張洪蘭 陳昊 張春芳 張昶 齊冬雪 李偉 劉新麗 劉華
連云港市第一人民醫(yī)院1病理科,2中心實驗室(江蘇連云港222002)
賁門胃底癌陽性體征出現(xiàn)較晚,不易完整手術(shù)切除,多年來預(yù)后一直不見明顯改善[1],該類胃癌發(fā)生率近年呈現(xiàn)不斷增高的趨勢。錯過最佳手術(shù)期,只能化療,而普通化療療效不明顯且副作用大,靶向化療是目前效果最明顯的治療方法。因此,進一步闡明賁門胃底癌的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移的分子機制,尋找有效的靶標及相關(guān)的調(diào)節(jié)因子,對于提高該類胃癌的療效具有重要的臨床意義。
蛋白磷酸酶2A(PP2A)的癌性抑制因子(cancerous inhibitor of protein phosphatase2A,CIP2A)是一種近年來被發(fā)現(xiàn)的癌基因,可在后轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)c-Myc 蛋白表達;癌基因HER-2(human epidermal growth factor receptor 2,HER-2)作為表皮生長因子受體家族成員之一,其介導(dǎo)的信號通路PI3K∕Akt∕mTOR 可增強c-Myc 的蛋白翻譯[2];而原癌基因c-Myc 是具有激活和抑制雙重作用的轉(zhuǎn)錄因子,在胃癌的發(fā)生及進展中起關(guān)鍵的調(diào)控作用[3]。從目前的研究現(xiàn)狀來看,國內(nèi)外罕見賁門胃底癌福爾馬林固定石蠟包埋(formaldehyde fixed paraffinembedded,F(xiàn)FPE)組織CIP2A mRNA 水平的回顧性研究,其與HER-2 基因在c-Myc 蛋白共調(diào)控方面是否存在著協(xié)同作用,未見類似報道。本研究應(yīng)用半定量RT-PCR 方法檢測CIP2A mRNA 表達,熒光原位雜交(FISH)方法檢測HER-2 基因擴增,探討二者及其與各臨床病理參數(shù)之間的關(guān)系,為賁門胃底癌的診斷、治療和預(yù)后提供一定的依據(jù),同時了解CIP2A 的分子調(diào)控機制。
1.1 標本收集 收集2016年5月至2017年4月間連云港市第一人民醫(yī)院手術(shù)切除的47 例賁門胃底癌石蠟包埋組織,所有病例均為進展期癌,均為RT-PCR 實驗成功者(實驗均在組織包埋成蠟塊的1年內(nèi)進行)。其中男27 例,女20 例:年齡22~73(中位年齡58)歲。進展期胃癌依據(jù)WHO 分類,分為管狀腺癌、乳頭狀腺癌、低分化腺癌(未分化癌)等;分級分3 級,包括高分化、中分化和低分化。本組病例包含管狀腺癌22 例,乳頭狀腺癌3 例,低分化腺癌22 例。賁門胃底癌的臨床分期依據(jù)2016年10月國際抗癌聯(lián)盟及美國聯(lián)合會(UICC∕AJCC)發(fā)布的第8 版胃癌TNM 分期法,TNMⅠ期5 例,Ⅱ期14 例,Ⅲ期17 例,Ⅳ期11 例。腫瘤分化程度:高分化7 例,中分化10 例,低分化30例。另選取對應(yīng)癌旁組織47 例。
1.2 主要試劑及RT-PCR 引物 HER-2 基因擴增FISH 方法檢測試劑盒購自廣州安比平有限公司;環(huán)保脫蠟液購自無錫市江源實業(yè)技貿(mào)總公司;High Pure Paraffin RNA Isolation Kit 石蠟組織總RNA 提取試劑盒,購自美國Roche 公司;Prime-ScriptTMRT reagent Kit 反轉(zhuǎn)錄試劑盒和2×Taq PCR Mastermix 購自TaKaRa 公司;CIP2A 引物序列同文獻[4],并在NCBI 網(wǎng)站進行了BLAST 驗證,證實為CIP2A 特異的引物:P1:5′-TACGAATTCATGCGACGGCTGCTGATC-3′(forward);P2:5′-TACCTCGAGGGAGAAGGCGAACTGTCCGA-3′(reverse),擴增產(chǎn)物307 bp。以β-actin 基因表達產(chǎn)物為內(nèi)參照設(shè)計PCR 引物,序列如下:P1:5′-ATCGTGCGTGACATAAGGAGAAG-3′(forward);P2:5-AGGAAGGAAGGCTGGAAGAGTG-3′(reverse),擴增產(chǎn)物197 bp,由上海生工公司合成。
1.3 方法
1.3.1 CIP2A mRNA 提取、擴增及定量 參照以往研究[5-6]FFPE組織中RNA 提取、擴增并加以改進的方法:(1)脫蠟及洗滌:取FFPE組織,切片,每片厚度5 μm,共10 片,放入1.5 mL 無菌EP 管,加入1 mL 環(huán)保脫蠟液57 ℃恒溫水浴常規(guī)脫蠟3 次,100%乙醇洗滌,離心,除上清,共3 次,室溫空氣干燥。(2)RNA 提?。喊凑誇FPE組織總RNA 試劑盒說明操作提取總RNA,用50 μL 1‰DEPC 水溶解。(3)RNA 質(zhì)量檢測:取1 μL 樣本用紫外分光光度計檢測吸光值(A值)及濃度(ng∕μL)(確保無DNA和蛋白污染,OD260∕OD280= 2.0±0.2,OD260∕OD230≥1.7)。(4)RT-PCR:采用反轉(zhuǎn)錄試劑盒,取1 μg 總RNA 為模板,在10 μL 擴增反應(yīng)體系中以O(shè)ligo dT Primer 為引物,逆轉(zhuǎn)錄合成cDNA。取cDNA 2 μg 為模板,在25 μL 擴增反應(yīng)體系中進行擴增,產(chǎn)物檢測采用瓊脂糖凝膠電泳法。(5)擴增產(chǎn)物半定量分析:應(yīng)用GeneSnap 軟件系統(tǒng)分析擴增條帶。將CIP2A 基因與β-actin 基因擴增條帶吸光度的比值(CIP2A∕β-actin)計為CIP2A 基因的相對表達量。
1.3.2 HER-2 基因擴增檢測 依照試劑盒提供的標準操作方法,將標本置于全自動組織脫水程序18 h 后石蠟包埋,以4 μm 厚度切片,70 ℃烤片2 h 待用。預(yù)處理:新型環(huán)保透明脫蠟液脫蠟,水化;置于預(yù)熱至100 ℃的滅菌純化水20 min,室溫干燥;胃蛋白酶液消化。變性及雜交:吸取10 μL探針液至組織區(qū)域,85 ℃變性5 min 37 ℃雜交過夜(12 h)。次日,37 ℃洗液Ⅰ和Ⅱ洗滌,滴加DAPI,封片。避光孵化15~20 min 后,熒光顯微鏡下觀察結(jié)果。
1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 17.0 統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析。計量資料以均數(shù)±標準差表示,組間比較采用t檢驗,雙變量相關(guān)性分析采用非連續(xù)變量Spearman 相關(guān)性分析。
2.1 CIP2A mRNA 在賁門胃底癌及癌旁組織中的轉(zhuǎn)錄水平 分析47例賁門胃底癌及其癌旁FFPE組織中CIP2A mRNA 的轉(zhuǎn)錄水平,結(jié)果顯示,賁門胃底癌組織中CIP2A mRNA 的陽性檢出率為74.5%(35∕47),高于癌旁組織中的檢出率27.7%(13∕47,P=0.000,圖1)。根據(jù)GeneSnap軟件系統(tǒng)分析擴增條帶,計算CIP2A mRNA的相對轉(zhuǎn)錄水平。t檢驗結(jié)果顯示,35例賁門胃底癌組織中CIP2A基因的平均轉(zhuǎn)錄水平為0.49±0.09,13 例癌旁組織中平均轉(zhuǎn)錄水平為(0.09±0.02),差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。
圖1 賁門胃底FFPE組織中CIP2A 基因RT-PCR 產(chǎn)物的電泳結(jié)果Fig.1 Electrophoresis results of CIP2A gene RT-PCR products in FFPE tissue of cardia-fundal carcinoma
2.2 賁門胃底癌組織中CIP2A mRNA 表達與臨床病理特征的關(guān)系 筆者采用楊雪等[4]研究中提到的統(tǒng)計學(xué)方法,將該組賁門胃底癌病例分為CIP2A mRNA 高轉(zhuǎn)錄水平組(≥0.49)22 例和低轉(zhuǎn)錄水平組(<0.49)25 例。結(jié)合臨床資料,分析CIP2A mRNA 的轉(zhuǎn)錄水平與賁門胃底癌臨床病理參數(shù)之間的相關(guān)性。結(jié)果顯示,CIP2A mRNA 的轉(zhuǎn)錄水平與腸型胃癌、較高的分化程度、腫瘤浸潤深度、TNM 分期、血管癌栓及神經(jīng)侵犯相關(guān),差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05,表1)。
2.3 賁門胃底癌組織中HER-2 基因的擴增與臨床病理特征的關(guān)系 47 例賁門胃底癌患者中,HER-2 基因擴增者9 例,占19.1%(圖2)。結(jié)合臨床資料,分析HER-2 基因擴增與賁門胃底癌臨床病理參數(shù)之間的相關(guān)性。結(jié)果顯示,HER-2 基因的擴增與腸型胃癌、較高的分化程度及神經(jīng)侵犯相關(guān),差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05,表1)。
圖2 賁門胃底癌組織中HER-2 基因擴增Fig2 Amplification of HER-2 in cardia-fundal carcinoma
2.4 賁門胃底癌組織CIP2A mRNA 表達與HER-2 基因擴增的擴增的關(guān)系 CIP2A mRNA 與HER-2基因擴增表達呈正相關(guān)性(r= 0.410,P= 0.004)。其中CIP2A mRNA 高轉(zhuǎn)錄組,CIP2A 陽性表達率36.36%(8∕22);CIP2A mRNA 低轉(zhuǎn)錄組,CIP2A 陽性表達率為4.00%(1∕25,表2)。
表1 賁門胃底癌組織中CIP2A mRNA 表達和HER-2 擴增與臨床病理特征的關(guān)系Tab.1 Expression of CIP2A mRNA and HER-2 amplification in cardia-fundal carcinoma and its relationship with clinicopathological characteristics
胃癌是世界上常見的惡性腫瘤之一,病死率較高。手術(shù)切除是目前比較有效的治療方法,但賁門胃底部癌的生存率依舊很低,因為很多患者在確診時已失去手術(shù)機會。TNM 分期是判斷胃癌預(yù)后的重要指標,但很多分期相同的患者,預(yù)后也出現(xiàn)明顯差異[7]。因此,個體化分子靶向治療是晚期胃癌的重要治療手段,多基因檢測在未來的腫瘤治療中將成為主流。 CIP2A 是近年被發(fā)現(xiàn)的一種新的癌基因,體外實驗發(fā)現(xiàn)其在維持和促進細胞惡性轉(zhuǎn)化、增殖和體內(nèi)腫瘤形成方面起關(guān)鍵作用[8-9]。因其能夠抑制蛋白磷酸酶2A(PP2A)的磷酸化活性而得名,它通過直接與癌轉(zhuǎn)錄因子c-Myc 結(jié)合,抑制PP2A 的B56α調(diào)節(jié)亞基對c-Myc 62 位絲氨酸的脫磷酸化作用,從而穩(wěn)定c-Myc 蛋白的二元磷酸化結(jié)構(gòu),抑制其泛素化水解。同時,KHANNA 等[10]在胃癌AGS 細胞、腸型胃癌MKN-28和人纖維肉瘤HT1080 細胞中應(yīng)用c-Myc RNA 干擾技術(shù)后發(fā)現(xiàn)CIP2A 蛋白和CIP2A mRNA 表達水平顯著降低,說明c-Myc 作為癌轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子可以上調(diào)CIP2A 的表達,二者形成了一個正反饋環(huán)路。CIP2A 在人體腫瘤乳腺癌[11]、頭頸部鱗癌[12]、肝癌[4]、腦膠質(zhì)瘤[13]、非小細胞肺癌[14]、胃癌[15]等組織中存在高表達,且與腫瘤的惡性臨床病理參數(shù)和不良預(yù)后相關(guān)。
表2 賁門胃底癌組織中CIP2A mRNA 表達水平及HER-2基因擴增的關(guān)系Tab.2 Relationship between CIP2A mRNA expression and HER-2 gene amplification in cardia-fundal carcinoma例
HER-2 受體是人表皮生長因子受體家族成員之一,定位于人類17q21,蛋白從結(jié)構(gòu)上分為胞外區(qū)、跨膜區(qū)和胞內(nèi)區(qū),后者具有酪氨酸激酶活性,與表皮生長因子受體具有同源性。其參與了多種信號通路,主要包括Ras∕MAPK 途徑、P13K∕Akt 途徑、PLCr 途徑和STAT 途徑。HER-2 可通過多種途徑參與c-Myc 基因表達,其中P13K∕Akt∕mTOR 信號通路最為明確,它可作用于c-Myc mRNA 5′非翻譯區(qū)(5′UTR)的引導(dǎo)序列(PL2),PL2 含有內(nèi)部核糖體進入位點(IRES),因而可增強c-Myc mRNA 的蛋白翻譯[2]。HER-2 基因擴增可致HER-2 蛋白高表達,導(dǎo)致細胞惡性轉(zhuǎn)化及腫瘤進展見于多數(shù)人類惡性腫瘤如乳腺癌、胃癌、卵巢癌、肺癌等[16]。
c-Myc 是轉(zhuǎn)錄因子家族成員之一,具有多個功能域,在轉(zhuǎn)錄過程中起到重要的調(diào)節(jié)作用。c-Myc蛋白的N-端含有轉(zhuǎn)錄活化功能域,C-端部位含有亮氨酸拉鎖結(jié)構(gòu)和HLH 結(jié)構(gòu),必要時形成異質(zhì)二聚體抑制轉(zhuǎn)錄。眾所周知,c-Myc 表達與細胞增殖狀態(tài)有關(guān),增殖期c-Myc 高水平表達,休眠期c-Myc低水平表達,這也是惡性腫瘤作為高增殖體高度表達c-Myc 的重要原因。c-Myc 表達水平的調(diào)節(jié)是相當復(fù)雜的,mRNA 和蛋白具有較短的半衰期,受多點調(diào)節(jié)控制,包括起始、轉(zhuǎn)錄延長、翻譯和mRNA、蛋白質(zhì)的加工。CIP2A 和HER-2 作為c-Myc 表達后轉(zhuǎn)錄水平調(diào)節(jié)的典范,二者在c-Myc 調(diào)節(jié)上是否存在一定的關(guān)聯(lián)。本研究結(jié)果顯示,賁門胃底癌組織中CIP2AmRNA 與HER-2 基因擴增表達呈正相關(guān)性(r=0.410,P=0.004),提示CIP2A和HER-2 在c-Myc 表達后轉(zhuǎn)錄水平調(diào)節(jié)上存在一定的協(xié)同作用,HER-2 可通過某種途徑上調(diào)CIP2A表達。
本研究結(jié)果顯示賁門胃底癌CIP2A mRNA 陽性檢出率為74.5%(35∕47),低于LI 等[8]研究中的CIP2A mRNA 陽性檢出率,可能與FFPE組織RNA降解增多和蛋白交聯(lián)提取率較低相關(guān),但目前的RNA 提取試劑盒對于保存1年內(nèi)的蠟塊還是有較強的臨床應(yīng)用價值的。癌組織CIP2A mRNA 的相對轉(zhuǎn)錄水平為0.49,癌旁組織CIP2A mRNA 的相對轉(zhuǎn)錄水平為0.09,二者差異有統(tǒng)計學(xué)意義,說明CIP2A 作為一種癌基因存在于胃癌組織中;且CIP2A mRNA 過表達與腸型、分化型、較大的TNM分期、較深的浸潤深度、癌栓及神經(jīng)侵犯相關(guān),提示CIP2A 在某些特殊類型的胃癌中高表達,并與腫瘤的侵襲、轉(zhuǎn)移等較差的預(yù)后指標相關(guān)。與張洪蘭等[17]應(yīng)用免疫組化方法檢測賁門胃底癌組織中CIP2A 蛋白表達的研究結(jié)論一致,該研究還證實CIP2A 表達與患者的總生存率相關(guān)且為獨立的預(yù)后危險因素,因此檢測CIP2A 基因的高表達更有助于賁門胃底癌惡性程度的判斷、評估預(yù)后和提供準確的治療靶點。另外,賁門胃底癌HER-2基因擴增者占19.1%(9∕35),HER-2 擴增與腸型胃癌、較高的分化程度及神經(jīng)侵犯相關(guān),與況麗萍等[18]應(yīng)用免疫組化方法檢測胃癌中HER2 表達的結(jié)論一致,提示HER-2 基因擴增與患者較差的預(yù)后因素不完全相關(guān),不能作為胃癌患者獨立的預(yù)后指標,或許HER-2 在對c-Myc 后轉(zhuǎn)錄水平和CIP2A 的調(diào)節(jié)在胃癌發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著更重要的作用。
值得注意的是,本研究發(fā)現(xiàn)CIP2A 和HER-2表達呈正相關(guān),二者高表達與賁門胃底癌較高的分化程度和腸型胃癌相關(guān),與LI 等[8]和HER-2 研究全國合作組[19]的研究結(jié)論一致,提示二者在腫瘤的去分化中部分丟失,且可能與腸型胃癌特定的細胞亞群相關(guān)。這是CIP2A 區(qū)別于其他癌基因的兩大特點,故筆者推測CIP2A 在賁門胃底癌的發(fā)生發(fā)展中扮演著一種有異于一般癌基因的角色,同時受到HER-2 基因的正調(diào)節(jié),它必將成為一種特殊的腫瘤治療靶點,同時有研究證實CIP2A高表達還與胃癌患者順鉑耐藥相關(guān)[20]。