背景与目的肺癌(lung cancer)是当今世界发病率增长最快和死亡率最高的恶性肿瘤之一。目前，尽管采用手术、放疗和化疗等治疗措施，总的5年生存率仍低与15％。肺癌的发生发展是一个多阶段、多步骤、渐进演化的过程，其机制十分复杂，现代分子生物学研究证明，恶性肿瘤的发生发展与细胞信号转导的异常有关，是恶性肿瘤形成的重要机制之一。于是，细胞信号转导与癌变的关系引起人们的广泛注意，成为目前分子生物学一个新的研究热点。因此，研究细胞信号转导异常与肿瘤发生、演进的关系对深入了解肿瘤的发病学十分重要，对开辟肿瘤治疗新方法和提高治愈率有重要的现实意义和广阔的前景。Smad4基因又名DPC4(deleted in pancreatic carcinoma locus 4)基因，是一种肿瘤抑制基因。其编码的Smad4蛋白的主要作用是参与转化生长因子β(transforming growth factorβ，TGF-β)超家族的信号在细胞内的传导。Smad4是TGF-β转导通路中起瓶颈作用的关键因子，几乎所有的生物学效应均是Smad4相互作用的结果，已发现在多种肿瘤中低表达或缺失表达，与肿瘤发生有密切关系，可能作为肿瘤治疗的新靶点。p21的基因产物是一种细胞周期蛋白依赖性激酶的抑制蛋白，有研究表明p21参与细胞分化、老化等生物学过程，具有促进细胞增殖、抑制凋亡等生物学功能，有数据表明p21可能是Smad4的靶基因。p21可能参与了TGFβ信号系统调节细胞增殖、凋亡的功能。尿激酶型血浆纤溶酶原激活因子(urokinase-type plasminogen activator，uPA)是一种重要的蛋白水解酶，它可以把纤维蛋白溶酶原转化成纤维蛋白溶酶。uPA通过降解细胞外基质，使组织结构改变、细胞移动。uPA在促进肿瘤浸润转移过程中起核心作用。许多研究提示uPA成为肿瘤预后的一个判断指标。目前关于Smad4蛋白在肺癌中表达的报道较少，其与肺癌临床病理特征的关系尚无公认的结论。本实验采用免疫组织化学法检测了60例非小细胞肺癌组织中Smad4蛋白、p21蛋白及uPA蛋白的表达及相关性，旨在研究其在肺癌发生、发展中的意义，为肺癌的诊断和治疗提供理论依据。材料与方法实验组为手术切除并经病理证实的非小细胞肺癌标本60例，其中男性44例，女性16例：年龄35-77岁，平均60岁；均为非小细胞肺癌：39例鳞癌，21例腺癌，据组织学肿瘤分级，高分化17例、中分化20例，低分化23例；据临床病理分期(TNM)：Ⅰ期20例，Ⅱ期13例，Ⅲ期14例，Ⅳ期13例；有淋巴结转移35例。所有病例均未经放、化疗及免疫治疗。30例癌旁正常肺组织做为对照。标本用10％甲醛溶液固定，石蜡包埋，制成厚4μm的切片，采用免疫组化S-P(Streptavidin-Peroxidase,S-P)法和苏木素—伊红(HE)染色。结果用SPSS11.0统计软件分析，Smad4、uPA和p21阳性率比较用x~2检验或Fisher精确概率法，相关分析采用spearman等级相关方法，以α=0.05为检验水准。结果1．肺癌组织中Smad4蛋白的阳性表达率为65.0％，明显低于癌旁正常肺组织的90.0％，比较有显著性差异(P＜0.05)；Smad4蛋白在肺癌中的表达与患者的性别、年龄、组织类型均无明显相关性(P＞0.05)。Smad4蛋白的阳性表达率随肺癌细胞分化程度的降低而呈下降趋势，高分化组、中分化组、低分化组分别为94.1％、70.0％、39.1％。高分化组与中分化组比，较差异无统计学意义(P＞0.05)，低分化组与高分化组、中分化组比较有统计学意义(P＜0.05)。Smad4蛋白在肺癌伴有淋巴结转移组的阳性表达低于无淋巴结转移组，阳性表达率分别为51.4％、84.0％，两组间比较有统计学(P＜0.05)。根据TNM分期，Smad4蛋白在肺癌Ⅰ+Ⅱ期中的表达明显高于Ⅲ+Ⅳ期，阳性表达率分别为78.8％、48.1％，两组间比较有统计学意义(P＜0.05)。2．肺癌组织中p21阳性表达率为68.3％，明显高于癌旁正常肺组织阳性表达率为6.7％，比较有显著性差异(P＜0.05)；p21蛋白在肺癌中的表达与患者的性别、年龄、组织类型、疾病分期、是否有淋巴结转移等临床病理因素均无相关性(P＞0.05)。3．肺癌组织中uPA阳性表达率为78.3％，明显高于癌旁正常肺组织阳性表达率为0.0％，差异有统计学意义(P＜0.05)；uPA蛋白在肺癌中的表达与患者的性别、年龄、组织类型均无明显相关性(P＞0.05)。uPA蛋白的阳性表达率随肺癌细胞分化程度的降低而呈升高趋势，高分化组、中分化组、低分化组分别为52.9％、80.0％、95.7％。高分化组与中分化组比较，差异无统计学意义(P＞0.05)，高分化组与低分化组比较，差异有统计学意义(P＜0.05)，中分化组与低分化组比较，差异无统计学意义(P＞0.05)。uPA蛋白在肺癌伴有淋巴结转移组的阳性表达高于无淋巴结转移组，阳性表达率分别为100％、48.0％，两组间比较，差异有统计学意义(P＜0.05)。根据TNM分期，uPA蛋白在肺癌Ⅰ+Ⅱ期中的表达明显低于Ⅲ+Ⅳ期，阳性表达率分别为66.7％、92.6％，两组间比较有统计学意义(P＜0.05)。4．在非小细胞肺癌组织中Smad4蛋白表达与p21蛋白阳性表达呈正相关，与uPA蛋白表达呈负相关。结论1．Smad4在NSCLC组织中表达的下调及p21,uPA表达的上调与NSCLC的发生密切相关，并且Smad4的低表达和uPA的高表达与分化程度、临床分期和淋巴结转移有关，提示Smad4的低表达和uPA的高表达与NSCLC的浸润和转移有关。2．Smad4同p21呈明显正相关，同uPA呈明显负相关，Smad4可能通过上调p21和下调uPA的蛋白表达，来发挥调控细胞凋亡及浸润和转移的功能。3．Smad4，p21，uPA三者共同调节了NSCLC的发生、发展及生物学行为。提示联合检测NSCLC组织标本的表达情况，对NSCLC的辅助诊断及判断预后有一定意义。