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研究背景非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)是最为常见呼吸系统恶性肿瘤,治疗上包括手术切除,放疗、化疗、靶向治疗等。迄今,NSCLC的发生、发展的调控机制尚未明确,患者早期临床症状无特异性,预后不良。机体多数实体瘤因为生长速度快,瘤体中心血供匮乏,存在缺血缺氧区域;同样的,NSCLC肿瘤内部也存在缺血缺氧、代谢异常和炎症反应等情况,炎症刺激等内源性因素会引起机体释放的活性氧(reactive oxygen species,ROS)产生。ROS和氧化应激会引起机体氧化-抗氧化能力失衡,脂质过氧化增加,增加细胞的肿瘤易感性和血管拟态生成,细胞发生基因突变,导致DNA的损伤加重,进一步引起基因的重组和细胞恶变。低氧环境改变了肿瘤细胞代谢,线粒体呼吸链功能障碍,降低了肿瘤细胞的有氧氧化效率,导致肿瘤细胞的线粒体不断形成ROS,促使线粒体蛋白继续氧化和线粒体功能破化,持续产生ROS。所以,低氧环境持续产生的ROS引起氧化应激,促进肿瘤的恶性增殖和侵袭转移。那么,在低氧环境下,ROS通过何种途径促进NSCLC肿瘤细胞的转移,其深入机制需要进一步阐明。NSCLC肿瘤组织的缺氧与抗氧化系统微环境,影响药物敏感性。正常情况下,生理水平的ROS在细胞增殖、细胞分化等的生物信号转导中作用明显,保持细胞内ROS的产生与ROS的清除之间的动态平衡,锰超氧化物歧化酶(manganese superoxide dismutase,MnSOD),也称SOD2,是机体清除线粒体ROS主要方式,MnSOD将超氧阴离子等细胞内ROS转变成H2O2而清除。近年来,去乙酰化酶(sirtuins,SIRTs)家族在机体能量代谢、氧化应激、基因修复和抗肿瘤等方面的作用显著,其中SIRTs家族中的SIRT3主要位于线粒体。有研究指出,SIRT3是真核生物体内唯一有活性的去乙酰化酶,通过对机体组蛋白/非组蛋白的去乙酰化作用,调节线粒体能量代谢,增加机体细胞中ATP水平,发挥抗氧化应激、减少细胞凋亡和保护细胞的功能。SIRT3通过MnSOD 122位赖氨酸残基脱乙酰化,进行MnSOD活化,降低线粒体生成ROS,进行抗衰老和抗肿瘤功能。即SIRT3作为能量感受器和ROS清除的介导者,参与肿瘤的发生和发展过程。然而,目前尚未有研究证实,在NSCLC中,肿瘤内部在低氧条件下,其氧化应激与是否与MnSOD-SIRT3有关。目的探讨NSCLC生物学特征与病理形态学间的联系,观察NSCLC组织中锰超氧化物歧化酶(MnSOD)、去乙酰化酶3(Sirtuin 3,SIRT3)的表达情况,研究MnSOD-SIRT3的表达与NSCLC生物学特征间的联系。方法(1)选取89例近期手术的NSCLC标本,苏木精-伊红染色法(hematoxylin eosin,HE)观察NSCLC组织学形态学结构;(2)免疫组织化学SP法检测89例NSCLC患者和癌旁(≥10cm)肺组织中MnSOD蛋白、SIRT3蛋白的表达状况,探讨两种蛋白表达与NSCLC肿瘤组织类型、TNM分期、分化程度、淋巴结转移的相关性;(3)蛋白免疫印迹法和半定量分析89例NSCLC患者和癌旁组织中MnSOD蛋白、SIRT3蛋白的表达与NSCLC分化程度间的联系。结果(1)HE染色显示,89例肺癌组织学类型为NSCLC,临床病理学包括鳞状细胞癌(51例)、腺癌(38例);病理学分级,I级34例,II级25例,III级30例;肿瘤分期,T1-2期,62例,T3期,27例;淋巴结分期,N0期,36例,N1-2期,53例。(2)免疫组化染色显示:MnSOD蛋白、SIRT3蛋白阳性表达于NSCLC和癌旁肺组织的细胞膜和细胞质,89例NSCLC组织的癌旁肺组织中,98.88%患者MnSOD表达阳性,96.63%患者SIRT3表达阳性,显著高于NSCLC患者肿瘤组织中MnSOD(70.79%)和SIRT3(67.42%)表达阳性。(3)MnSOD蛋白、SIRT3蛋白在NSCLC中的表达明显降低,两者与NSCLC分化程度、肿瘤T分期呈正相关(P<0.05);而与病理类型(鳞癌、腺癌)及有无淋巴结转移无相关性(P>0.05)。(4)Western blot进一步半定量分析显示:与癌旁正常肺组织相比较,MnSOD蛋白、SIRT3蛋白在NSCLC中的表达明显降低,且随着NSCLC分化程度降低而表达下降。结论本组NSCLC主要包括鳞癌和腺癌组织学类型,NSCLC中组织的MnSOD蛋白、SIRT3蛋白降低,两者与NSCLC分化程度、肿瘤T分期呈正相关;两者联合检查可能对预测肿瘤的恶性程度有一定的意义。