脑肿瘤位于颅内，一旦发生很容易危及患者的生命。脑肿瘤以胶质瘤最为常见，恶性居多^[1]。但迄今为止，恶性胶质瘤的发生机制及病因还不明确。小泛素化相关修饰蛋白质类(small ubiquitin-related modifier protein，SUMO)是一类广泛存在于真核生物细胞中且高度保守的蛋白质家族^[2]，SUMO与肿瘤的关系极为密切，SUMO会引起蛋白SUMO化或去SUMO化，从而影响肿瘤的发生、发展以及对治疗的反应。有研究^{[2, 3]}显示：SUMO对胶质瘤有一定的影响，但SUMO化及相关修饰蛋白与胶质瘤间的关系尚不清楚。本研究通过检测恶性胶质瘤组织中SUMO和SUMO化修饰相关蛋白的变化，初步探讨SUMO与恶性胶质瘤发生发展的关系。

人正常脑组织和恶性胶质瘤组织(分别为正常对照组和恶性胶质瘤组)，由吉林大学第一医院神经外科提供，病理诊断均为Ⅲ-Ⅳ级恶性胶质瘤。Bradford蛋白浓度测定试剂盒(美国Pierce公司)，SUMO1、SUMO2抗体和ECL发光液(美国Invitrogen公司)，Aos1和Uba2抗体(美国Imgenex公司)，UBC9抗体(美国Zymed公司)，β-actin、PIAS1、PIAS2、PIAS3和Pc2抗体(美国Santa Cruz公司)。J-26XP超低温高速离心机(美国贝克曼公司)，DNA蛋白电泳系统(美国Bio-Rad公司)，Image-Pro Plus 图像分析管理系统(美国Media Cybernetics公司)。

将人正常脑组织和恶性胶质瘤组织样本各2个在冰上进行破碎，破碎后的组织样品中加入50 μL SUMO蛋白裂解液(裂解液含20 nmol·L^-1蛋白抑制剂、20 nmol·L^-1NEM和1%PMSF)，冰浴10 min，4℃、12 000 r·min^-1离心15 min，留上清，Bradford法测定样品蛋白浓度后计算所需样本量。

蛋白免疫印迹(Western blotting)法：准备聚丙烯酰胺凝胶，电泳分离样品，转膜封闭，加入不同第一抗体(稀释度均为1：1000)，4℃孵育过夜，第二抗体(稀释度均为1：5000)室温孵育1h，胶片曝光拍照。采用Image-Pro Plus图像分析管理系统对免疫印迹结果进行半定量分析，蛋白表达水平以蛋白质条带积分光密度(IA)值表示。

采用SPSS 17.0 统计软件进行统计学分析。不同组织中SUMO和SUMO化修饰相关蛋白表达水平以x±s表示，两组样本间均数比较采用t检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

与正常对照组比较，恶性胶质瘤组织中SUMO1和SUMO2蛋白表达水平均明显升高(P<0.01)。见图 1和表 1。

Lane 1,2: Control group;Lane 3,4: Malignant glioma group. 图 1 不同组织中SUMO表达电泳图 Fig.1 Electrophoregram of SUMO expression in different tissues

图选项

与正常对照组比较，恶性胶质瘤组织中Aos1蛋白表达水平明显升高，Uba2蛋白表达水平明显降低(P<0.01)。见图 2和表 1。

Lane 1,2: Control group;Lane 3,4: Malignant glioma group. 图 2 不同组织中 SUMO活化酶蛋白表达电泳图 Fig.2 Electrophoregram of SUMO activating enzyme protein expression in different tissues

图选项

与正常对照组比较，恶性胶质瘤组织中UBC9蛋白表达水平明显升高(P<0.01)。见图 3和表 1。

Lane 1,2: Control group;Lane 3,4: Malignant glioma group. 图 3 不同组织中SUMO结合酶蛋白表达电泳图 Fig.3 Electrophoregram of SUMO conjugating enzyme protein expression in different tissues

图选项

与正常对照组比较，恶性胶质瘤组织中PIAS1和PIAS2蛋白表达水平明显降低(P<0.01)，PIAS3蛋白表达水平明显升高(P<0.01)，Pc2蛋白表达水平无明显变化(P>0.05)。见图 4和表 1。

Lane 1,2: Control group;Lane 3,4: Malignant glioma group. 图 4 不同组织中SUMO连接酶蛋白表达电泳图 Fig.4 Electrophoregram of SUMO ligases protein expression in different tissues

图选项

人类肿瘤的发生与SUMO及细胞内底物蛋白的SUMO化密不可分^{[5, 6]}。基因芯片分析^{[7, 8, 9, 10]}发现：低存活率的肝癌患者中SUMO活化酶的表达水平上调，腺癌和卵巢癌细胞UBC9表达水平增加，肺癌、乳腺癌、前列腺癌和结直肠癌中PIAS3也存在不同程度的表达上调。但对SUMO的系统研究还少有报道，恶性胶质瘤中SUMO化所起的作用也未知。

人类SUMO 家族共有4个成员，其中SUMO1、SUMO2和SUMO3发挥了主要的作用，而SUMO2和SUMO3具有极高的同源性^{[11, 12]}。有研究^[13]表明：SUMO在星形胶质细胞瘤和胶质母细胞瘤的发生中起一定的作用。本实验采用Western blotting法检测恶性胶质瘤组织中SUMO蛋白表达水平显示：恶性胶质瘤组织中SUMO1和SUMO2蛋白表达水平明显升高，表明在恶性胶质瘤的发生过程中，肿瘤组织中存在着过量的SUMO蛋白，这就为SUMO蛋白参与恶性胶质瘤的发生提供了有力的证据。

在体内，无活性的SUMO前体在ATP存在时，会经SUMO活化酶E1、SUMO结合酶E2、SUMO连接酶E3作用，使底物蛋白发生SUMO化。E1是由Aos1和Uba22个亚基构成的异源二聚体，2个亚基的功能不同，须共存才能发挥作用；E2仅有1个UBC9；E3由PIAS(proteininhibitor of the activator of STAT)家族、RanBP2/Nup358和Pc2(polycomb group protein)组成^[14]。本研究结果显示：恶性胶质瘤Aos1和Uba2表达水平明显不同，Aos1表达水平明显升高，而Uba2表达水平明显降低，UBC9表达水平明显升高，PIAS1、PIAS2和PIAS3表达水平升高，Pc2无明显变化，说明在恶性胶质瘤发生中SUMO化修饰蛋白所起的作用是不同的。

在E1活化过程中Aos1可能起主导作用，启动了E1酶对底物蛋白发挥作用；UBC9表达进一步促进肿瘤发生时底物蛋白发生了SUMO化；而PIAS3增加最后决定了与肿瘤发生相关底物SUMO化完成。以上结果表明：在恶性胶质瘤的发生过程中，SUMO化修饰可能起到了极为重要的促进作用，但其具体机制目前尚不清楚。泛素化与SUMO化是互相影响、互为相反的两个过程。在脑肿瘤中caspase 8的表达与细胞凋亡发生与否密切相关^[15]，而caspase 8泛素化和SUMO化与肿瘤细胞的生长密切相关^{[16, 17, 18, 19]}。但具体SUMO化修饰在恶性胶质瘤的发生过程中所起的作用，还需在今后的实验中进一步深入探讨。