都中蕊,李紅芳,△,張 偉,田治峰,邱小青,盧研宇,梁乾坤,汪龍德
(1.蘭州大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院生理學(xué)教研室,2.蘭州大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院機能實驗室,3.甘肅中醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院,蘭州730000)
針對治療絕經(jīng)期綜合征的雌激素替代療法目前存在許多爭議,不當(dāng)使用雌激素可能導(dǎo)致宮頸癌、乳腺癌、子宮內(nèi)膜癌等疾病的發(fā)病率增加[1-3],對雌激素的研究和應(yīng)用還有待于進一步深入。研究發(fā)現(xiàn),雌激素可改變黏附連接分子復(fù)合體的結(jié)構(gòu),進而影響細(xì)胞間的黏附以及血管通透性[4]。在該復(fù)合體結(jié)構(gòu)中,鈣黏蛋白(E-cadherin)、α-連環(huán)蛋白(α-catenin)、β-連環(huán)蛋白(β-catenin)是三種重要的黏附連接蛋白,通過其相互作用使相鄰細(xì)胞緊密連接在一起[5]。體內(nèi)雌激素異常而誘發(fā)雌激素依賴性腫瘤的發(fā)病機制可能與上述黏附連接復(fù)合體有關(guān),但目前對雌激素引起鈣黏蛋白和連環(huán)蛋白表達(dá)變化的機制尚未完全闡明,因此本實驗主要目的是研究Est對子宮鈣黏蛋白和連環(huán)蛋白表達(dá)的影響及其機制。
17β-雌二醇、他莫昔芬均購自 Sigma公司,α-catenin、βcatenin及內(nèi)參β-actin的單克隆抗體均購自Santa Cruz公司,E-cadherin單克隆抗體購自博奧森公司,SP免疫組化試劑盒購自北京中杉金橋公司。
選用12周左右健康雌性SD大鼠42只,體重200~230 g,隨機分為7組(n=6)。麻醉后摘除雙側(cè)卵巢。實驗分組設(shè)計為:假手術(shù)組(Sham);卵巢切除組(Ovx);17β-雌二醇低、中、高劑量組 (Ovx+Est):Est劑量分別為 0.01 mg/kg、0.1 mg/kg、1.0 mg/kg;17β-雌二醇中、高劑量 +他莫昔芬組(Ovx+Est+Tam);Est劑量分別為 0.1 mg/kg、1.0 mg/kg,Tam劑量為
將子宮組織石蠟切片脫蠟至水、抗原修復(fù)后,按照免疫組化SP試劑盒的說明進行實驗。免疫組化實驗共設(shè)8組,除上述7組外增加一組陰性對照組(即用 PBS替代一抗孵育),結(jié)果判斷:以細(xì)胞質(zhì)和(或)細(xì)胞核內(nèi)出現(xiàn)淡黃色至棕黃色顆粒作為陽性細(xì)胞,每例標(biāo)本選取5個高倍鏡視野進行陽性細(xì)胞計數(shù):陽性細(xì)胞百分比小于5%為0分,5%~15%為1分,16%~30%為2分,31%~50%為3分,大于50%為4分。同時按著色強度計分:(1)0分:無染色,呈陰性;(2)1分:染色弱,呈淡黃色;(3)2分:染色中等,呈黃色;(4)3分:染色強,呈棕黃色。兩者積分乘積的高低決定陽性與否:0分為陰性(-);1~4分為弱陽性(+);5~8分為中度陽性(++);9~12分為強陽性(+++)。
提取子宮組織總蛋白,進行Western blot法檢測,經(jīng)過制膠、電泳、轉(zhuǎn)膜后,進行封閉,再經(jīng)過一抗、二抗孵育,最后進行曝光顯影定影。
免疫組化結(jié)果顯示,α-catenin、β-catenin和 E-cadherin三種蛋白在各實驗組中均有表達(dá),主要定位于子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞和腺泡上皮細(xì)胞的細(xì)胞膜和胞漿,β-catenin還有少量表達(dá)于細(xì)胞核。Sham組上述三種蛋白表達(dá)較低;Ovx組子宮萎縮明顯,三種蛋白的表達(dá)較Sham組顯著上調(diào);與Ovx組相比,三種蛋白在Est中、高劑量組的表達(dá)均下調(diào),Est低劑量組的表達(dá)與Ovx組無顯著差異(圖1,表1,圖1見彩圖頁Ⅲ)。
Western Blot法檢測α-catenin的表達(dá)與免疫組化結(jié)果一致(圖 2)。各組相對灰度值:Sham組0.15±0.008,Ovx組0.74±0.024,Ovx+Est組 0.80±0.036,Ovx+Est組 0.2±0.019,Ovx+Est組 0.31±0.005(圖 2)。
免疫組化結(jié)果顯示,他莫昔芬對 Est(0.1 mg/kg)引起的α-catenin、β-catenin和 E-cadherin表達(dá)下調(diào)具有拮抗作用;而對Est(1.0mg/kg)引起的上述三種蛋白表達(dá)下調(diào)則表現(xiàn)出部分協(xié)同作用(圖1,表1,圖1見彩圖頁Ⅲ)。
Tab.1 Statistical analysis of the immunohistochemical staining results ofα-catenin andβ-catenin and E-cadherin in the uterus of rats in different groups(,n=6)
Tab.1 Statistical analysis of the immunohistochemical staining results ofα-catenin andβ-catenin and E-cadherin in the uterus of rats in different groups(,n=6)
Ovx:Ovariesctomy;Est:Estradiol;Tam:Tamoxifen**P<0.01 vs sham group;##P<0.01 vs Ovx group
Group α-catenin β-catenin E-cadherin Sham 1.333±0.516 3.000±0.632 2.667±0.516 Ovx 10.000±1.549**11.333±1.633**12.000±0**Ovx+Est 0.01 9.000±1.897**10.667±2.066**9.833±2.563**Ovx+Est 0.1 1.500±0.548## 3.167±0.753## 2.000±0.894##Ovx+Est 1.0 6.000±1.265## 6.333±0.816## 6.333±2.251##Ovx+Est 0.1+Tam 10.668±2.066**11.333±1.633**11.500±1.225**Ovx+Est1.0+Tam 2.000±0## 3.333±0.516## 2.500±0.548##
Fig.2 Results of Western blot ofα-catenin andβ-actin proteins(A)and relative expression level ofα-catenin(B)in uterine tissue of ovariectomized rats
鈣黏蛋白和連環(huán)蛋白在維持血管通透性方面有重要作用[6],血管通透性由穿細(xì)胞途徑和與黏附連接蛋白有關(guān)的細(xì)胞旁途徑所決定[7]。本實驗從Est影響細(xì)胞旁途徑的角度進行研究發(fā)現(xiàn),鈣黏蛋白和連環(huán)蛋白在Est中劑量組和假手術(shù)組子宮組織中的表達(dá)無顯著差異,且均表達(dá)較低,切除卵巢引起的內(nèi)源性雌激素缺乏會使其表達(dá)顯著增高,Est的干預(yù)可使去卵巢大鼠子宮鈣黏蛋白和連環(huán)蛋白的表達(dá)下調(diào),但無劑量效應(yīng),推測其原因可能是由于血管通透性不僅與黏附連接分子的表達(dá)量有關(guān),還與黏附連接復(fù)合體結(jié)構(gòu)的改變有關(guān),復(fù)合體結(jié)構(gòu)中鈣黏蛋白、連環(huán)蛋白和細(xì)胞骨架的分離,會破壞內(nèi)皮細(xì)胞間的黏附聯(lián)接,引起血管通透性增加。此外,鈣黏蛋白和連環(huán)蛋白介導(dǎo)細(xì)胞粘附,與腫瘤發(fā)生發(fā)展密不可分,細(xì)胞間粘附力的下降有利于腫瘤的轉(zhuǎn)移。有研究發(fā)現(xiàn)βcatenin還參與Wnt信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,Est可激活該通路使細(xì)胞膜上β-catenin與E-cadherin分離,破壞細(xì)胞黏附連接,同時,游離在胞漿中的β-catenin進入細(xì)胞核,激活癌基因,導(dǎo)致腫瘤發(fā)生[8]。
他莫昔芬是一種選擇性雌激素受體調(diào)節(jié)劑,具有雙向調(diào)節(jié)作用,可與雌激素競爭性結(jié)合雌激素受體而產(chǎn)生抗雌激素效應(yīng),或激活雌激素受體而產(chǎn)生雌激素樣作用。我們推測,Tam可干預(yù)Est引起的鈣黏蛋白、連環(huán)蛋白表達(dá)下調(diào)作用,故Est對鈣黏連蛋白和連環(huán)蛋白表達(dá)的影響機制可能與雌激素受體有關(guān),Se-Hyung Park等[9]的研究也支持了這一結(jié)論。
通過研究Est對大鼠子宮鈣黏蛋白、連環(huán)蛋白表達(dá)的影響,發(fā)現(xiàn)其作用機制與雌激素受體有關(guān),有助于探索雌激素影響血管通透性和細(xì)胞黏附的機制,以及雌激素依賴性腫瘤的發(fā)病機制,為臨床腫瘤的防治提供依據(jù),有利于人們找到新的腫瘤治療方法,同時也為他莫昔芬在雌激素替代療法中的運用提供依據(jù),但由于雌激素在體內(nèi)的作用十分復(fù)雜,其機制還有待于深入研究。
[1] Carico E,Atlante M,Bucci B,et al.E-cadherin andαcatenin expression during tumor progression of cervical carcinoma[J].Gynecol Oncol,2001,80(2):156-161.
[2] Schairer C,Lubin J,Troisi R,et al.Menopausal estrogen and estrogen-progestin replacement therapy and breast cancer risk[J].JAMA,2000,283(4):485-491.
[3] Rubin GL,Peterson HB,Lee NC,et al.Estrogen replacement therapy and the risk of endometrial cancer:Remaining controversies[J].Am JObstet Gynecol,1990,162(1):148-154.
[4] Groten T,Pierce AA,Huen AC,et al.17β-estradiol transiently disrupts adherens junctions in endothelial cells[J].FASEB J,2005,19(10):1368-1370.
[5] Ingber DE.Cell structure and hierarchical systems biology[J].J Cell Sci,2003,116(Pt 7):1157-1173.
[6] 趙克森,黃巧冰.血管通透性增高的基本機制[J].中國病理生理雜志,2003,19(4):549-553.
[7] Komarova Y,Malik AB.Regulation of endothelial permeability via paracellular and transcellular transport pathways[J].Annu Rev Physiol,2010,72(3):463-493.
[8] Medrdk C,Landberg G,Andersson T,et al.WNT-5a-CKI α-signaling promotesβ-catenin/E-cadherin complex formation and intercellar adhesion in human breast epithelial cells[J].Biol Chem,2009,284(16):10968-10979.
[9] Park SH,Cheurg LW,Wong AS,et al.Estrogen regulates Snail and Slug in the down-regulation of E-Cadherin and induces metastatic potential of ovarian cancer cells through estrogen receptor alpha[J].Mol Endocrinol,2008,22(9):2085-2098.