活化蛋白激酶C受体1在宫颈鳞状细胞癌中的表达及其与PI3K_Akt_mTOR信号转导通路关系的研究.pdf

论 著第 36 卷第 17 期医学信息Vol.36 No.172023 年 9 月Journal of Medical InformationSept.2023作者简介：王瑞才（1979.9-），男，山东淄博人，硕士，主治医师，主要从事肿瘤病理诊断工作活化蛋白激酶 C 受体 1 在宫颈鳞状细胞癌中的表达及其与 PI3K/Akt/mTOR 信号转导通路关系的研究王瑞才袁朱建友渊滨州医学院附属淄博市市立医院病理科袁山东 淄博255400冤摘要院目的探讨PI3K/Akt/mTOR信号转导通路蛋白及RACK1在宫颈鳞状细胞癌中的表达及意义袁以及与临床病理参数间的关系遥方法选取2014年1月-2020年12月淄博市市立医院59例宫颈鳞癌组织及45例非肿瘤宫颈组织袁用链霉亲和素-过氧化物酶免疫组化染色检测RACK1和PI3K尧Akt尧mTOR蛋白的表达遥结果RACK1在宫颈鳞癌组织中的阳性表达率低于非肿瘤宫颈组织渊 约0.05冤曰PI3K尧Akt尧mTOR在宫颈鳞癌组织中的阳性表达率高于非肿瘤宫颈组织渊 约0.05冤曰PI3K和mTOR在宫颈鳞癌中的表达与淋巴结转移及TNM分期相关渊 约0.05冤遥结论宫颈鳞癌组织中RACK1表达下调袁PI3K尧Akt尧mTOR表达上调遥 PI3K/Akt/mTOR信号转导通路可能参加了宫颈鳞癌的发生发展过程遥关键词院RACK1曰PI3K曰Akt曰mTOR曰宫颈鳞癌中图分类号院R737.33文献标识码院ADOI院10.3969/j.issn.1006-1959.2023.17.020文章编号院1006-1959渊2023冤17-0107-04Expression of Activated Protein Kinase C Receptor 1 in Cervical Squamous Cell Carcinomaand its Relationship with PI3K/Akt/mTOR Signal Transduction PathwayWANG Rui-cai,ZHU Jian-you(Department of Pathology,Zibo Municipal Hospital,Affiliated to Binzhou Medical College,Zibo 255400,Shandong,China)Abstract：Objective To investigate the expression and significance of PI3K/Akt/mTOR signal transduction pathway protein and RACK1 in cervicalsquamous cell carcinoma,and the relationship with clinicopathological parameters.MethodsFrom January 2014 to December 2020,59 cases ofcervical squamous cell carcinoma and 45 cases of non-tumor cervical tissues were selected from Zibo Municipal Hospital were collected.Theexpression of RACK1,PI3K,Akt and mTOR proteins was detected by streptavidin-peroxidase immunohistochemical staining.Results The positiveexpression rate of RACK1 in cervical squamous cell carcinoma was lower than that in non-tumor cervical tissues(0.05).The positive expressionrates of PI3K,Akt and mTOR in cervical squamous cell carcinoma were higher than those in non-tumor cervical tissues(0.05).The expression ofPI3K and mTOR in cervical squamous cell carcinoma was related to lymph node metastasis and TNM stage(0.05).Conclusion The expression ofRACK1 is down-regulated and the expression of PI3K,Akt and mTOR is up-regulated in cervical squamous cell carcinoma.PI3K/Akt/mTOR signaltransduction pathway may be involved in the occurrence and development of cervical squamous cell carcinoma.Key words：RACK1;PI3K;Akt;mTOR;Cervical carcinoma宫颈癌（cervical carcinoma）是一种十分常见的女性恶性肿瘤，在全世界女性恶性肿瘤病死率中位于第 2 位。近年来，其发病年龄日益降低，发病率和死亡率也有逐渐升高趋势，严重威胁女性身体健康1。宫颈鳞状细胞癌占子宫颈癌的 80%85%。探索子宫颈鳞癌发生、发展过程中相关的分子标志物，以期寻找潜在作用靶点是目前国内外研究的一个热点。活化的蛋白激酶 C 受体 1（receptor原foractivated C kinase 1，RACK1）是天冬氮酸一色氨酸一 40（WD-40）重复蛋白家族的成员，在多种肿瘤中异常表达1。PI3K/Akt/mTOR 信号转导通路蛋白在肿瘤中也存在异常表达2。本研究收集宫颈鳞癌标本 59 例及 45 例因子宫肌瘤切除子宫的非宫颈癌组织，采用免疫组化法检测 RACK1、PI3K、Akt、mTOR在宫颈鳞癌组织及非肿瘤宫颈组织中的表达，并探讨其表达水平与患者临床病理特征的关系，旨在为宫颈鳞癌诊疗提供参考依据。1资料与方法1.1 一般资料 选择 2014 年 1 月-2020 年 12 月淄博市市立医院经病理证实的原发性宫颈鳞状细胞癌患者 59 例。术前均未经过放化疗及免疫治疗，年龄3479 岁，平均年龄（58.54依3.42）岁；肿瘤直径：臆3 cm者 28 例，跃3 cm 者 31 例；中-高分化 39 例，低分化20 例；有淋巴结转移者 22 例；TNM 分期玉+域30例，芋+郁29 例。同时收集因子宫肌瘤切除子宫的非宫颈癌组织 45 例作为对照组，对照组年龄 3567 岁，107论 著第 36 卷第 17 期医学信息Vol.36 No.172023 年 9 月Journal of Medical InformationSept.2023组织类型癌组织非肿瘤组织25945+1420-4525+3416-2529+2611-3334+3920-2025RACK1PI3KAktmTOR表1 RACK1,PI3K,Akt和mTOR在宫颈鳞癌及非肿瘤组织中的表达情况4.9790.0354.9820.0314.2890.0424.8780.030平均年龄（53.35+3.21）岁。所有组织按顺序解剖确认、石蜡切片并病理分析，以确定其组织学特征、等级、是否存在局部淋巴结转移。1.2 方法 免疫组化：在 55 益下加热脱蜡 30 min，二甲苯冲洗 2 次 15 min。然后对切片进行再水化处理，用 75%100%的梯度酒精处理切片 5 min。然后放入 10 mmol/L 柠檬酸钠（pH6.0）瓷瓶用电磁炉在95 益下加热 5 min。之后用 3%过氧化氢处理 30 min灭活内源性过氧化物酶活性。然后胎牛血清孵育30 min 后将切片在 4 益下过夜。滴加兔抗人RACK1、PI3K、Akt、mTOR 抗体（购自北京中杉金桥生物技术有限公司），然后用 PBS 清洗并孵化生物素化二级抗体 37 益 30 min，底物 33-二氨基联苯胺四氯化碳，溶于蒸汽中加入水。阴性对照组为如上所述免疫染色，但用 PBS 代替原抗体。阳性对照用 PI3K、Akt、mTOR 和 RACK1 的标准组织中的表达阳性切片。以出现明显的黄色或棕黄色颗粒视为阳性着色。PI3K、Akt、mTOR 和 RACK1 阳性组织按百分比定量。阳性细胞评分标准如下：阴性（-）：阳性肿瘤细胞约10%；阳性（+）：逸10%阳性肿瘤细胞。1.3 统计学方法 采用 SPSS 18.0 软件对该研究数据进行分析，计量资料使用（依）表示。计数资料用（）及（%）表示，组间比较采用2检验，约0.05 为差异有统计学意义。2结果2.1 免疫组化结果 RACK1、PI3K、Akt 和 mTOR 免疫组化检测呈棕黄色颗粒，定位于细胞膜/细胞浆，（图 1）。RACK1 在宫颈鳞癌中的表达下调，RACK1在 59 例宫颈鳞癌和 45 例非肿瘤宫颈组织中阳性表达率分别为 23.7%（14/59）和 44.44%（20/45），宫颈鳞癌表达低于非肿瘤组织（=0.035）。PI3K 在宫颈鳞癌和非肿瘤宫颈组织中阳性表达率分别为57.63%（34/59）和 35.56%（16/45），PI3K 在宫颈鳞癌组织中的表达高于非肿瘤组织（=0.031）。AKT在宫颈鳞癌和非肿瘤宫颈组织中阳性表达率分别为 44.07%（26/59）和 24.44%（11/45）。Akt 在宫颈鳞癌组织中的表达高于非肿瘤组织（=0.042）。mTOR在宫颈鳞癌和非肿瘤宫颈组织中阳性表达率分别为 66.10%（39/59）和 44.44%（20/45）。mTOR 在宫颈鳞癌组织中的表达高于非肿瘤组织（=0.030），见表 1。2.2 RACK1、PI3K、Akt 和 mTOR 在宫颈鳞癌中的表达及其与临床病理特征的关系 RACK1、AKT 宫颈鳞癌中的表达与年龄、肿瘤直径、组织学分级、淋巴结转移和 TNM 分期无关（跃0.05）；PI3K、mTOR 宫颈鳞癌中的表达与年龄、肿瘤直径，组织学分级无关，但与淋巴结转移、TNM 分期相关（约0.05），见表 2。图1宫颈鳞癌免疫组化染色阳性RACK1渊伊100冤PI3K渊伊200冤Akt渊伊400冤mTOR渊伊400冤108论 著第 36 卷第 17 期医学信息Vol.36 No.172023 年 9 月Journal of Medical InformationSept.20233讨论宫颈癌是女性最常见的恶性肿瘤之一，其组织学类型大部分为宫颈鳞状细胞癌，其发病机制复杂且涉及多因素、多步骤过程3-5。深入对宫颈鳞癌的分子病理学研究，不仅有助于阐明其发生、发展的机制，而且更利于探索宫颈癌基因治疗的分子靶点。既往研究显示，RACK1 最初是作为 PKC茁域的受体被发现的，在全部的真核细胞生物中，RACK1 的重复序列具有高度的保守性，并且由于其具有特殊结构，能够与人类免疫缺陷病毒 1 型基因、蛋白激酶 C等结合，参与细胞内多种信号的转导通路6，7，是调控肿瘤侵袭和转移信号通路的重要基因，在肿瘤细胞功能活动中发挥重要作用8。同时其作为核糖体的重要成分，可调节蛋白质产生。研究发现，RACK1在多种恶性肿瘤中表达升高，如肝癌和肺癌等9，10，并在新生血管中高度表达，可调节肿瘤细胞对凋亡的抵抗，利于凋亡基因的降解及活化11。动物试验发现12，RACK1 过表达组裸鼠肿瘤生长速度明显快于未经处理的裸鼠。本研究显示，RACK1 在宫颈鳞癌中的表达低于非肿瘤宫颈组织，提示 RACK1 在不同肿瘤中表达模式不同。mTOR 是一种广泛存在于各种生物细胞内的非典型丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，位于 PI3K/Akt/mTOR信号通路的下游，活化后影响细胞增殖、抑制细胞凋亡，在细胞的增殖、分化、迁移中有重要功能，是多条信号传导通路的重要枢纽13，14。其激活标志使关键蛋白的磷酸化，即 p-AKT 和 p-mTORD 的形成。mTOR 信号通路主要有 4 条，其中 2 条上游调控途径，2 条下游调控途径。上游途径中 PI3K 磷酸化激活 Akt，Akt 顺序激活下游底物 mTOR，mTOR 活化后产生应答效应，加速细胞周期、增加癌蛋白分泌及缩短 G1期时间，使肿瘤迅速生长15，16。在多种肿瘤的发生发展过程中均发现 mTOR 信号通路的激活，研究发现 mTOR 在结肠癌、乳腺癌、卵巢癌等组织中均出现异常表达17-19。本研究结果显示，mTOR 在宫颈癌组的阳性表达率高于对照组，且其表达与淋巴结转移、TNM 分期相关，提示 mTOR 可能在子宫颈鳞癌的发生、发展过程中起了一定作用，并可能与子宫颈鳞癌的预后相关。这些研究结果与 Faried LS等20的结果一致，其结果还表明，宫颈癌患者对先期化疗的敏感性与 mTOR 阳性表达正相关，多变量分析表明 mTOR 阳性表达是影响宫颈癌预后的独立因素。PI3K 是 mTOR 信号通路中的上游信号因子。当细胞受生长因子等刺激 P13K 活化后，转化为第二信使磷酸磷脂酰肌醇（PIP3），PIP3 与细胞内含有PH 结构域的信号蛋白 Akt 和磷酸肌醇依赖激酶（PDK1）结合活化 Akt，活化的 PI3K-Akt 将有丝分裂信号传递给其下游信号分子 mTOR 和 P70S6K，使细胞周期主要蛋白的翻译上调，促进细胞 G1期进展，使细胞周期加速。PI3K 已被证实是一种癌基因。研究表明21，22，PI3K/AKT/mTOR 信号转导通路能够通过影响下游多种分子的活化状态而对肿瘤细胞的增殖和凋亡进行调节。本研究结果显示，PI3K、AKT蛋白在宫颈癌组中阳性表达显著增加，提示 PI3K、AKT 的活化可能参与了子宫颈鳞癌的发生及发展进程，且 PI3K 表达与淋巴结转移、TNM 分期相关相关，提示可能属于预后不良的指标。综上所述，本研究从蛋白水平检测子宫颈鳞癌4 种蛋白的表达情况，同时分析了其表达模式与子宫颈鳞癌的临床病理特征之间的相关性。宫颈鳞癌项目年龄（岁）直径（cm）组织学分级淋巴结转移TNM 分期25342831392022373029+59681045968-2025222329161728242120.3330.1560.2320.0190.4690.7580.7660.7531.0000.552+12221321231117171321-1312151016952017821.6472.7370.0865.5455.1070.2870.1190.7880.0290.035+101611151889171412-1518171621121320161720.2910.4940.2030.1420.1670.6080.6010.7840.7900.795+15241623251419201524-101012814631715520.7211.9090.2056.4287.0620.4190.1830.7750.0120.013RACK1PI3KAktmTOR表2 RACK1尧PI3K尧Akt和mTOR在宫颈鳞癌中的表达及与临床病理特征的关系项目约50逸50臆3跃3中-高分化低分化+-玉+域芋+郁109论 著第 36 卷第 17 期医学信息Vol.36 No.172023 年 9 月Journal of Medical InformationSept.2023组织中 RACK1 表达下调，PI3K、Akt、mTOR 表达上调。PI3K/Akt/mTOR 信号转导通路可能参加了宫颈鳞癌的发生发展过程。虽为子宫颈鳞癌的分子生物学治疗提供新的思路，但其具体机制仍需进一步深入研究。参考文献院1Alotaibi HJ,Almajhdi FN,Alsaleh AN,et al.Association of sex鄄ually transmitted infections and human papillomavirus co-in鄄fection with abnormal cervical cytology among women in SaudiArabiaJ.Saudi J Biol Sci,2020,27(6):1587-1595.2Park YL,Kim HP,Cho YW,et al.Activation of WNT/茁-catenin signaling results in resistance to a dual PI3K/mTOR in鄄hibitor in colorectal cancer cells harboring PIK3CA mutationsJ.Int J Cancer,2019,144(2):389-401.3Sg A,Ql A,Fx A,et al.LncRNA CASC9-1 Facilitates CellMalignant Behaviors in Cervical Squamous Cell Carcinoma byTargeting miR-383-5p to Up-regulate MAPKAP1-Sci鄄enceDirect J.Archives of Medical Research,2021,53(2):138-146.4Nenutil R,Ceskova P,Coates PJ,et al.Differential expression ofp73alpha in normal ectocervical epithelium,cervical intraepithe鄄lial neoplasia,and invasive squamous cell carcinomaJ.Int J Gy鄄necol Pathol,2003,22(4):386-392.5Zhang L,Nan F,Yang L,et al.Differentially expressed EREGand SPP1 are independent prognostic markers in cervical squa鄄mous cell carcinomaJ.J Obstet Gynaecol Res,2022,48(7):1848-1858.6Chen T,Wang F,Wei S,et al.FGFR/RACK1 interacts withMDM2,promotes P53 degradation,and inhibits cell senescencein lung squamous cell carcinomaJ.Cancer Biol Med,2021,18(3):665-674.7徐丽秀,李金秋,哈提拉窑吐尔逊,等.RACK1通过调控脂质合成促进子宫颈癌ME180细胞侵袭,迁移及增殖J.临床与实验病理学杂志,2022,38(7):775-782.8李雪莲,毛熙光,张蓓.RACK-1和Twist在宫颈癌组织中的表达及其临床意义J.中国现代医学杂志,2018,28(2):47-52.9Duff D,Long A.Roles for RACK1 in cancer cell migrationand invasionJ.Cess Signal,2017,35(1):250-255.10许立霞,付强,胡明星,等.活化激酶C受体1对胆管癌细胞迁移和侵袭能力的影响J.中华实验外科杂志,2021,38(6):1079-1081.11Jin Y,Kim SC,Kim HJ,et al.Use of protein-based biomark鄄ers of exfoliated cervical cells for primary screening of cervicalcancerJ.Arch Pharm Res,2018,41(4):438-449.12Park SY,Park C,Park SH,et al.Induction of apoptosis byethanol extract of evodiarutaecarpa in HeLa human cervical can鄄cer cells via activation of AMP-activated protein kinaseJ.BiosciTrends,2017,10(6):467-476.13Mohamed E,Kumar A,Zhang Y,et al.PI3K/AKT/mTORsignaling pathway activity in IDH-mutant diffuse glioma andclinical implicationsJ.Neuro Oncol,2022,24(9):1471-1481.14Fu Q,Zhang D,Zhang Y,et al.Role and mechanism ofCD36/FAK/mTORC1 pathway in LPS-induced inflammatorycytokine expression in human mammary epithelial cellsJ.Jour鄄nal of Biological Regulators and Homeostatic Agents,2022,36(2):277-285.15Pei XD,Yao HL,Shen LQ,et al.琢-Cyperone inhibits theproliferation of human cervical cancer HeLa cells via ROS-me鄄diated PI3K/Akt/mTOR signaling pathwayJ.Eur J Pharmacol,2020,883:173355.16Krencz I,Vetl佴nyi E,Dank佼 T,et al.Metabolic Adaptation asPotential Target in Papillary Renal Cell Carcinomas Based onTheir In Situ Metabolic Characteristics J.Int J Mol Sci,2022,23(18):10587.17Liu Q,Hao L,Zhang D,et al.Research Progress in PI3K/Akt/mTOR Signaling Pathway Inhibitors in Metastatic Col鄄orectal CancerJ.Medical Recapitulate,2019,25(14):2721-2725.18赵楠,李玉花,王桂媛,等.PI3K/AKT/mTOR信号通路及其在卵巢癌治疗中的应用J.生物技术通讯,2019,30(2):264-268.19Ghoneum A,Abdulfattah AY,Said N.Targeting the PI3K/AKT/mTOR/NF资B Axis in Ovarian Cancer J.J Cell Im鄄munol,2020,2(2):68-73.20Faried LS,Faried A,Kanuma T,et al.Predictive and prognosticrole of activated mammalian target of rapamycin in cervical can鄄cer treated with cisplatin-based neoadjuvant chemotherapy J.Oncol Rep,2006,16(1):57-63.21Mortazavi M,Moosavi F,Martini M,et al.Prospects of target鄄ing PI3K/AKT/mTOR pathway in pancreatic cancer J.CritRev Oncol Hematol,2022,176:103749.22Vallejo-D侏az J,Chagoyen M,Olazabal-Mor佗n M,et al.TheOpposing Roles of PIK3R1/p85琢 and PIK3R2/p85茁 in Can鄄cerJ.Trends Cancer,2019,5(4):233-244.收稿日期：2022-10-16；修回日期：2022-11-08编辑/肖婷婷110