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血浆硫氧还蛋白还原酶在肺癌中表达的初步研究

李方超，曾慧慧，李贵新，黄琰，傅玲

（潍坊医学院肿瘤学教研室，山东潍坊 261053；北京大学药学院，北京 100083；潍坊医学院附属医院肿瘤科，山东潍坊 261031）

摘要：目的探讨血浆硫氧还蛋白还原酶(thioredoxin reductase，TrxR)在肺癌中的活性表达及临床意义。方法酶联免疫分析方法检测 50 例肺癌病人及 50 例健康体检者血浆中 TrxR活性表达，并作相关分析。结果肺癌患者血浆中 TrxR 活性明显高于健康体检者，且差异有统计学意义（P＜0.05）；肺腺癌、肺鳞癌、小细胞肺癌患者血浆 TrxR 活性均值分为 3.96±5.22 U/mL、6.31±6.20 U/mL 、6.98±7.04 U/mL，各组间 TrxR 活性水平差异无统计学意义（P＞0.05）。结论 TrxR 活性表达与肺癌密切相关；TrxR 活性表达在肺癌不同组织学分型间相同。

关键词：硫氧还蛋白还原酶；肺癌；肿瘤标志物

Plasma thioredoxin reductase expression in lung cancerLI Fang-chao,ZENG Hui-hui,LI Gui-xin,HUANG Yan,FU Ling(Dpartment of Oncology,WeiFang Medical University,Weifang 261053,China; Peking University School of Pharmaceutical Sciences,Beijing 100083,China;Oncology,Aff-iliated Hospital of WeiFang Medical University,Weifang 261031,China)

Abstract: Object To explore the expression of thioredoxin reductase activity inlung cancer and its clinical significance. Methods Detected 50 cases of lung cancerpatients and 50 healthy subjects plasma TrxR activity expression and correlation analysis. Re sults The TrxR activity in plasma of patients with lung cancer was significantly higher than healthy subjects, and there was statistically significant (P <0.05); the average TrxR activity levels of lung adenocarcinoma, squamous cell carcinoma, small cell lung cancer were 3.96 ± 5.22 U/mL, 6.31 ± 6.20 U/mL, 6.98 ±7.04 U/mL, and the TrxR activity level difference between the groups was not statistically significant (P> 0.05). Conclusion The expression of TrxR activity expression was closely related to lung cancer;and the TrxR activity express the same among the different histological types of lung cancer.

Key words: Thioredoxin reductase; Lung cancer; Tumor marker

肺癌是我国常见的恶性肿瘤。近年来，肺癌的发病率和病死率不断提高，已居世界肿瘤首位。硫氧还蛋白还原酶(thioredoxin reductase，TrxR)是吡啶核苷酸二硫化物还原酶家族的一员，是还原氧化型硫氧还蛋白的酶。研究发现，硫氧还蛋白还原酶广泛存在于从原核生物到人类的各级有机体细胞中[1] 。研究表明，硫氧还蛋白还原酶与肿瘤的发生、发展及耐药密切相关，有望成为肿瘤诊断、治疗的一个新靶点。本文主要研究硫氧还蛋白还原酶在肺癌患者血浆中的表达水平，为肺癌的诊断、治疗提供新的指标。

1 资料与方法

1.1 资料肺癌组：为 2012 年 6 月至 2013 年 4 月在潍坊医学院附属医院接受手术、放化学治疗、抗骨转移治疗及其他对症支持治疗的 50 例肺癌患者，其中肺腺癌患者 19 例，肺鳞癌患者 16 例，小细胞肺癌患者 15 例；其中女 23 例，男 27 例，均为经病理、CT、内镜、细胞学等方法确诊的肺癌患者，年龄 37~77 岁。健康组：为已排除肿瘤的健康体检人群 50 例，其中：女 24 例，男 26 例；年龄 38~80 岁。

1.2 检测方法清晨空腹，用含有肝素钠抗凝剂的真空采血管抽取 2ml 静脉血，分离出血浆后检测硫氧还蛋白还原酶的活性。采用酶联免疫分析方法检测硫氧还蛋白还原酶的活性，检测仪器为酶标仪（Thermo Scientific 公司 Multiskan Mk3），硫氧还蛋白还原酶活性检测试剂盒由武汉尚宜康健科技有限公司提供（产品批号 20110901）。

1.3 统计学方法应用 SPSS 17.0 统计学软件对各组检测结果进行 t 检验，检测结果以（ x±s ）表示。

2 结果

2.1 肺癌组与健康组血浆 TrxR 活性的比较肺癌组血浆 TrxR 活性均值为 5.62±6.14 U/mL，健康组血浆 TrxR 活性均值为 1.14±1.89 U/mL，两组间血浆 TrxR 活性水平差异有统计学意义（P＜0.05），见表 1。

2.2 肺癌患者不同组织学分型间血浆 TrxR 活性的比较肺腺癌患者血浆 TrxR 活性均值为3.96±5.22 U/mL，肺鳞癌患者血浆 TrxR 活性均值为 6.31±6.20 U/mL，小细胞肺癌患者血浆 TrxR 活性均值为 6.98±7.04 U/mL，各组间血浆 TrxR 活性水平差异无统计学意义（P＞0.05），见表 2。

3 讨论

硫氧还蛋白还原酶是一种二聚体酶，每个单体都有一个FAD结合结构域、一个NADPH结合结构域、一个二聚体相互作用结构域以及两个活性中心， N-端的活性中心为含一二硫键的半胱- 缬-门冬-甘-半胱基序，而C-端的活性中心为含一硒代半胱氨酸的甘-半胱-硒代半胱-甘基序，硫氧还蛋白还原酶的催化活性就是依赖于C-端的硒半胱氨酸活性位点。硫氧还蛋白还原酶在氧化还原调节和抗氧化防御中起重要的作用。人们已经发现，从原核生物到人类的各级有机体细胞中都有硫氧还蛋白还原酶的存在，根据其存在部位的不同，又可分为TrxR1、 TrxR2、TrxR3。TrxR1主要存在于细胞浆中，TrxR2主要存在于线粒体中，而TrxR3 只在睾丸中表达，其中研究最广泛的是TrxR1。TrxR具有多种生物学活性，与肿瘤的发生、发展密切相关。许多研究证明，Trx 在肿瘤发展的不同阶段具有不同的功能。在早期阶段，TrxR通过维持细胞内氧化还原平衡，抵抗各种致癌物质的氧化应激损伤；一旦细胞发生癌变，高浓度的TrxR能加速细胞的生长，增加肿瘤细胞的抗凋亡能力并促进肿瘤细胞的转移[2] 。研究证明，肿瘤细胞的TrxR水平明显高于正常组织细胞。

本研究结果表明，肺癌患者血浆TrxR活性均值为5.62±6.14 U/mL，健康人血浆TrxR活性均值为1.14±1.89 U/mL，两组间血浆TrxR活性水平差异有统计学意义（P＜0.05），而肺腺癌患者血浆TrxR活性均值为3.96±5.22 U/mL，肺鳞癌患者血浆TrxR活性均值为6.31±6.20 U/mL，小细胞肺癌患者血浆TrxR活性均值为6.98±7.04 U/mL，各组间血浆TrxR活性水平差异无统计学意义（P＞0.05）。目前国际上关于肿瘤患者组织中TrxR水平的报道很多，但是极少有针对肿瘤患者血浆中TrxR水平的报道，而国内目前也只有罗钰等[3]的研究表明肿瘤患者血浆TrxR水平升高，其研究虽还包括其他肿瘤，但主要研究对象为肺癌，与本研究结果一致，且罗钰等的研究还显示TrxR水平上升为非肺癌所特有。 Söderberg 等[4] 的研究表明肿瘤细胞可以释放TrxR到外周血，这与本研究结果相吻合。大量研究表明肿瘤组织中TrxR过度表达。例如， Femandes AP[5] 等人对42例肺腺癌的研究表明，TrxR在肺腺癌中过度表达，与本实验结果较一致，说明肿瘤患者血液中及肿瘤组织中TrxR表达水平具有相关性。此外，Zhao F[6] 等人应用TrxR抑制剂对肺腺癌细胞株的研究表明， TrxR的活性与肿瘤细胞增殖存在正直线相关的关系，也与本实验血浆TrxR的活性表达肺癌患者明显高于健康人的结果相一致。

此外，Lincoln等[7] 采用免疫细胞化学法测定TrxR在人原发乳癌、甲状腺癌、前列腺癌、结肠直肠癌及恶性黑色素瘤中的定位与表达，结果显示，侵袭力强的肿瘤过度表达TrxR，其增殖力强、凋亡率低、转移力高，因此，TrxR在肿瘤的形成中有重要作用，可作为抗肿瘤治疗的靶点。 TrxR在口腔鳞状细胞癌组织中也呈高表达，原因可能与口腔鳞状细胞癌的发生有关[8] 。

由于传统的筛查方法特异性和灵敏性低，肺癌的早期诊断率低，多数病人在确诊时已为肿瘤中晚期，已失去了最佳治疗时机。据统计，非小细胞肺癌（non-small cell lungcancer,NSCLC）总的5年生存率仅为15%，其中早期NSCLC 5年生存率高达80%[9] ，而根治术后（包括进展期）的NSCLC 5年生存率则为35%-50%[10] 。由此可见早期诊断的重要性。近年来，肿瘤标志物因其简单方便、快捷、价格低、动态检测方便等优点被广泛用于临床，从而受到临床医生和病人的认可，也使很多学者积极寻找特异性和灵敏性高的肿瘤标志物。肿瘤是一类以细胞异常增殖为特点的疾病，大量研究表明，TrxR在肿瘤中过度表达，是肿瘤细胞异常增殖的关键调控酶 [11-14] ，Zhao F[6] 等人的研究也表明TrxR的活性与肺腺癌细胞增殖存在正直线相关的关系，说明TrxR促进癌细胞的生长,在肺癌细胞形成的早期阶段，TrxR活性表达即增加，因此， TrxR有望成为肺癌早期诊断的标志物，但是由于缺乏早期肿瘤病例的研究报道，TrxR的早期诊断性还有待以后研究的待进一步证实。

TrxR 由肿瘤细胞分泌，可促进肿瘤细胞的生长，并抑制肿瘤细胞的凋亡，与肿瘤细胞的耐药密切相关，是肿瘤细胞异常增殖的关键调控酶，其活性与细胞异常增殖密切相关，我们有理由相信在以后的研究中 TrxR 有望成为肿瘤诊断、治疗及临床监测的一个新的标志物，从而造福人类。

参考文献：

[1] Holmgren A.Redox regulation by thioredoxin and thioredoxin reductase[J].Biofactors,2000,11(1/2):63-64.

[2] Tonissen KF.Di Trapani G.Thioredoxin system inhibitors as mediators ofapoptosis for cancer therapy.Mol Nutr Food Res,2009,53:87-103.

[3] 罗钰，马微微，杨晶等.硫氧还蛋白还原酶活性检测试剂盒在恶性肿瘤辅助诊断中的价值[J].国际检验医学杂志 2012；33(13): 1580-1582.

[4] Söderberg A,Sahaf B,Rosen A.Thioredoxin reductase,a redox-active selenopr-otein,is secreted by normal and neoplastic cells: presence in human plasma[J]. Cancer Res 2000; 60(8):2281-2289.

[5] Fernandes AP,Capitanio A,Selenius M,et al.Expression profilesof thioredo-xin family proteins in human lung cancer tissue:correlation with proliferation anddifferentiation[J].Histopathology,2009,55( 3):313-320．

[6] Zhao F,Yan J,Deng L,et al.A thioredox in reductase inhibitor inducesgrowth inhibition and apoptosis in five cultured human carcinom a cell lines[J].Cancer Lett,2006,236(1):46-53.

[7] Lincoln DT,Ali Emadi EM,Tonissen KF,et al.The thioredoxin-thioredoxinreductase system:over-expression in human cancer[J].Anticancer Res,2003,23(3B):2425-2433.

[8] Nishitani Y,Yoshiyama M,Wadgaonkar B,et aL.Activation of gelatinolyti/co-llagenolytic activity in dentin by self-etehing adhesives[J].Eur J Oral Sci,2006,114(2):160-166.

[9] Mulshine JL,Sullivan D.Clinical practice Lung cancer screening[j].N EnglJM ed,2005,352(26):2714-2720.

[10] Rena O,Olinro A, Cavallo A,et al,Stagel norr small cell lung carcinomareally an early stage?[J].Eur JCardiothorac Surg 2002,21(3):514-519.

[11] Nguyen P,Awwad RT,Smart DD,et al.Thioredoxin reductase as a novel moleculartaiget for cancer therapy[J].Cancer Letters,2006,236(2):164-174.

[12] Sabine U,Katja B.On the potential of thioredoxin reductase inhibitors forcancer therapy[J].Seminars in Cancer Biology,2006,16(6):452-465.

[13] Powis G,Kirkpatrick DL.Thioredoxin signaling as a target for cancer ther-apy[J].Curr Opin Pharmacol,2007,7(4):392-397.

[14] Cristime S,Maria J,Paolo P,et al.Statins inhibit expression of Thioredoxinreductase 1 in rat and human liver and reduce tumor development[J].Biochemical andBiophysical Research Communications,2012,417(3):1046-1051.

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