楊利霞 李 淼 李鄉(xiāng)南 方長清 李建華＊

多效蛋白PTN在肺腺癌血清、組織和胸水細(xì)胞中的表達(dá)及意義

楊利霞1李 淼2李鄉(xiāng)南1方長清1李建華1＊

(1中國醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院病理教研室及中國醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院病理科,遼寧沈陽110001;2遼寧中醫(yī)藥大學(xué)附屬第二醫(yī)院病理科,沈陽110034)

目的 通過檢測肺腺癌患者術(shù)前血清標(biāo)本及相對應(yīng)的術(shù)后切除肺癌組織標(biāo)本,和肺腺癌轉(zhuǎn)移胸水標(biāo)本中的PTN蛋白的表達(dá),探討PTN蛋白在肺腺癌患者三種不同標(biāo)本中的表達(dá)及意義。方法 利用Western-blot、免疫組織化學(xué)、免疫細(xì)胞化學(xué)方法分別檢測189例上述三種不同標(biāo)本中PTN蛋白的表達(dá),其中有29例對應(yīng)的術(shù)前血清,肺腺癌術(shù)后組織和術(shù)后3-4個月的轉(zhuǎn)移胸水標(biāo)本,同時分別以50例正常獻(xiàn)血者血清、50例來自于189例肺腺癌癌旁組織和50例胸水良性增生細(xì)胞作為對照。結(jié)果 肺腺癌患者血清、組織、胸水中PTN蛋白的表達(dá)分別高于對照組PTN蛋白的表達(dá)。PTN蛋白在肺腺癌患者胸水細(xì)胞中的表達(dá)率57.7%(109/189)高于組織中的表達(dá)率42.9%(81/189)、組織中的表達(dá)率42.9%(81/189)高于肺腺癌患者血清中的表達(dá)率18%(53/189),差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。在189例肺腺癌患者的胸水標(biāo)本中PTN和Vimentin的表達(dá)呈正相關(guān)關(guān)系(P<0.01,r=0.728)。并且,在29例分別來源于同一例患者的這三種標(biāo)本中,27例 PTN在血清和肺腺癌組織中陰性表達(dá),但在相對應(yīng)的惡性胸水腺癌細(xì)胞中PTN呈陽性表達(dá)。同時,在這27例對應(yīng)的標(biāo)本中,PTN陽性表達(dá)的標(biāo)本Vimentin亦陽性表達(dá),而E-ca陰性表達(dá)。結(jié)論 PTN蛋白在肺腺癌患者血清、組織和胸水中高表達(dá),且PTN和Vimentin的表達(dá)一致說明PTN在肺腺癌的EMT轉(zhuǎn)化過程中可能起到重要的作用。

PTN; 血清; 組織; 胸水; EMT

多效蛋白(pleiotrophin,PTN)最早是在1989年華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)中心純化的一種生長因子[1]當(dāng)時認(rèn)為該因子為17KD的蛋白,與肝素具有高親和性,并首次被命名為肝素結(jié)合生長因子。1990年華盛頓大學(xué)的醫(yī)學(xué)中心的進(jìn)一步研究[2]發(fā)現(xiàn),該因子與當(dāng)時已知的7個與肝素結(jié)合生長因子不存在明顯的同源性,并因該蛋白具有多種生物學(xué)活性而改名為PTN,意為多效蛋白,能更準(zhǔn)確地表達(dá)該因子的特性。PTN編碼168個氨基酸,與中期因子存在50%的序列同源性,兩者共同組成肝素結(jié)合超家族。PTN在多種腫瘤組織及血清中高表達(dá)[3-5],具有促有絲分裂及促進(jìn)血管新生的特性,影響腫瘤細(xì)胞的血供、生長及轉(zhuǎn)移。研究表明,PTN蛋白在肺癌組織中含量豐富,早期即可在血漿中出現(xiàn),并且與腫瘤的分期相關(guān)[6],2002年Jajer等用ELISA法檢測肺癌患者血清中的PTN表達(dá)水平,發(fā)現(xiàn)PTN濃度比正常血清中的濃度顯著增高,并且與臨床病理分期成正相關(guān),與化療藥物成負(fù)相關(guān)[7]。本研究的目的是檢測PTN在肺腺癌不同標(biāo)本中的表達(dá),并分析它們之間的關(guān)系,探討 PTN在肺腺癌上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transitions,EM T)中的作用。

材料和方法

1.臨床資料

收集2008年-2010年之間肺腺癌患者的術(shù)前血清189例和相對應(yīng)的肺腺癌患者的術(shù)后切除組織標(biāo)本,年齡 45歲-76歲之間,其中男97例,女 92例;臨床分期Ⅰ、Ⅱ期101例,Ⅲ、Ⅳ期88例;淋巴結(jié)未轉(zhuǎn)移99例,淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移90例;高中分化95例,低分化94例;189例肺腺癌患者轉(zhuǎn)移的胸水標(biāo)本。其中有29例患者既有術(shù)前血清,術(shù)后組織標(biāo)本,又有相對應(yīng)的術(shù)后3-4個月的轉(zhuǎn)移胸水標(biāo)本。另收取50例正常獻(xiàn)血者血清、50例來自于189例肺腺癌癌旁組織、50例良性胸水增生細(xì)胞(炎癥,結(jié)核,創(chuàng)傷所致)作為對照。所有標(biāo)本均取自于中國醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院病理科。

2.試劑

鼠抗人 PTN(H-6)(sc-74443)單克隆抗體(濃縮性)購自美國Snata公司,辣根過氧化物酶標(biāo)記的羊抗鼠二抗于4℃保存待用。兔抗人TTF1單克隆抗體(即用型),鼠抗人CK19單克隆抗體(即用型),鼠抗人E-cad單克隆抗體,兔抗人vimentin單克隆抗體(即用型),S-P超敏免疫組化試劑盒和DAB酶底物顯色試劑盒均購自北京中杉生物技術(shù)有限公司。

3.實驗方法

3.1 免疫組織化學(xué)和免疫細(xì)胞化學(xué)技術(shù)組織、胸水標(biāo)本常規(guī)離心、沉淀包埋、切片、脫蠟、水化,按S-P法常規(guī)步驟進(jìn)行,以PBS代替一抗作陰性對照。結(jié)果判定標(biāo)準(zhǔn):每張切片在光鏡下隨機選取5個視野,每個視野計數(shù)100個瘤細(xì)胞,著色強度分為無色為0分,淺黃色或黃色為1分,棕黃色為2分。陽性細(xì)胞數(shù)分為<10%為0分,10%-50%為1分,>50%為2分,兩項得分相乘結(jié)果>2記為陽性(+),<2為陰性。

3.2 Western-blot技術(shù)總蛋白從血清和胸水細(xì)胞中提取,冰上超聲處理,4℃靜置,孵育 50min,4℃離心 20min(1000r/min),提取上清,用Brodford法測定蛋白濃度,以每孔80μg蛋白加入10%SDS-PA GE凝膠電泳后,4℃,50V條件下濕電轉(zhuǎn)移儀將蛋白轉(zhuǎn)入0.22μmPVDF膜,5%脫脂奶粉封閉液封閉2h,在分子量為18-25KD附近剪開 PVDF膜孵育一抗(PTN 1:100稀釋)4℃過夜,X底片曝光,顯影,定影后拍照,以β-actin為內(nèi)參,用凝膠成像及分析系統(tǒng)(Bio Imaging Systems,美國)分析蛋白各條帶的灰度值,并取其與β-actin的比值為相對表達(dá)量分析 PTN的表達(dá)情況,每組結(jié)果均為相同條件重復(fù)3次。

4.統(tǒng)計學(xué)分析

應(yīng)用SPSS13.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,采用χ2檢驗(不滿條件時用 Fisher確切概率法)分析各組計數(shù)資料,P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

1.血清中 PTN蛋白Western-blot結(jié)果

如圖1所示,在肺腺癌患者的血清中可見有特異性條帶,其中Ⅳ期肺腺癌患者的血清 PTN蛋白表達(dá)水平明顯高于Ⅰ期肺腺癌患者的血清PTN蛋白表達(dá)水平。

2.PTN蛋白在肺腺癌組織中免疫組化結(jié)果

PTN在肺腺癌組織中的陽性率為42.9%(81/189)(圖 2B),在癌旁正常組織中的陽性率 20%(10/50)(圖2A),PTN在肺腺癌組織中的陽性率高于癌旁正常組織(P<0.01),如表1所示。陽性染色主要定位于胞膜和胞漿(圖2B),其中 PTN蛋白在低分化肺腺癌患者的組織中的陽性率(54.3%)高于高中分化肺腺癌患者的組織中的陽性率(31.6%),PTN蛋白在有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的肺癌組織中的陽性率(54.4%)高于無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的肺癌組織中的陽性率(32.3%),差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)?？梢奝TN蛋白的表達(dá)與年齡、性別、臨床分期無關(guān),與分化程度和淋巴結(jié)有無轉(zhuǎn)移有關(guān),如表2所示。

3.PTN蛋白在胸水細(xì)胞中的免疫組化結(jié)果

在本研究中,通過 TCT篩查(圖3A),篩選出可疑的胸水腫瘤細(xì)胞進(jìn)一步做石蠟包埋切片HE染色(圖3B),免疫細(xì)胞化學(xué)CK19、TTF1染色證實了腫瘤細(xì)胞的來源及分型(圖3C、D),如圖3所示,同時結(jié)合臨床證實我們所收集的惡性胸水細(xì)胞標(biāo)本為肺腺癌轉(zhuǎn)移至胸水所致的惡性胸水細(xì)胞。PTN蛋白在惡性胸水腺癌細(xì)胞的陽性率為57.7%(109/189)(圖3F),在胸水良性增生細(xì)胞中的陽性率為32%(16/50)(圖3E),PTN蛋白在惡性胸水細(xì)胞中的陽性率高于胸水良性增生細(xì)胞中的陽性率(P<0.01),如表1所示。

4.PTN蛋白在胸水細(xì)胞中的Western-blot檢測結(jié)果

在肺癌患者的惡性胸水細(xì)胞可見特異性條帶,其中在良性胸水細(xì)胞中無 PTN蛋白的表達(dá),在惡性胸水腺癌細(xì)胞中可見PTN蛋白的表達(dá),如圖4所示。

5.PTN蛋白的表達(dá)和EM T之間的關(guān)系

如表1所示,PTN蛋白在惡性胸水腺癌細(xì)胞中的陽性率57.7%(109/189)高于肺腺癌組織中的陽性率42.9%(81/189),在肺腺癌組織中的陽性率42.9%(81/189)高于血清中的陽性率18%(53/189),差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。在29例分別來源于同一例患者的標(biāo)本中,有27例標(biāo)本PTN蛋白在術(shù)前血清和術(shù)后組織中陰性表達(dá)(圖5A),但在其對應(yīng)的術(shù)后轉(zhuǎn)移胸水細(xì)胞中PTN蛋白均呈強陽性表達(dá)(圖5D),并且在肺腺癌組織中 E-cad陽性表達(dá)(圖5C),Vimentin陰性表達(dá)(圖5B),但在胸水標(biāo)本中,結(jié)果與之相反(圖5E、F),圖片均來自于同一例患者。如表3所示,在189例肺腺癌轉(zhuǎn)移的惡性胸水細(xì)胞中,PTN和Vimentin成正相關(guān),差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01,r=0.728)

討 論

前已述及,肺癌對人類健康的危害日益嚴(yán)重,直接影響人類的身心健康和生活質(zhì)量,肺癌死亡率高的主要原因是由于難以早期發(fā)現(xiàn)和易于轉(zhuǎn)移,導(dǎo)致患者手術(shù)后五年存活率降低,正是因為這兩個原因,近年來,許多學(xué)者把研究的焦點聚集在肺癌的早期診斷和EM T上。

癌癥的發(fā)生過程是一系列分子事件的作用引發(fā)的,包括基因突變,例如 ras和p53基因突變,生長因子和受體的過度表達(dá),突變后的細(xì)胞能夠惡性生長和易發(fā)生轉(zhuǎn)移,并對藥物產(chǎn)生抵抗,激活的 PTN可能通過某種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑使腫瘤細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化,因為發(fā)現(xiàn)在多種腫瘤組織中,PTN是高表達(dá)的,如神經(jīng)母細(xì)胞瘤、神經(jīng)膠質(zhì)瘤、卵巢癌、前列腺癌、wilms瘤、絨癌和黑色素瘤等[8],在這些腫瘤組織中內(nèi)源性的 PTN基因持續(xù)活化,而在相應(yīng)的正常組織中很難檢測到PTN的表達(dá)。在神經(jīng)母細(xì)胞瘤中 PTN和它的受體 RPTPβ/ζ都表達(dá)增加[9],并且它們的表達(dá)水平與該腫瘤惡性程度有關(guān)。PTN在某些腫瘤組織中,表現(xiàn)出細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化、抗凋亡、血管生成和纖溶等與腫瘤侵襲性生長有關(guān)的特性[10]。

1998年 Souttou等用 ELISA方法檢測消化道腫瘤患者血清中的 PTN表達(dá),發(fā)現(xiàn)腫瘤患者血清中的PTN表達(dá)水平顯著高于正常對照,并與腫瘤的分期,腫瘤負(fù)荷相關(guān)[11]。作者隨后用免疫組織化學(xué)方法檢測相應(yīng)腫瘤患者組織中的 PTN表達(dá)水平,結(jié)果發(fā)現(xiàn),血清中 PTN高表達(dá)的腫瘤患者,其組織中 PTN亦高表達(dá),并且術(shù)后患者血清中的PTN濃度較術(shù)前大大降低。2002年Jajer等也用ELISA方法檢測肺癌患者血清中的 PTN表達(dá)水平,發(fā)現(xiàn)肺癌患者血清中的 PTN表達(dá)水平明顯高于對照組,并與腫瘤的分期成正相關(guān),與化療藥的療效成負(fù)相關(guān),推測檢測血清中的 PTN表達(dá)水平可能成為早期診斷肺癌的一種有效方法[7]。Jager等在1997年應(yīng)用RT-PCR檢測了26株肺癌細(xì)胞系中的PTN mRNA表達(dá),其中有12株小細(xì)胞肺癌(SCLC),14株非小細(xì)胞肺癌(NSCLC),結(jié)果顯示9株SCLC和3株NSCLC有PTN mRNA的表達(dá)[12]。

細(xì)胞發(fā)生EMT時表現(xiàn)為上皮細(xì)胞失去極性,與周圍細(xì)胞和基質(zhì)的接觸減少,細(xì)胞黏附力下降,遷移和運動能力增加,同時細(xì)胞表型發(fā)生改變[13]。在腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移過程中細(xì)胞首先獲得EM T的特性,以實現(xiàn)對周圍組織的浸潤和遠(yuǎn)處器官的轉(zhuǎn)移,一旦這一過程完成,這些細(xì)胞就可能通過間質(zhì)細(xì)胞上皮轉(zhuǎn)型(mesenchyma-epithelial transition,MET)而重新獲得增殖能力[14],Mitsiadis[15]等在1995年研究發(fā)現(xiàn)在胚胎發(fā)育(胚胎形成的第9-14.5天)和器官形成過程中,PTN和M K在上皮間質(zhì)化過程中發(fā)揮作用,如在神經(jīng)系統(tǒng)、感覺器官、呼吸器官、消化器官、泌尿生殖器官以及骨骼和牙齒的發(fā)育過程中這兩種蛋白都可以被檢測出來。那么PTN在腫瘤EM T形成過程中是否也發(fā)揮重要的作用呢?2006年P(guān)erez-Pinera等研究發(fā)現(xiàn)PTN可以破壞鈣依賴的細(xì)胞與細(xì)胞之間的黏附從而引起 EMT[16],但這是作者在體外PTN處理細(xì)胞獲得的結(jié)論,然而在體內(nèi)肺腺癌細(xì)胞中是否有 PTN蛋白的存在,以及在肺腺癌EM T轉(zhuǎn)變過程中其作用是什么,目前尚無文獻(xiàn)報導(dǎo)。

我們研究發(fā)現(xiàn)PTN在肺腺癌患者的三種不同標(biāo)本中均高表達(dá),并且在肺腺癌組織中 PTN蛋白的表達(dá)與分化程度和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)。同時,我們比較了在未發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的術(shù)前血清、原發(fā)肺腺癌組織與肺腺癌發(fā)生胸腔轉(zhuǎn)移的癌細(xì)胞中PTN表達(dá)的差異,發(fā)現(xiàn) PTN在原發(fā)肺腺癌組織中的陽性率(42.9%)高于術(shù)前血清中的陽性率(18%),在肺腺癌胸腔轉(zhuǎn)移的癌細(xì)胞中的陽性率(57.7%)明顯高于未發(fā)生轉(zhuǎn)移的肺腺癌組織的陽性率(42.9%),差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。其中有29例肺腺癌組織標(biāo)本同時收集到術(shù)前血清和術(shù)后3-4個月發(fā)生胸腔轉(zhuǎn)移的癌細(xì)胞標(biāo)本,有27例術(shù)前血清和未發(fā)生轉(zhuǎn)移的肺腺癌組織中PTN蛋白呈陰性表達(dá),而在術(shù)后3-4個月發(fā)生胸腔轉(zhuǎn)移的腺癌細(xì)胞中強陽性表達(dá),可能提示我們PTN蛋白的表達(dá)在肺腺癌的侵襲轉(zhuǎn)移過程中發(fā)揮重要的作用。而且,在這27例發(fā)生胸腔轉(zhuǎn)移的腺癌細(xì)胞中PTN蛋白陽性表達(dá)的同時波形蛋白Vimentin均呈強陽性表達(dá),而 E-cad蛋白均為陰性表達(dá),進(jìn)一步證明PTN蛋白在肺腺癌細(xì)胞 EMT轉(zhuǎn)化過程中可能起到誘導(dǎo)作用。在29例肺腺癌胸水標(biāo)本中PTN表達(dá)率高于189例肺腺癌胸水中PTN的表達(dá)率,可能由于29例胸水標(biāo)本相對新鮮,胸水中含癌細(xì)胞量多,基本上屬于晚期病例,PTN陽性表達(dá)率較高;而在189例胸水標(biāo)本中可能混雜有臨床分期為T2期、位置靠近胸膜邊緣易于發(fā)生胸膜轉(zhuǎn)移的腫瘤,有些病例中癌細(xì)胞含量較少,標(biāo)本陳舊,可能造成結(jié)果的假陰性率較高。

以上研究表明 PTN在肺腺癌中高表達(dá),并且在其發(fā)生,發(fā)展和轉(zhuǎn)移過程中可能起重要的作用,尤其在肺腺癌的 EM T轉(zhuǎn)變中,其作用越來越受到人們的重視。將來的研究可以以PTN作為藥物作用靶點,或者體外合成 PTN的抑制劑,以達(dá)到下調(diào)PTN或完全抑制的目的,進(jìn)而阻止腫瘤進(jìn)一步的生長和轉(zhuǎn)移[17]。但在腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程中PTN究竟是如何發(fā)生作用,其機制尚不清楚,需要進(jìn)一步探討研究。

圖1 Western-blot結(jié)果顯示3、5條帶代表正常獻(xiàn)血者血清,1、4條帶代表Ⅰ期肺腺癌患者血清,2、6條帶代表Ⅳ期肺腺癌患者血清Fig.1 Lane 3,5 were normal blood donors,Lane 1,4 were lung cancer patients with stageⅠand Lane 2,6 were lung cancer patients with stageⅣ,respectively.

表1 PTN蛋白在不同類型標(biāo)本中陽性率的比較Table 1 The comparison of PTN positive rate in difference specimens

表2 在肺腺癌組織中PTN蛋白的表達(dá)與臨床病理學(xué)參數(shù)的關(guān)系Table 2 Relationship of the expression of PTN protein to the cilinial and pathological factors in lung adenocarcinoma tissue

圖2 A.PTN在癌旁支氣管上皮細(xì)胞中陰性表達(dá)。SP法,×200;B.PTN在肺腺癌組織中陽性表達(dá)。SP法,×200Fig.2 A.Negative expression of PTN in normal bronchi endothelial cells.SP method,×200;B.Positive expression of PTN in lung adenocarcinoma.SP method,×200;

圖4 Western-blot結(jié)果顯示1條帶代表良性增生胸水細(xì)胞,2、3、4條帶代表惡性胸水腺癌細(xì)胞Fig.4 lane 1 was benign pleural fluid;lane 2-4 were malignant pleural eff usion.

表3 在惡性胸水腺癌細(xì)胞中PTN和Vimentin表達(dá)之間的關(guān)系Table 3 The relationship between PTN and Vimentin expressions in lung adenocarcinoma cells from pleural fluid

圖5 A.PTN在肺腺癌組織中陰性表達(dá) SP法×200;B.Vimentin在肺腺癌組織中陰性表達(dá) SP法×200;C.E-cad在肺腺癌組織中陽性表達(dá) SP法×200;D.PTN在惡性胸水腺癌細(xì)胞中陽性表達(dá) SP法×400;E.Vimentin在惡性胸水腺癌細(xì)胞中陽性表達(dá) SP法×400;F.E-cad在惡性胸水腺癌細(xì)胞中陰性表達(dá) SP法×400

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Expression and signif icance of PTN in lung adenocarcinoma patients

Yang Lixia1,Li Miao2,Li Xiangnan1,Fang Changqing1,Li Jianhua1＊
(1Department of Pathology,College of Basic Medical Sciences,China Medical University,and Department of Pathology,The First Af f iliated Hospital of China Medical University,Shengyang 110001;2Department of Pathology,The Second Af f iliated Hospital,Laioning Traditional Chinese Medical University,Shenyang 110034,China)

Objective To detect the expression of PTN protein in the serum of lung adenocarcinoma patients before surgery,their corresponding lung adenocarcinoma tissue after surgery,and lung adenocarcinoma cells f rom pleural fluid and to discuss the relationship and significance.Methods The expression of PTN protein in three kind of specimens(totally 189)was detected by Western-blot,immunohistochemistry and immuncytochemistry.There were 29 patients f rom whom serum before surgery,carcinoma tissue after surgery,and carcinoma cells f rom pleural fluid were all taken.Meanwhile,normal blood serum,normal tissues and bengin pleural fluid f rom 50 cases each served as controls.Results The positive rates of PTN protein in the serum corresponding carcinoma tissue,and carcinoma cellsf rom pleural fluid were respectively higher than that of their controls.The positive rate of PTN in pleural fluid(57.7%,109/189)was higher than that in tissue(42.9%81/189),and the rate of in tissue was higher than that in blood serum(18%53/189),with statistical significance(P<0.05).The expression of PTN and Vimentin had a positive correlation in carcinoma cells f rom pleural fluid of 189 patinents(P<0.01,r=0.728).Moreover,in the 3 different specimens of the 29 patients,27 cases showed PTN negative expression in serum and carcinoma tissues but positive expression in corresponding carcinoma cells f rom pleural fluid.At the same time,the expression of PTN was consistent with that of Vimentin but contrary to that of E-ca.Conclusion PTN is highly expressed in serum、tissue and pleural fluid of lung adenocarcinoma patients.The consistent ex-pression of PTN and Vimentin suggests that the expression of PTN in lung adenocarcinoma has a significance relationship with,epithelial-mesenchymal transition of the tumor.

PTN; Serum; Tissue; Pleural fluid; EM T

R734.2

A

10.3870/zgzzhx.2011.03.015

2010-02-10

2010-04-01

遼寧省科學(xué)技術(shù)廳(20082077)

楊利霞,女(1983年),漢族,碩士研究生。

＊通訊作者(To whom correspondence should be addressed)