胃癌 Open Access
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世界华人消化杂志. 2005-07-15; 13(13): 1499-1502
在线出版日期: 2005-07-15. doi: 10.11569/wcjd.v13.i13.1499
胃癌组织PLK1的表达及其意义
张庆, 刘南植, 洪玮, 倪志, 李秀梅
张庆, 刘南植, 洪玮, 倪志, 李秀梅, 华中科技大学同济医学院附属同济医院消化内科 湖北省武汉市 430030
通讯作者: 刘南植, 430030, 湖北省武汉市汉口解放大道1095号, 华中科技大学同济医学院附属同济医院消化内科. www95@126.com
电话: 027-83663595
收稿日期: 2005-04-26
修回日期: 2005-05-01
接受日期: 2005-05-14
在线出版日期: 2005-07-15

目的: 研究Polo样激酶1(Polo-like kinase 1, PLK1)在胃癌中的表达与各临床病理特征、抑癌基因和肿瘤增殖活性的关系, 探讨PLK1在胃癌发生发展中的作用以及其临床意义.

方法: 运用免疫组织化学的方法检测正常胃组织15例, 非典型增生组织11例, 胃癌54例中PLK1, Ki67, P53的表达.

结果: PLK1在正常胃组织中表达均为阴性; 11例非典型增生组织有4例弱阳性; 胃癌中有48例阳性(88.9%), 其表达与组织分化程度、远处转移和淋巴结转移无关(P>0.05),与浸润深度(χ2 = 6.775, P<0.01)和临床分期(χ2 = 9.009, P<0.01)相关.在胃癌中, P53阳性38例(70.4%), PLK1的表达与P53蛋白积聚相关(χ2 = 6.664, P<0.05).胃癌中Ki67标记指数均值为34.7±13.4%, 范围为10.3-60.1%, PLK1的表达与Ki67呈正相关(r = 0.720, P<0.01).

结论: PLK1在胃癌中高表达, 与肿瘤的增殖活性和抑癌基因相关, 在胃癌发生发展中起重要作用.

关键词: Polo样激酶1; 胃癌; P53; Ki67
引文著录: 张庆, 刘南植, 洪玮, 倪志, 李秀梅. 胃癌组织PLK1的表达及其意义. 世界华人消化杂志 2005; 13(13): 1499-1502
Expression of Polo-like kinase 1 and its significance in gastric carcinoma
Qing Zhang, Nan-Zhi Liu, Wei Hong, Zhi Ni, Xiu-Mei Li
Qing Zhang, Nan-Zhi Liu, Wei Hong, Zhi Ni, Xiu-Mei Li, Department of Gastroenterology, Tongji Hospital, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430030, Hubei Province, China
Correspondence to: Nan-Zhi Liu, Department of Gastroenterology, Tongji Hospital, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430030, Hubei Province, China. www95@126.com
Received: April 26, 2005
Revised: May 1, 2005
Accepted: May 14, 2005
Published online: July 15, 2005

AIM: To investigate the expression of Polo-like kinase 1 (PLK1) and its relationship with clinicopathological characteristics, anti-oncogene and tumor proliferation in human gastric carcinoma, and to explore the role of PLK1 in the carcinogenesis and progression of tumor and its clinical significance.

METHODS: The expression of PLK1, P53 and Ki67 was detected in tissues of gastric carcinoma (n = 54), atypical hyperplasia (n = 10)and normal gastric mucosa (n = 15) by immunohistochemical method.

RESULTS: PLK1 was negatively expressed in normal mucosa. Weakly positive staining for PLK1 was observed in 4 out of 11 Atypical hyperplasia tissues. The expression of PLK1 was elevated in 88.9%(48/54) of the gastric carcinoma. There were no significant associations between PLK1 and clinicopathological characteristics such as histological differentiation, distant metastasis and lymph node metastasis (P>0.05). PLK1 expression was significantly related to the depth of invasion (χ2 = 6.775, P<0.01) and TMN staging (χ2 = 9.009, P<0.01). In gastric cancer, positive staining for P53 was detected in 38 of 54 cases (70.4%). P53 expression was significantly associated with PLK1 (χ2 = 6.664, P<0.05). The mean value of Ki67 labelling index (Ki67 LI) was 34.7±13.4%, with a range of 10.3-60.1%. PLK1 expression was positively associated with Ki67 level (r = 0.720, P<0.01).

CONCLUSION: PLK1 is over-expressed in gastric cancer, and associated with tumor proliferation and anti-oncogene. PLK1 plays an important role in the carcinogenesis and development of gastric carcinoma.

Key Words: Polo-like kinase 1; Gastric carcinoma; P53; Ki67
0 引言

Polo样激酶1(Polo-like kinase 1, PLK1)是一种高度保守的丝氨酸/苏氨酸激酶[1], 他参与了细胞周期中中心体的成熟、纺锤体的形成以及染色体的分离等过程, 对细胞的有丝分裂起重要的调控作用.在正常情况下, DNA受损时会通过抑制PLK1的活性而阻止细胞进入分裂期(M期)[2-3].目前已发现PLK1在多种肿瘤中呈异常高表达[4].为此我们采用免疫组织化学的方法检测PLK1, P53和Ki67在胃癌中的表达, 并分析PLK1与各临床病理特征、抑癌基因(P53)和肿瘤增殖活性的相关性, 探讨PLK1在人类胃癌发生发展中的作用以及对临床的指导意义.

1 材料和方法
1.1 材料

2003/2004年华中科技大学同济医学院附属同济医院手术切除的胃癌标本54例, 均经病理检查确诊, 男33例, 女21例, 平均年龄52.9岁.按UICC新TMN分期标准分为I期10例, II期17例, III期11例, IV期16例.另非典型增生组织11例和正常胃组织15例(来源于胃镜活检).标本均经40 g/L甲醛固定, 常规石蜡包埋, 切成3-5 μm切片.鼠抗人PLK1 mAb购自美国Santa Cruz公司; 鼠抗人Ki67 mAb、鼠抗人P53 mAb、AEC显色试剂盒均购自福州迈新公司; SP免疫组化试剂盒和DAB显色试剂盒购自北京中山生物工程有限公司.

1.2 方法

采用免疫组织化学SP法, 染色步骤按试剂盒说明进行.用PBS代替一抗作阴性对照, 已知阳性切片作阳性对照.PLK1和Ki67采用DAB显色, P53采用AEC显色.阳性结果判断标准: (1)PLK1染色结果判定: 胞质或胞核呈棕黄色或棕褐色为阳性, 在不同位置取5个高倍视野(×400), 记数200个肿瘤细胞/视野, 共计1 000个, 阳性细胞数≤5%为(-); 阳性细胞数6-30%为(+); 阳性细胞数31-60%之间为(++); 阳性细胞数>60%为(+++).(2)Ki67标记指数(Ki67 Labelling Index, Ki67 LI)的测定: 胞核呈棕黄色或棕褐色为阳性, 每个标本随机选5个高倍镜视野(×400), 计数1 000个肿瘤细胞, 其中阳性细胞所占百分比即为Ki67 LI.(3)P53阳性判定标准: 胞核呈红色为阳性, 其中肿瘤细胞着色率<10%为(-), 肿瘤细胞着色率≥10%为(+).

统计学处理 应用SPSS11.0软件进行统计学处理, 根据实验资料要求, 选用χ2检验、Fisher精确检验、直线相关分析进行数据分析, 以P<0.05为差异具有显著性.

2 结果
2.1 PLK1的表达

PLK1表达主要定位于细胞胞质中, 为棕黄色或棕褐色, 少数胞核中也可有表达.在15例正常胃组织中PLK1均未见明显表达(图1A); 11例非典型增生组织中, 4例+(36.4%), 均为低表达(图1B), 7例-.在胃癌组织中PLK1可见明显表达(图1C): 54例胃癌中有6例+, 30例++, 12例+++, 6例-, 阳性率88.9%, 阳性细胞率均值40.9±18.6%(mean±SD).则PLK1在胃癌中的表达明显高于正常和非典型增生组织(P<0.05, 表1).

表1 PLK1分别在正常、非典型增生组织和胃癌组织中的表达.
诊断n-++++++阳性数
正常胃组织15150000(0%)
非典型增生1174004(36.4%)
胃癌5466301248(88.9%)
图1
图1 正常、非典型增生组织和胃癌组织PLK1的表达. A: 正常组织未见明显表达(×100, DAB显色); B: 非典型增生组织中可见少数弱阳性(×100, DAB显色); C: 胃癌组织PLK1可见明显表达(×200, DAB显色).
2.2 PLK1表达与胃癌临床病理特征的关系

PLK1在胃癌中的表达与组织分化程度、远处转移和淋巴结转移均无关(P>0.05), 而随着临床分期的进展, PLK1的表达增高, 各期间的表达率有显著性差异(χ2 = 9.009, P<0.01, 表2), 还与肿瘤的浸润深度相关(χ2 = 6.775, P<0.01, 表2).

表2 PLK1在胃癌中的表达与各临床病理特征和P53的关系.
临床特征nPLK1
阴性阳性
分化程度高505
中10010
低39633
临床分期I1046b
II17215
III11011
IV16016
浸润深度T11147b
T2606
T324222
T413013
淋巴结转移有34230
无20418
远处转移有15114
无39534
P53阳性38137b
阴性16511
总计54648
bP<0.01 vs 阴性.
2.3 PLK1表达与P53, Ki67 LI的关系

在胃癌中P53和Ki67均为核表达(图2).P53阳性38例(70.4%), 其中PLK1(+)/P53(+)37例, PLK1(+)/P53(-)11例, PLK1(-)/P53(+)1例, PLK1(-)/P53(-)5例, 在胃癌中PLK1的表达与P53蛋白积聚显著相关(χ2 = 6.664, P<0.05, 表2).胃癌中Ki67 LI均值为34.7±13.4%(mean±SD), 范围为10.3-60.1%, 通过相关分析PLK1的表达与Ki67 LI呈正相关(r = 0.720, P<0.01).

图2
图2 胃癌组织中P53和Ki67的表达. A: P53阳性表达(×100, AEC显色); B: Ki67阳性表达(×200, DAB显色).
3 讨论

肿瘤的发生和发展是在多种因素的作用下, 包括癌基因激活以及抑癌基因失活的结果, 而癌基因和抑癌基因作用的归结均在于对细胞周期的调控, 细胞周期的调控失常是肿瘤发生的主要原因[5].PLK1在G2晚期M初期参与CDC25C的激活、继而促成Cyclin B/Cdc2的激活, 协助中心体的功能成熟以及纺锤体的形成, 从而促进M期的起始和染色体正常分离分配[6-8]; 通过调节APC(anaphase-promoting complex)来决定细胞能否按期离开M期; 他在细胞自我保护中也起到着重要作用, 当DNA受损时可引起PLK1苏氨酸残基磷酸化而使其活性受抑, 从而使细胞阻滞于G2/M期[9-11]; 在分裂活跃的组织器官或肿瘤细胞中PLK1活性较高.PLK1在许多人类肿瘤和细胞系中提示高表达, 如非小细胞肺癌[12]、头颈部鳞癌[13]、食管癌、胃癌[14]、结肠癌[15]、乳腺癌[16]、卵巢癌[17]、子宫内膜癌[18]、黑色素瘤[19]、前列腺癌[20]、非霍奇金淋巴瘤[21]等.此外Smith et al[22]报道PLK1的过多表达能使NIH3T3细胞癌基因聚集, 这些细胞能在裸鼠上形成肿瘤.这些研究表明PLK1可能参与人类肿瘤发生发展.Tokumitsu et al[14]曾从mRNA水平上对75例胃癌PLK1的表达进行分析, 高表达为55例(73%).我们从蛋白水平对PLK1在正常、非典型增生和胃癌组织进行分析, 正常组织均未见明显表达; 非典型增生组织中有4例弱阳性(36.4%), 均为低表达; 54例胃癌中48例阳性(88.9%).在胃癌中PLK1高表达, 明显高于正常和非典型增生性组织; 并且PLK1的表达在各临床分期中有着显著性差异, 随临床分期的进展, 表达增高, 还与肿瘤浸润深度相关, 而与组织分化程度、远处转移和淋巴结转移无关.由此从mRNA水平和蛋白水平都反映了PLK1在胃癌中高表达, 说明PLK1在胃癌发生发展上可能起着重要的作用, 在诊断上可作为一个新的肿瘤标志物.

P53是一种抑癌基因, 对细胞周期的调控和肿瘤的转归起着重要作用[23].据研究表明, PLK1能抑制P53的转录, 从而影响诱导细胞凋亡的活性, P53可能是PLK1的一个作用靶点[24].Liu et al[25]在PLK1基因敲除细胞中发现P53大量聚集, 提示PLK1对P53的活性有调节作用.我们在通过突变型P53抗体对胃癌的检测发现, PLK1(+)/P53(+)37例, PLK1(+)/P53(-)11例, PLK1(-)/P53(+)1例, PLK1(-)/P53(-)5例, 在胃癌中PLK1的表达与P53蛋白积聚明显相关(P<0.05).从而表明, PLK1除了对肿瘤细胞的细胞周期调控外, 可能还通过对抑癌基因调节参与胃癌的发生发展.

在肿瘤诊断中, 肿瘤增殖活性是一个评价肿瘤进展的重要参数.Ki67是一种细胞增殖核抗原, 存在于G0期以外的所有细胞周期中, 在有丝分裂后迅速降解或失去抗原决定簇, 因此, 被认为是反映细胞增殖状态的理想标记物, 并且还与肿瘤预后密切相关[26-27].在我们的实验中, 胃癌PLK1的表达与Ki67LI呈正相关(r = 0.720, P<0.01), 表明PLK1可反映胃癌的增殖活性, 可能对预后判定也有作用.临床分期和组织分级系统最重要的功能是评价预后和指导治疗, 而在我们的实验中PLK1的表达与胃癌临床分期相关.此外许多关于肿瘤PLK1的表达与预后的研究发现[12-14,20-21]: PLK1的表达与预后相关, PLK1表达越高预后越差.因此PLK1不仅可反映胃癌的增殖活性, 而且可能象非小细胞肺癌、头颈鳞状细胞癌、食管癌、前列腺癌和非霍奇金淋巴瘤等一样对预后判定有着重要意义.

根据PLK1在许多肿瘤中高表达, 与肿瘤细胞增殖和致癌性转化密切相关, 目前已经建立了针对PLK1 mRNA的反义寡核苷酸和小干扰RNA(small interference RNA, siRNA), 他们能特异性的对PLK1 mRNA及其蛋白产物表现为剂量依赖性的抑制作用, 由此也抑制了PLK1的丝氨酸/苏氨酸激酶的活性, 能有效抑制培养细胞系或裸鼠肿瘤模型中肿瘤细胞的增殖[28].说明了PLK1可以作为肿瘤治疗的一个靶点, 在临床治疗中有着重要的指导作用.综合以上, 我们的研究表明PLK1在胃癌中表达明显高于正常和非典型增生组织, 其表达与临床分期、浸润深度和肿瘤增殖活性密切相关, 与抑癌基因(P53)相互作用, 在胃癌的发生发展中可能起着重要作用, 在胃癌诊断中可作为一种新的肿瘤标志物, 在临床治疗和预后判定中有一定的指导意义.

编辑: 潘伯荣 审读: 张海宁

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