和癌旁组织AI指数采用配对四格表χ2检验进行统计分析, EBVaGC和EBVnGC的Bcl-2阳性表达及AI指数采用四格表χ2检验进行统计分析.

2 结果
2.1 EBVaGC组织中病毒相关基因的表达

PCR-Southern杂交检测185例胃癌组织中EBV DNA阳性标本经原位杂交证实有13例EBVaGC, 185例相应癌旁组织EBV阴性. 13例EBVaGC组织中均检测到内参照基因GAPDH的表达, 表明cDNA的完整性和PCR反应成功. 13例EBVaGC组织中均检测到EBNA1 mRNA, 而EBNA2和LMP1 mRNA均为阴性(图1) . 13例EBVaGC组织中有6例检测到EBV早期基因BARF1的表达, 2例检测到EBV早期基因BHRF1的表达, RT-PCR-Southern检测结果(见图2).

图1
图1 RT-PCR和Southern杂交检测EBV潜伏期基因的表达. M: DIG-labeled DNA molecular weight marker Ⅷ(Roche); 1: EBV阳性LCL(阳性对照); 2: EBV阴性细胞Ramos(阴性对照); 3-13: EBV阳性胃癌标本.
图2
图2 RT-PCR和Southern杂交检测EBV早期基因的表达. M: DIG-labeled DNA molecular weight marker Ⅷ(Roche); 1: EBV阳性LCL(阳性对照); 2: EBV阴性细胞Ramos(阴性对照); 3-13: EBV阳性胃癌标本.
2.2 细胞凋亡检测结果

TUNEL法检测EBVaGC和EBVnGC细胞凋亡结果(见图3A, B), EBVaGC, EBVnGC及EBVaGC癌旁组织中AI分别为0.97±0.41, 2.03±0.60和3.25±0.46. 统计学分析表明, EBVaGC与EBVnGC比较AI值的差别有显著性(t = 5.9 795, P = 0), EBVaGC癌组织和相应癌旁组织AI值的差别亦有显著性(t = 13.2 229, P = 0).

图3
图3 胃癌细胞凋亡检测结果. A: EBVaGC; B: EBVnGC.
2.3 Bcl-2免疫组化检测结果

胃癌组织EBVaGC和EBVnGC免疫组化检测结果(见图4A, B). 统计学分析结果表明, EBVaGC 组Bcl-2阳性率为53.8%(7/13), EBVnGC Bcl-2阳性率为48.9(22/45), 两组之间无显著性差异(χ2 = 0.0 991, P = 0.7 529).

图4
图4 胃癌组织Bcl-2蛋白表达(×400). A: 阳性; B: 阴性.
3 讨论

Bcl-2是目前已知抑制细胞凋亡最重要的一种基因, 其编码蛋白是抑制细胞程序化死亡的关键因子, Bcl-2的高表达能使细胞凋亡减少, 存活细胞数量增多而诱使肿瘤发生[11-14]. 有关EBVaGC中EBV感染与细胞凋亡、Bcl-2蛋白表达的关系, 目前尚无定论. Kume et al[15]和Ohfuji et al[16]发现EBV相关胃癌中Bcl-2表达率高且细胞凋亡率低, 因而认为Bcl-2蛋白是EBV相关胃癌细胞凋亡的主要抑制因素, EBV感染可能诱导Bcl-2高表达. Ishii et al[17]应用免疫组化技术检测Bcl-2等癌基因的表达, 结果显示EBVaGC和EBVnGC癌组织中Bcl-2的表达率无明显差异. 本结果显示EBVaGC较EBVnGC细胞凋亡率明显降低, 但Bcl-2表达率均无显著性差异, 与Ishii et al的研究结果相似. 表明EBVaGC中EBV可能抑制细胞凋亡, 但不影响Bcl-2的表达, Bcl-2蛋白异常表达不是 EBVaGC细胞凋亡发生的主要抑制因素.

EBV裂解感染和潜伏性感染与细胞凋亡的调节机制具有复杂多样的关系, EBV复制过程中各阶段表达的病毒蛋白对细胞凋亡也有不同的调节作用. EBV潜伏膜蛋白LMP1是主要病毒癌蛋白之一, 可通过上调Bcl-2原癌基因的表达抑制B淋巴细胞的凋亡. LMP1还可通过激活A20基因阻断p53介导的细胞凋亡, EBNA2可加强LMP1对Bcl-2基因表达的诱导作用, LMP1上调Bcl-2的表达, 抑制感染B淋巴细胞的凋亡, 因而可维持EBV 在B淋巴细胞中持续存在[18-21]. EBV早期基因BHRF1与Bcl-2的基因序列具有高度的同源性, 实验表明BHRF1除具有与Bcl-2相似的抑制B淋巴细胞和上皮细胞凋亡的作用, 又具有Bcl-2所没有的促进细胞生长和转化的作用[22-24]. Horner et al[25]将BHRF1基因导入人鳞癌细胞株SCC12F, 发现BHRF1的表达可延迟细胞的终极分化, 增强对DNA损伤药物的耐受力以及血清缺乏情况下细胞的生存能力, 由于上皮细胞的分化是一个细胞凋亡过程, 因而这一资料表明, BHRF1通过抑制细胞凋亡而阻止细胞分化.

体外研究表明EBV潜在膜蛋白LMP1和EBNA2能诱导Bcl-2蛋白的表达, 但临床研究未能证实体内也存在这种机制[18-21,26-27].为探讨EBVaGC患者体内是否存在该作用机制, Gulley et al[26]对95例胃癌组织中Bcl-2表达和EBV感染进行检测分析, 结果表明Bcl-2蛋白约在1/3的胃癌组织中表达, Bcl-2的表达不依赖于EBV的存在, 而且没有被病毒LMP所上调. 本研究结果显示13例EBVaGC组织中均未检测到LMP1和EBNA2 mRNA, 支持Gulleyet al的研究结论. 即使在EBVnGC癌组织中Bcl-2也约有48.9%的表达, 与EBVaGC癌组织中Bcl-2蛋白阳性率比较无显著性差异, 提示EBVaGC组织中Bcl-2表达不是由LMP1诱导产生. 研究证实EBV另一早期基因BARF1可在体外转化原代猴肾上皮细胞和人上皮细胞, 若将BARF1基因导入鼠成纤维细胞系BALB/c3T3或EBV阴性的B细胞系Louckes, 则产生致瘤转化, 转化的鼠成纤维细胞接种至新生鼠体内, 可形成进行性表达BARF1的肿瘤[28-30]. Zur Hausen et al[10]利用RT-PCR和Southern杂交检测10例EBV阳性胃腺癌, 结果显示9例表达BARF1, 2例表达BHRF1, 而LMP1均为阴性. 本研究13例EBVaGCs中有6例BARF1 mRNA阳性, 2例 BHRF1 mRNA阳性, 支持Hausen et al的结果. 鉴于大多数研究表明EBVaGC LMP1表达缺失, 因此推测BARF1和BHRF1在EBVaGC中可能替代LMP1起到致癌作用.

总之, EBV感染与胃癌的发生有关, EBV及其编码蛋白通过不同的作用方式和途径抑制肿瘤细胞凋亡, 但抑制细胞凋亡的机制不是通过上调Bcl-2的表达而实现. EBVaGC组织中LMP1和EBNA2表达阴性, 与Bcl-2的表达和细胞凋亡的发生无明显相关性, EBV早期基因BARF1和BHRF1编码产物可通过转化细胞和抑制细胞凋亡, 在EBVaGC的发生中起重要作用.

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