细胞周期素依赖性激酶
作者:张端莲 唐吉云 陕声国
【关键词】 皮肤血管瘤;,,细胞周期素依赖性激酶
摘要: 目的:探讨细胞周期素依赖性激酶7(CDK7)蛋白在皮肤血管瘤组织中的表达及临床意义。方法:采用免疫组织化学人皮肤血管瘤组织中增生期、退化期及正常皮肤组织中(CDK7)蛋白的表达。结果: 增生期血管瘤内皮细胞(CDK7)的表达水平明显高于退化期及正常皮肤组织,差异有显著性意义(P<0.01);退化期与正常皮肤组织血管内皮细胞CDK7表达水平差异无显著性意义(P>0.05)。结论: 血管瘤的发生、与(CDK7)蛋白的表达有着一定的关系。
关键词: 皮肤血管瘤; 细胞周期素依赖性激酶7
血管瘤是婴幼儿常见的一种皮肤肿瘤,是以血管内皮细胞异常增殖、大量血管增生为主要病特征的良性血管病变。尽管对血管瘤及相关领域的研究取得许多进展,但其确切的发病机制仍不十分清楚。一般认为,血管瘤主要的特征是毛细血管的内皮细胞增生[1]。周期素和CDK 为细胞周期正调节蛋白(positive cellcycle regulatory proteins) ,其作用是促进细胞周期的运转,正常哺乳动物细胞周期的调控是通过细胞周期素(cyclin s)、cyclin依赖激酶(CDK)、CDK抑制蛋白(CK I) 来实现的,它们之间的相互作用在很大程度上决定细胞周期的进展。其中CDK分别受到cyclins的正调控和CKI的负调控,CDK活性的异常可能与肿瘤的发生有着密切的关系[2]。本实验采用免疫组织化学方法对血管瘤组织中CDK7的表达进行了研究,为进一步探讨血管瘤发生、发展的确切机制提供理论依据。
1 材料
11 材料来源
收集武汉大学人民病理科2002~2005年皮肤血管瘤存档蜡块50例,其中男性26例,女性24例,年龄2月~67岁,平均32.5岁。血管瘤位于头皮、眼睑、耳部、颈部、胸部、上臂、手部及大腿等部位。患者术前均未做任何辅助性。
12 材料分组
蜡块切片厚5um,常规HE染色和免疫组织化学SP法检测血管瘤组织中CDK7的表达。按Mulliken[2]分类标准将切片分组,其中增生期血管瘤24例,退化期血管瘤26例。另取瘤组织周围正常皮肤5例作为对照。
2 主要试剂
羊抗人CDK7多克隆抗体,通用型 SP免疫组织化学试剂盒,DAB显色试剂盒及多聚赖氨酸,以上试剂均购于福建迈新生物科技开发公司。
3 实验方法
31 常规 HE染色
32 免疫组织化学SP法检测CDK7相关抗原
主要步骤:5um组织切片常规脱蜡至水。CDK7采用高压修复抗原。3%过氧化氢处理10min以抑制内源性过氧化物酶活性,正常羊血清封闭10min以减少非特异性着色。一抗37℃孵育3h后4℃过夜。生物素标记的二抗处理15min,链霉抗生物蛋白过氧化物酶复合物处理15min。DAB显色,苏木素复染,脱水,透明,封片。用PBS代替一抗作阴性对照,人乳腺癌标本作为CDK7阳性对照。
4 免疫组织化学结果判断
CDK7以胞核出现棕黄色颗粒为阳性反应。阴性对照组除胞核染成蓝色外,应无棕黄色反应物。
采用HPIAS2000型图像分析软件对CDK7的表达进行定量分析。每张切片随机选取5个高倍镜视野(×400),测定每个视野下染色的阳性面积率和平均光密度。以每例5个视野的阳性面积率和平均光密度的平均值作为该例的测量值。
5 统计学处理
用SPSS 11.5统计软件对三组样本阳性颗粒的平均光密度和阳性面积率做单因素方差分析和SNK(q)检验,检验水准α为0.05。
6 结果
61 HE染色
增生期血管瘤组织中可见大量增生活跃的内皮细胞,内皮细胞核肥大而淡染。退化期血管瘤组织中血管内皮细胞明显减少,形成大量的毛细血管腔,血管间结缔组织增多,内皮细胞核扁平。
62 CDK7的表达
增生期血管瘤内皮细胞核中有大量棕黄色颗粒,CDK7表达强;退化期和正常皮肤组织中,血管内皮细胞核仅有少量棕黄色颗粒,CDK7表达弱。经单因素方差分析,三组样本CDK7的表达差异有显著性意义(P<0.05)。
7 讨论
细胞周期(cell cycle) 是指细胞前一次分裂结束开始生长到下一次分裂终了所经历的过程。根据研究,人们把细胞周期分为4个时相:G1期:从有丝分裂完成到DNA复制之前的间歇期;S期:DNA复制期;G2期:从DNA复制完成到有丝分裂开始的间歇期;M期:从有丝分裂开始到结束,即有丝分裂期。细胞周期中的主要突变发生于S期和M期,而G1期和G2期则是为DNA的复制和细胞有丝分裂做准备工作。现有的研究表明在细胞周期运转进程中,存在两个检验点(checkpoint s) ,细胞可能在此两个检验点处发生细胞周期停顿。细胞周期调节蛋白分为周期素依赖激酶(cyclindependentkinase ,CDK) 及周期素依赖激酶抑制物(cyclindependent kinase inhilitors ,CDKI) 。周期素和CDK为细胞周期正调节蛋白(positive cellcycle regulatory proteins) ,其作用是促进细胞周期的运转;CDKI为细胞周期负调节蛋白(negative cellcycle regulatory proteins) ,其功能是抑制细胞周期的运转。周期素有8种亚型,分别命名为周期素A、周期素B ,一直到周期素H。CDK有7种亚型:cdc2 ,CDK2~CDK7。不同的细胞周期时相有各自特异的周期素和周期素依赖激酶,从而决定不同的细胞周期时相有不同的细胞突变发生,例如,S期的DNA合成、M期的细胞分裂。周期素与周期素依赖激酶结合形成复合物,通过作用于下激靶蛋白来促进细胞周期的运转[3]。例如,成视网膜瘤蛋白是一种十分重要的下游靶蛋白,它有低磷酸化和磷酸化两种状态,CyclinCDK复合物使成视网膜瘤蛋白由低磷酸化状态转化为磷酸化状态,从而允许G1/ S 进行转换及DNA合成[4] 。正常哺乳动物细胞周期的调控是通过细胞周期素(cyclin s) 2cyclin依赖激酶(CDK) 2CDK 抑制蛋白(CK I)来实现的,它们之间的相互作用在很大程度上决定细胞周期的进展。其中CDK分别受到cyclins的正调控和CK I的负调控,CDK 活性的异常可能与肿瘤的发生有着密切的关系[5]。 肿瘤的发生从生物学角度看主要表现为两个方面:一方面是肿瘤细胞凋亡障碍, 另一方面是细胞异常增殖, 归结到一点也就是细胞周期调控机制紊乱。细胞周期调控蛋白的失调可能是肿瘤发生的原因之一[6~8]。 在稳定的条件下, 细胞增殖周期是由不同的CDK在G1oS 和G2oM 两个限制点进行自控性调节。CDK可调节靶分子的磷酸化, 进而调节下游靶基因操纵DNA复制和分裂, 它可被一组正调节信号即cyclins活化, 而被一组分子量不等的蛋白(p15, p16,p27和p21等) 即CK I所抑制[9]。 当G1oS 和G2oM两个关键限制点失控, 就有可能使本应停止增殖或生理性凋亡的细胞不停地进入细胞周期, 从而导致恶性增生。在我们的研究中发现增生期血管瘤内皮细胞CDK7呈高表达,而退化期血管瘤内皮细胞CDK7表达极低,正常皮肤血管内皮细胞几乎无阳性表达,提示CDK7的过表达可促使细胞持续增殖,其确切机制有待进一步研究。
1 Bartkova J , Zemanova M, Bartek J . Expression of CDK7/ CAKin normal and tumor cells of diverse histogenesis , cell cycle position and differentiation. Int J Cancer , 1996 , 66 : 732
2 Fisher RP , Morgan DO. A novel cyclin associates with MO15/ CDK7 to form the CDK2activating kinase. Cell , 1994 , 78 :713
3 Mouriaux F , Casagrande F , Pillaire MJ , et al . Differential expression of G1 cyclins and cyclindependent kinase inhibitors in normal and trans formed melanocytes. Invest Ophthalmol Vis Sci , 1998 , 39 :876~884.
4 Ii T, Satomi Y, Katoh Db, et al. Induction of cell cycle arrest and p21(CIP1/WAF1) expression in human lung cancer cells by isoliquiritigenin. Cancer letters, 2004, 207(1):27
5 Dash BC, ElDeiry WS.Cell cycle checkpoint control mechanisms that can be disrupted in cancer Methods in molecular biology (Clifton, N.J.), 2004, 280:99
6 Keenan SM, Lents NH, Baldassare JJ. Expression of cyclin E renders cyclin D-CDK4 dispensable for inactivation of the retinoblastoma tumor suppressor protein, activation of E2F, and G1S phase progression.The Journal of biological chemistry, 2004, 279(7):5387
7 Wang C, Fu M, Mani S, et al. Histone acetylation and the cellcycle in cancer. Frontiers in bioscience [computer file] : a journal and virtual library, 2001,6:610
8 Hulleman E, Bijvelt JJ, Verkleij AJ, et al. Nuclear translocation of mitogenactivated protein kinase p42MAPK during the ongoing cell cycle. J cell physiol, 1999, 180(3):325
9 Laiho M, Latonen L. Cell cycle control, DNA damage checkpoints and cancer. Annals of medicine, 2003, 35(6):391~397