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目的:热休克蛋白90(heat shock protein90,HSP90)是一组在真核和原核细胞中都普遍存的高度保守的分子伴侣,由基因编码不同的Hsp90α和Hsp90β两个亚型组成。HSP90已被证实在多种恶性肿瘤中高度表达,但是多肿瘤细胞中Hsp90α呈高表达而Hsp90β的表达却基本不变,提示HSP90α与肿瘤细胞的关系更加密切,而且代表了恶性肿瘤的潜在治疗靶点。17-AAG作为HSP90的抑制剂,可以通过占据HSP90的ATP结合位点干预HSP90与客户蛋白的结合,诱导HSP90与其客户蛋白的分离和降解,在体外培养的多种恶性肿瘤细胞中均表现出抗肿瘤的活性,目前已进入临床Ⅲ期试验阶段。然而有关17-AAG对食管鳞癌细胞株和HSP90α表达的影响的文献报道不多。HIF-1是一种受氧水平调控的转录因子,作为一种转录激活剂,HIF-1主要通过肿瘤细胞对缺氧的适应和血管再生等方面的作用促进肿瘤的生长和转移。HIF-1α作为HIF-1的亚型,在前列腺癌、乳腺癌、结肠癌和肺癌等多种常见恶性肿瘤及其转移灶中过度表达。近期包括Takala H在内的多项研究表明,HIF-1α在食管鳞癌中的表达也呈现高表达。在之前的研究中,转录因子HIF-1α已被证实为HSP90的客户蛋白,在维持HIF-1α活性方面HSP90发挥重大作用。最新的研究表明,GA、17-AAG可以诱导前列腺癌、肝癌等恶性肿瘤细胞中HIF-1α的降解,抑制肿瘤的侵袭和转移。而有关17-AAG对食管鳞癌细胞中HIF-1α表达影响的研究未发现。本研究分别应用免疫染色测定HSP90α在食管鳞癌组织及细胞中的表达;MTT法和流式细胞术检测17-AAG对食管鳞癌细胞株增殖及凋亡的影响;RT-PCR和Western分析17-AAG对HIF-1α在基因水平和蛋白水平的影响极其相关性。方法:1食管鳞癌组织HSP90α的表达及临床意义。40例包括癌组织、癌旁和正常组织的标本均取自河北医科大学第四医院胸外科住院的食管癌患者。全部病例术前均未行放、化疗,且癌组织经病理学证实均为食管鳞状细胞癌,癌旁及正常组织均经HE染色证实未被癌细胞浸润。采用免疫组织化学SP法检测标本中癌组织、癌旁组织、正常粘膜组织的HSP90α的表达。并利用统计软件SPSS13.0进行统计学分析,探讨HSP90α在癌组织、癌旁组织、正常粘膜组织的表达有无差异性,并且其与肿瘤长度、肿瘤部位、浸润深度、淋巴结转移及TNM分期的关系。2细胞培养:用于实验的食管鳞癌细胞株TE-1、TE-13和Yes-2均由河北医科大学第四医院科研中心提供,细胞株以含10%胎牛血清的RPMI1640完全培养基置于37℃、饱和湿度、5%CO2培养箱中常规传代培养。3人食管鳞癌细胞TE-1、TE-13和Yes-2中HSP90α的表达:随机选取对数期生长的食管鳞癌细胞TE-1、TE-13和Yes-2,细胞重悬后调整细胞密度为5×10~5/ml,使其在放入盖玻片的6孔板生长,37℃、5%CO2培养48小时后终止培养,用4%多聚甲醛固定后制成细胞爬片,以PBS代替一抗的细胞染色作为阴性对照,进行SP法免疫细胞染色观察食管鳞癌细胞中HSP90α的表达。417-AAG对人食管鳞癌细胞株TE-1、TE-13和Yes-2增殖的影响:应用MTT法,以不同浓度组的17-AAG分别处理TE-1、TE-13和Yes-2细胞24h、48和72h后,以不含17-AAG的细胞为空白对照,分别应用酶标仪检测细胞在波长为492nm处的吸光度值,以波长为570nm处测得的值为参考,计算细胞的存活率,从而反映17-AAG对这三种鳞癌细胞株增殖的影响。517-AAG对人食管鳞癌细胞株TE-1和TE-13凋亡的影响:以不加17-AAG的细胞作为空白对照组,采用AnnexinV-FITC/PI双染的流式细胞学方法定量分析经不同浓度的17-AAG作用于食管鳞癌细胞TE-1和TE-1348小时后细胞的凋亡率。617-AAG对HSP90α及其客户蛋白HIF-1α的影响:分别采用半定量RT-PCR和Western blot方法,检测并比较了经不同终浓度组处理的TE-1和TE-13细胞中HSP90α和其客户蛋白HIF-α在mRNA和蛋白水平的表达。探讨17-AAG对HSP90α及其客户蛋白HIF-1α在两种水平表达的影响及基因和蛋白水平的表达是否具有一致性。结果:1食管鳞癌组织、癌旁组织及正常食管粘膜中HSP90α的阳性表达率分别为80.0%(32/40),37.5%(15/40),24%(10/40)。χ2检验结果显示:HSP90α在食管癌旁组织及正常粘膜中表达差异无统计学意义(P=0.413>0.05)。二者与食管鳞癌组织中的表达相比,差异具有统计学意义(P=0.000<0.05)。2以PBS代替一抗体的细胞染色作为阴性对照,人食管鳞癌细胞TE-1、TE-13和Yes-2中HSP90α的每个高倍视野的阳性表达率分别为94.25±2.41%,75.15±2.49%,89.55±1.85%,其中TE-1、TE-13和Yes-2中每高倍视野阳性细胞平均数分别为46.8±4.7,90.4±3.3和78.2±4.57个,三种细胞中HSP90α的表达差异性均具有统计学意义(P<0.05)。320μmol/L的17-AAG处理TE-13细胞24h、48h、72h后细胞的抑制率分别为43.87±4.77%、54.63±4.91%和76.12±5.12%;TE-1细胞的抑制率分别为14.51±4.33%、47.04±3.51%和69.63±3.99%;Yes-2细胞的抑制率分别为42.89±5.83%、60.0±2.58%和79.98±1.66%;分别以2nM、200nM、和20μM的17-AAG处理TE-13细胞48h后的抑制率分别为11.47±5.87%、20.43±4.50%和47.04±3.51%;TE-1细胞的抑制率分别为21.48±5.29%、40.50±7.44%和54.67±4.91%;Yes-2细胞的抑制率分别为13.47±3.22%、42.88±6.32%和60.0±2.58%。SPSS重复测量的统计学结果显示,不同浓度和不同时相的17-AAG作用细胞后抑制率之间的差异均有统计学意义(P=0.000<0.05),不同浓度及作用时间存在交互效应(P=0.000<0.05)。4TE-13和TE-1空白对照组的的凋亡率分别为7.93±2%和4.8±2%,与空白对照组相比,以终浓度为0.2μM、2μM和20μM的17-AAG处理细胞48h后TE-13细胞的凋亡率分别为14.42±1.3%、25.23±4.5%和35.22±2.9%;TE-1细胞的凋亡率分别为13.2±2.3%、19.45±5.6%和26.29±3.4%,TE-13和TE-1处理组与空白组的差异均有统计学意义(P=0.00<0.05,P=0.01<0.05)。5半定量RT-PCR结果显示,0-20μM的17-AAG作用于TE-13细胞48小时后其HSP90α/β-actin灰度比值分别为0.85±0.04,0.80±0.03,0.76±0.02,0.65±0.03和0.40±0.03,不同浓度组HSP90α/β-actin的差别有统计学意义(P=0.000);HIF-1α/β-actin灰度比值分别为0.39±0.034,0.33±0.028,0.26±0.038,0.19±0.009和0.09±0.012,不同浓度组HIF-1α/β-actin的差别有统计学意义(P=0.000)。SPSS13.0直线相关性分析结果显示不同浓度组HSP90α/β-actin和HIF-1α/β-actin的Pearson相关系数为0.919,P=0.000,相关性具有统计学有意义。6Western blot结果表明,0-20μM的17-AAG作用于TE-1细胞48小时后其HSP90α/β-actin灰度比值分别为0.28±0.014,0.26±0.05,0.22±0.012,0.20±0.08和0.13±0.006,HIF-1α/β-actin灰度比值分别为0.205±0.02,0.195±0.01,0.168±0.007,0.139±0.01和0.114±0.01,不同浓度组的HSP90α/β-actin、HIF-1α/β-actin灰度比值差异性均具有统计学意义(P﹤0.05,P﹤0.05);TE-13的HSP90α/β-actin灰度比值分别为0.34±0.06,0.22±0.05,0.15±0.03,0.08±0.01和0.01±0.008,HIF-1α/β-actin0.53±0.06,0.37±0.04,0.27±0.04,0.20±0.02和0.14±0.002,不同浓度组的HSP90α/β-actin、HIF-1α/β-actin灰度比值差异性均具有统计学意义(P﹤0.05,P﹤0.05)。直线相关性分析结果显示TE-1和TE-13细胞不同浓度组HSP90α/β-actin和HIF-1α/β-actin的Pearson相关系数分别为0.92,P=0.000;0.948,P=0.000相关性均具有统计学有意义。7应用SPSS13.0直线相关性分析不同终浓度17-AAG处理的TE-13的HSP90α或HIF-1α在基因和蛋白表达的水平是否具有相关性,统计数据显示Pearson相关系数分别为0.843,P=0.000和0.907,P=0.000相关性均具有统计学有意义。结论:1.食管鳞癌组织中HSP90α的阳性表达率均高于癌旁组织和正常食管粘膜组织,而癌旁和正常组织间HSP90α的表达差异无统计学意义。HSP90α的表达与不同的肿瘤生长部位、淋巴结转移个数、肿瘤浸润深度无相性;随着TNM分期的增加HSP90α的表达是增高的,HSP90α与肿瘤的长度和TNM分期存在相关性,提示HSP90α可以作为评价TNM分期的一个潜在指标。2.与空白对照组相比,三种食管鳞癌细胞中HSP90α均呈高表达,与食管癌组织中的HSP90α表达部位、阳性率均具有一致性,证实了HSP90α在食管癌组织和细胞中都是呈高表达的。3.17-AAG对食管鳞癌细胞TE-1、TE-13和Yes-2增殖均有不同程度的抑制,且均呈现时间-剂量依赖性,由于细胞株分化程度和生长状态不同,对17-AAG的敏感性亦不同,其中Yes-2可能对17-AAG的敏感性较高,提示17-AAG作为潜在的靶向治疗药物宜采用个体化的用药方案。4.不同浓度的17-AAG诱导食管鳞癌细胞凋亡呈剂量依赖性,20μM17-AAG作用于TE-1和TE-1348h后,凋亡率最大值分别为26%和35%。5.17-AAG抑制RNA水平的HSP90α和HIF-1α,随着HSP90α表达的下调,HIF-1α表达也呈相应的下调,且二者的下调具有一致性,提示17-AAG作为HSP90的抑制剂可以通过某种途径下调基因水平HIF-1α的表达。6.TE-1和TE-13细胞中HSP90α和HIF-1α蛋白水平的表达均被不同浓度的17-AAG下调,且HSP90α和HIF-1α蛋白水平的表达具有相关性。7.17-AAG作用于食管鳞癌细胞后HSP90α或HIF-1α在RNA和蛋白水平的表达下调具有一致性。