胰腺癌组织TGF-β1、ERK1、ERK2和c-jun的表达及意义

胰腺癌组织TGF-β1、ERK1、ERK2和c-jun的表达及意义董春燕;刘铁夫;戚继萍
【摘要】目的研究TGF-β1、ERK1、ERK2和c-jun在胰腺癌组织和对照组织中的表达特征、相互关系及其临床意义.方法应用S-P法检测45例胰腺癌20例对照组(16例胰腺良性病变和4例正常胰腺)组织中TGF-β1、ERK1、ERK2和c-jun的表达.结果 TGF-β1在人胰腺癌组织中的阳性表达率为66.67%(30/45),对照组的阳性率为30%(6/20),两者比较有显著差异;ERK1和ERK2在胰腺癌组织的阳性表达率分别为86.7%(39/45)和84.44%(38/45),在对照组的阳性率分别为30%(6/20)和20%(4/20),两者比较有显著差异;c-jun在胰腺癌中的阳性表达率为
75.6%(34/45),对照组的阳性率是10%(2/20),两者之间有显著差异.c-jun及TGF-β1高表达与肿瘤转移相关.TGF-β1与ERK1/2之间、ERK1与ERK2之间、c-jun 与ERK1/2之间均有相关关系.结论胰腺癌组织中TGF-β1、ERK1、ERK2及c-jun 蛋白表达均有显著性改变,这些蛋白的检测可为胰腺癌早期诊断及预后判断奠定基础;TGF-β1、ERK1/2及c-jun这一TGF-β转导通路在胰腺癌的发生、发展及转移过程中起重要作用.
【期刊名称】《中华胰腺病杂志》
【年(卷),期】2005(005)001
【总页数】5页(P28-32)
【关键词】胰腺肿瘤;转化生长因子β;蛋白激酶类;原癌基因蛋白质c-jun
【作者】董春燕;刘铁夫;戚继萍
【作者单位】150001,黑龙江,哈尔滨医科大学附属第一临床医学院消化内
科;150001,黑龙江,哈尔滨医科大学附属第一临床医学院消化内科;150001,黑龙江,
哈尔滨医科大学附属第一临床医学院消化内科
【正文语种】中文
【中图分类】R735.9
转化生长因子β(transforming growth factor β,TGF-β)是一类对靶细胞具有多种特殊作用的细胞生长、分化调节蛋白[1,2]。

TGF-β1是这一家族中重要的一员，广泛参与哺乳动物的各种病理生理过程，在调节细胞生长、分化、凋亡和间质合成等方面起重要
作用。

人们已发现人类许多疾病尤其是肿瘤中存在TGF-β通路异常，TGF-β信号
转导通路的紊乱可使细胞逃避TGF-β介导的生长抑制效应。

细胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated kinase, ERKs)是有丝分裂原激活蛋白激酶(mitogen activated protein kinase, MAPK)家族的一个亚族[3,4,5]，可被许多细胞因子和生长因子激活，介导细胞增殖、分化等信号转导。

ERK1和ERK2是其中的两个重要成员，它们所参与的信号转导与肿瘤的发生、发展密切相关。

胰腺癌发病隐匿，恶性程度高，手术切除率低，是预后最差的恶性肿瘤之一。

进行深入的胰腺癌基础和临床研究以提高胰腺癌的诊断、预防和治疗水平，改善患者的预后，这是当前胰腺癌研究的发展方向。

本实验目的是检测临床胰腺癌患者病理组织中TGF-β1、ERK1、ERK2和c-jun蛋白表达情况，以探讨TGF-β1和
ERK1/ERK2、c-jun这一TGF-β转导通路对胰腺癌发生发展的影响及可能的作用
机制。

材料与方法
一、材料
45例石蜡包埋胰腺导管腺癌组织收集于哈尔滨医科大学附属第一临床医学院和第
三临床医学院外科1998年～ 2003手术切除标本，全部病例均经病理诊断。

男
性21例，女性24例。

年龄为25 ～ 74岁。

根据1987年UICC制定的TNM临
床分期，Ⅰ-Ⅱ期18例，Ⅲ-Ⅳ期27例。

高中分化31例，低分化14例。

有淋巴转移或远隔转移27例，无转移18例。

同时收集胰腺囊肿8例，胰腺囊腺病6例，胰腺炎伴潴留囊肿2例，正常胰腺组织4例，共计20例非胰腺癌组织作为正常对照。

石蜡包埋标本连续5 mm切片，HE染色复述病理组织学特征及确定肿瘤分化程度，其他切片进行免疫组化染色。

兔IgG抗人TGF-β1、ERK1、ERK2和c-jun 的IgG抗体及DAB、SP试剂盒均购自北京中山生物技术公司。

二、方法
免疫组化应用S-P法，操作步骤按说明书进行。

所有切片均由两位病理科医师独
立阅片后综合评定，组织中阳性细胞数 > 10%为阳性。

以TGF-β1、c-jun、ERK1和ERK2蛋白表达阳性的乳腺癌组织标本作为TGF-β1、c-jun、ERK1和ERK2的阳性对照。

以PBS代替一抗作为阴性对照。

三、统计学处理
应用SASS软件包进行χ2检验及Simple Kappa Coefficient一致性检验，P < 0.05为有统计学意义。

结果
一、TGF-β1、ERK1、ERK2和c-jun在人胰腺癌组织中的表达
1．TGF-β1在人胰腺癌组织中的表达：TGF-β1蛋白阳性颗粒主要位于胞质，呈
棕黄色(图1)。

胰腺癌阳性表达率66.67%(30/45)，而对照组织的阳性率
30%(6/20)，两者比较有显著差异。

图1 低分化胰腺癌TGF-β1蛋白阳性(SP法× 400)
2．ERK1和ERK2在人胰腺癌组织中的表达：ERK1和ERK2蛋白阳性颗粒主要位于胞质，呈棕黄色，部分为核-质型(图2，3)。

ERK1 和ERK2在胰腺癌组织的阳
性表达率分别为86.7%(39/45)和84.44%(38/45)，在对照组织的正常胰腺腺胞和少量胞质着色阳性率分别为30%(6/20)和20%(4/20)，胰腺癌组织和对照组织阳
性率比较有显著差异。

图2 低分化胰腺癌组织ERK1蛋白阳性(SP法× 200)
3．c-jun在人胰腺癌组织中的表达：c-jun蛋白阳性颗粒主要位于胞核，呈棕黄色(图4)。

c-jun在胰腺癌中的阳性表达率为75.6%(34/45)，对照组织的阳性率是10%(2/20)，二者阳性率有显著差异。

图3 低分化胰腺癌组织ERK2蛋白阳性(SP法× 200)
图4 高分化胰腺组织c-jun蛋白阳性(SP法× 400)
二、TGF-β1、ERK1、ERK2及c-jun表达与临床病理指标的关系(表1)
TGF-β1与患者年龄、性别、肿瘤组织分化、临床分型均无显著差异，但与肿瘤转移相关，有肿瘤转移发生的胰腺癌TGF-β1阳性率明显高于无转移者。

ERK1、ERK2与患者年龄、性别、肿瘤组织分化程度、临床分型、转移均无显著相关关系。

c-jun与患者年龄、性别、肿瘤组织分化、临床分型均无显著相关关系，与肿瘤转移情况相关，有肿瘤转移发生的胰腺癌c-jun阳性率明显高于无转移者。

三、TGF-β1、ERK1、ERK2及c-jun表达之间的相关关系
统计学分析显示TGF-β1与ERK1/2之间、ERK1与ERK2之间、c-jun与ERK1/2之间均有相关关系，TGF-β1与c-jun之间无相关关系。

讨论
自从最先发现TGF-β至今，对其生物学效应及其机制的研究不断深入。

目前，对
其作用机制的认识在三个方面得到较大的进展。

第一个是经典通路TGFβ-TGFβR-
Smad[6,7]；第二个是TGFβ-TGFβR-TAB1-TAK1通路；第三方面是TGFβ-TβR-P21ras-MEK-ERK通路。

TGF-β能参与MAPK通路的信号转导，这一点早已为研究者所发现，最近有关该通路的研究进展迅速。

当活性的TGF-β1与细胞膜表面的TGF-βR结合后，活化p21ras-raf-MEK1/2-ERK1/2通路，MEK1/2(MAPKK)磷酸化ERK1/2(MAPK)，进而由磷酸化的ERK1/2进入细胞核，在各种转录因子Elk1、SRF、SAP-1、c-Myc和STAT等参与下改变靶基因转录。

TGF-β的后两个转导途径TAB1-TAK1及p21ras-MEK-ERK总的可以归结为MAPK级联系统[3,4,8,9]。

表1 TGF-β1、ERK1、ERK2和c-jun在人胰腺癌及对照组组织中的表达临床指标例数TGF⁃β1阳性例数χ2值P值ERK1阳性例数χ2值P值ERK2阳性例数χ2值P值c⁃jun阳性例数χ2值P值组织类别
7．534<0．05∗25．151<0．05∗9．876<0．05∗24．081<0．05∗胰腺癌4530393834 胰腺良性病变组织206642性别
0．000>0．050．000>0．050．000>0．050．621>0．05 男2114181817 女2416212017年龄
0．044>0．050．000>0．050．576>0．050．186>0．05 <602215192016 ≥602315201818分化程度
0．000>0．050．000>0．050．363>0．050．000>0．05 高中分化3121262523 低分化149131311TNM分期
2．179>0．050．000>0．050．191>0．050．406>0．05 Ⅰ⁃Ⅱ期1813161715 Ⅲ⁃Ⅳ期271723219转移
6．667<0．05∗0．649>0．052．037>0．054．819<0．05∗无188171310 有2722222524
TGF-β信号转导通路完整性的检测，主要集中在TGF-β—Smad4/DPC4和TGF-
β-MAPK这两个效应相反的信号转导通路。

TGF-β/Smad信号转导通路可介导细
胞生长抑制效应，通常认为由该通路的配体、受体、SMAD蛋白、转录调节的靶
基因组成一个肿瘤抑制通路。

TGF-β对MAPK通路的激活可使肿瘤细胞有一个选择性的生长优势。

在多种肿瘤中可观察到TGF-β1的高表达[1,2,10-12]，TGF-β1在肿瘤发展中的作用在体内、体外及转基因鼠中均被探讨过，有些结果自相矛盾似乎难以解释，这反应了TGF-β1在肿瘤发生中作用的复杂性。

在患者肿瘤组织中，TGF-β1表现为两种不同甚至截然相反的作用：在肿瘤的早期阶段，由于其引起生长周期阻断的作用，它可作为肿瘤抑制物；在肿瘤进展的过程中，TGF-β1可由肿瘤细胞和(或)其周围
的基质细胞产生，且细胞因TGF-β1的抑制增殖作用消失而出现优势生长；在肿瘤生长的晚期阶段，TGF-β1作为肿瘤的促进因子，通过刺激血管生成、细胞播散、免疫抑制及合成细胞外基质等提供适宜肿瘤生长、浸润及转移的微环境。

多项研究显示，乳腺癌、胃癌、前列腺癌及宫颈癌等肿瘤组织中均有TGF-β1的高表达，患者血浆TGF-β1水平升高，尿中TGF-β1的排泄量亦与其肿瘤细胞负荷量相关。

本研究显示人胰腺癌组织中有TGF-β1过表达现象，45例胰腺癌中TGF-β1阳性表
达30例，阳性率为66.67%，而20例良性病变对照组织的TGF-β1阳性表达只
有6例，阳性率30%，两者有显著差异；TGF-β1在肿瘤组织中高表达的具体机
制尚不十分清楚，可能与肿瘤细胞对TGF-β1的合成加工增加和释放异常有关，大多数肿瘤组织存在TGF-β受体表达降低或突变失活、TGF-β/Smad信号转导通路中断等因素负反馈刺激TGF-β1的合成释放。

TGF-β1被称为负性生长因子，但高水平的TGF-β1似乎并不抑制活体组织肿瘤细胞的生长，目前研究认为导致这种不敏感的原因可能与肿瘤细胞合成、加工和释放TGF-β1异常、TGF-β1丢失、前体TGF-β1活化能力丧失以及细胞内受体后信号转导通路缺陷有关。

ERK1和ERK2是ERKS的两个重要成员，分别是44 000和42 000的蛋白，其同
源性约为80%。

ERK1和ERK2广泛存在，在某种程度上可被多种配体和外界刺激所激活，具有细胞种类特异性。

活化的ERK激酶移位到细胞核，磷酸化一系列转
录因子，包括c-myc，stat，SAP-1(AP-1家族包括c-jun和c-fos等)等，从而引起细胞增殖分化，调节细胞周期和细胞生存。

大量研究显示在乳腺癌、肝癌及胃癌等肿瘤组织中有ERK1和ERK2的过表达发生。

但有关人胰腺癌组织中ERK1和ERK2的表达的研究较少。

本研究结果显示，ERK1和ERK2在胰腺癌组织的阳性
表达率分别为86.7%(39/45)和84.44%(38/45)，在良性病变对照组织的阳性率分别为30%(6/20)和20%(4/20)，胰腺癌组织和对照组织阳性率比较有显著差异。

ERK1、ERK2蛋白表达在患者年龄、性别、肿瘤组织分化程度、临床分型、转移
情况这些病例指标中均无显著差异，提示ERK1、ERK2蛋白的高表达可能是胰腺
癌发生的早期事件，ERK1、ERK2蛋白过表达的检测在临床中应用可能有利于提
高胰腺癌的早期诊断。

活化的ERK激酶移位到细胞核磷酸化一系列转录因子，包括AP-1家族等，引起
细胞增殖分化。

c-jun编码的Jun蛋白[13,14]属于激活蛋白(AP-1)家族成员之一，是MAPK家族的下游靶基因。

许多瘤基因通过AP-1家族信号转导通路介导其转
化致瘤作用，活化的AP-1家族通过下游靶基因表达促使细胞转化、癌变并参与了细胞基质降解、黏附异常、转移瘤新生血管生成等各个环节。

近年来，AP-1家族信号转导通路与肿瘤的关系的研究有很多突破性进展，但在胰腺癌中的研究较少。

本研究显示，c-jun在人胰腺癌组织中呈高表达状态，阳性表达率为
75.6%(34/45)，而良性病变对照组织的阳性率仅为10%(2/20)，二者阳性率有显
著差异。

c-jun在患者不同年龄、性别、肿瘤组织分化、临床分型之间无显著差异，与肿瘤转移情况相关，有肿瘤转移发生的胰腺癌c-jun阳性率明显高于无转移者。

TGF-β1及c-jun的联合检测可能对胰腺癌患者的预后判断和转移情况的估计有指导意义。

TGF-β1、ERK1 、ERK2及c-jun表达之间的相关关系提示，c-jun作为ERK的下游靶基因与ERK，ERK又作为的TGF-β1下游靶基因与TGF-β1二者，它们互相协同参与胰腺癌的发生发展。

胰腺癌的发生发展是一个多因素的复杂过程，与其他恶性肿瘤一样，是多基因异常改变的结果，MAPK级联系统作为TGF-β1的下游信号转导通路在胰腺癌的发生、发展及转移过程中可能起着十分重要的作用，并有可能成为胰腺癌基因治疗的靶点，具体机制尚需进一步阐明。

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