第十二卷 第二期 - 2010年一月一日 PDF
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Paxillin 為肺癌突變之高頻率基因:Paxillin突變與癌細胞生長與轉移之相關性
Ramasamy Jagadeeswaran1, Ravi Salgia1, 王憶卿2,*
1芝加哥大學醫學系
2成功大學藥理所
Cancer Res 2008; 68:132-142.
SCI 7.672、於 “Oncology” 排名前 6% (8/132)
 
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Paxillin是68-kDa蛋白質,在N終端有五個LD區域,在C終點有四個LIM區域,參與訊息傳遞。大部分生長因子所影響之磷酸化位置座落於Paxillin蛋白N終端的酚基乙氨酸和絲氨酸。1前人研究顯示paxillin在細胞移動性和轉移的角色。我們的實驗室早先發現,相對於配對正常肺組織,各種的肺癌組織樣品有顯著較高的paxillin蛋白表現量,2 因此推測paxillin可能與促進對肺癌細胞轉化和轉移有關。

為了瞭解paxillin在肺腫瘤癌化的角色,我們有系統地檢查paxillin蛋白在肺癌樣本的表現,並且確定了對腫瘤類型、階段、癌症進展和轉移的關係。Paxillin蛋白的表現量由正常細胞、癌前期細胞、至癌細胞逐漸增加 (圖1A),而且paxillin蛋白的表現量隨著肺癌病人腫瘤分期階段逐漸惡化而增加 (圖1B),因而清楚地指出paxillin蛋白異常增加參與腫瘤的轉移。
圖1. (A) paxillin蛋白表現的代表性顯微圖像,在正常肺組織 (1+)、癌前期細胞 (2+)、和癌腫瘤細胞 (3+)的表達情形。(B) paxillin蛋白在肺癌患者不同腫瘤分期階段表現的情形。

為了進一步研究paxillin在肺腫瘤癌化的角色,我們於191個肺腫瘤檢體和其他151個非肺腫瘤樣本及71個細胞株進行paxillin的基因突變分析,並且將偵測的paxillin基因突變位置統整於圖 2。在所測試的肺癌組織和細胞株之中,我們發現了總共21個paxillin基因體細胞突變,因為同一個病人的配對毗鄰正常肺組織顯示正常序列,證實突變是起源自體細胞突變。有趣的是,所偵測的paxillin基因突變有90% (19/21) 位在LD1和LD2區域 (氨基酸Pro30至Gly139之間) 和LIM區域 (圖 2A),再次證明此區域與生長因子所影響之磷酸化位置有關。所有基因突變在腫瘤組織皆是異質性的,也就是基因組中一組為野生型、一組為突變型,但有二個細胞株 (SK-LU-1和H820) 和四個腫瘤組織為基因組雙組皆為突變型的同質性基因型 (圖 2B-C)。paxillin基因突變圖譜呈現一個高比例 (94%, 32/34) C:G → T:A鹼基變異,與煙草致癌物的突變主要鹼基變異相同,暗示肺癌病人腫瘤檢體之paxillin基因突變可能與香菸致癌物有關作用。3 另外,我們確認了paxillin基因突變在白種人、美國黑人、和臺灣人各自顯示他們獨特的突變圖譜 (圖 2B)。
圖 2. 在癌症中paxillin基因之突變圖譜。 (A) paxillin突變概要圖,顯示獨特的體細胞突變於paxillin蛋白功能部位分佈的狀況。箭頭:missense誤義突變的位置。(B) paxillin基因突變頻率在不同的族群的肺腫瘤樣本有明顯的差異 (P = 0.017,卡方檢定),於肺腫瘤樣本不同的組織學分類也有明顯的差異 (P = 0.019,卡方檢定)。(C) 在人類癌組織樣本和癌細胞株中發現paxillin基因突變的種類分佈頻率。

細胞骨架蛋白質paxillin最初在細胞附著點被辨認,並且是某些致癌的酚基乙氨酸激酶的受質,4 因此paxillin蛋白很可能參與對致癌作用的癌轉移性。本研究使用缺乏paxillin表現的H522細胞,在缺乏血清生長素的環境培養後,轉殖外來正常型paxillin和突變型paxillinA127T的表達載體,測試是否影響其細胞存活力。結果顯示在表達正常類型paxillin的細胞其增生力與控制組質體相類似,但在表現paxillinA127T的細胞,其增生和群落形成有顯著更高的速率 (圖 3)。
圖 3. 轉形的H522細胞分別含有控制質體、正常型paxillin質體、或突變型paxillin A127T質體,以細胞群落生長檢驗其增生速率,這些群落被染色並計數後進行定量分析。左區為一個代表性細胞群落生長檢驗實驗圖;右區分別呈現來自控制、正常型Paxillin、或突變型paxillin A127T質體的胞群落數目 (平均值± S.D值為來自三個獨立實驗的結果)。

根據最近證據顯示paxillin蛋白的確與癌症轉移及侵略性有關,本研究結果更加支持paxillin蛋白或基因的改變與肺癌轉移扮演重要的角色。未來paxillin也許可以開發為新的分子治療的標靶。

參考文獻
  1. P. C. Ma et al., Cancer Res 63, 6272 (Oct 1, 2003).
  2. R. Salgia et al., Oncogene 18, 67 (Jan 7, 1999).
  3. P. Vineis et al., J Natl Cancer Inst 96, 99 (Jan 21, 2004).
  4. M. D. Schaller, J. T. Parsons, Mol Cell Biol 15, 2635 (May, 1995)
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