梁楊煥
上皮性卵巢癌(epithelial ovarian cancer, EOC)是最常見的婦科惡性腫瘤之一,其發(fā)病率和死亡率分別位居世界女性全身惡性腫瘤的第7位和第4位[1]。根據(jù)2015年全球腫瘤流行病學調(diào)查報告,2012年全球約有239 000例新發(fā)EOC和151 900例死于EOC的患者[2]。2016年中國腫瘤流行病學調(diào)查報告顯示,2015年新發(fā)EOC和死于EOC的病例分別為52 100和22 500例[3]。盡管近年早期診斷、個體化治療及患者護理技術(shù)等均有所提高和發(fā)展,但EOC患者的病死率仍呈上升趨勢,晚期患者的5年生存率不及30%[1],可能與極高的惡性程度、易復發(fā)性以及易轉(zhuǎn)移性有關(guān)[4]。因此,積極探索EOC的發(fā)病機制,提高EOC的早期診斷率、發(fā)現(xiàn)可靠的治療靶基因是有必要的。
環(huán)狀RNA分子(circular RNA, circRNA)區(qū)別于傳統(tǒng)的線性RNA(linear RNA,含5′和3′末端),是一類不具有5′末端帽子和3′末端poly(A)尾巴、并以共價鍵形成環(huán)形結(jié)構(gòu)的非編碼RNA分子,其封閉的環(huán)狀結(jié)構(gòu)不受RNA外切酶的影響,表達更穩(wěn)定且不易降解[5]。據(jù)報道,circRNA與宮頸癌、胃癌以及結(jié)腸癌等腫瘤具有密切的聯(lián)系,并可通過直接或者間接調(diào)節(jié)許多基因或信號通路來影響腫瘤的發(fā)生發(fā)展[6-8]。circ-ITCH作為一個新穎的circRNA位點,已被證實在肝細胞癌、肺癌及食管鱗狀細胞癌的發(fā)生和進展中起重要作用[9-11]。本研究旨在評估組織circ-ITCH的表達水平與EOC患者的臨床病理特征及總體生存期(overall survival, OS)的關(guān)聯(lián),并探討circ-ITCH對EOC細胞增殖及凋亡的影響。
1.1對象 收集2013年10月-2016年7月接受手術(shù)切除的EOC患者122例,年齡(53.24±10.15)歲(24~76歲)?;颊叩幕厩闆r見表1。所有患者均經(jīng)臨床和病理學檢查確診,年齡≥18歲,且在醫(yī)院樣本庫中存有可用于定量聚合酶鏈反應(yīng)(quantitative polymerase chain reaction, qPCR)檢測的癌組織和配對癌旁組織。排除標準:(1)繼發(fā)性卵巢癌患者;(2)有其他腫瘤病史,或之前接受過卵巢癌手術(shù)的患者;(3)臨床和病理資料不完整或缺失的患者。本研究獲醫(yī)院倫理委員會批準,患者或監(jiān)護人均知情同意。
1.2方法
1.2.1信息采集和樣本采集 通過醫(yī)院的電子病歷系統(tǒng)或病案室記錄,收集患者的臨床病理資料,包括年齡、組織學亞型、病理分級、腹膜細胞學檢查結(jié)果、腫瘤大小、腹水量、國際婦產(chǎn)科聯(lián)盟分期(International Federation of Gynecology and Obstetrics, FIGO)、糖類抗原125(carbohydrate antigen 125, CA125)的水平和生存資料。所有患者均依據(jù)其疾病狀況和意愿進行隨訪,中位隨訪時間為30月(1~57月),隨訪截止日期為2017年10月1日。OS定義為患者手術(shù)后至任何原因?qū)е滤劳龅臅r間。從醫(yī)院樣本庫中獲得所有入組患者手術(shù)切除并保存于液氮中的癌組織和配對癌旁組織樣本。
表1 患者的基本信息
EOC:上皮性卵巢癌;FIGO分期:國際婦產(chǎn)科聯(lián)盟分期;CA125:糖類抗原125.
1.2.2細胞培養(yǎng) 人類EOC細胞(SKOV3細胞)購自中國科學院上海細胞庫,加入含10%胎牛血清、2 μmol/L左旋谷丙酰胺、100 U/mL青霉素和100 mg/mL鏈霉素的DMEM培養(yǎng)基(11885084,美國Gibco公司),置于37 ℃、體積分數(shù)為0.05的CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。選取對數(shù)期生長的細胞進行實驗。
1.2.3細胞轉(zhuǎn)染 質(zhì)粒設(shè)計委托上海巧捷生物科技有限公司進行,質(zhì)粒構(gòu)建合成委托蘇州金唯智生物科技有限公司進行。將NC1(+)、NC2(-)、circ-ITCH (+)及circ-ITCH (-)質(zhì)粒分別轉(zhuǎn)染進SKOV3細胞。根據(jù)轉(zhuǎn)染的質(zhì)粒,分為NC1(+)、NC2(-)、circ-ITCH (+)及circ-ITCH (-)組。
1.2.4qPCR 采用Trizol Reagent (15596018, 美國Invitrogen公司)抽提總RNA。利用分光光度計檢測RNA的濃度及純度。將RNA分為RNase消化組和非消化組2組,準備10×Reaction Buffer配制10 μL總反應(yīng)體系,用于消化線性RNA,每1 μg RNA用1 U的RNase消化,37 ℃ 10 min。采用苯酚和乙醇沉淀法提取消化產(chǎn)物。采用SuperScriptTMⅢ First-Strand Synthesis Super Mix (11752050, 美國Invitrogen公司)合成cDNA。采用TB GreenTMFast qPCR Mix (RR430A, 日本Takara公司)完成qPCR的反應(yīng)體系,反應(yīng)條件為:95 ℃預(yù)變性2 min,然后按95 ℃ 1 min→60 ℃ 1 min→72 ℃ 1 min,擴增40個循環(huán)。以GAPDH作為內(nèi)參。運用2-ΔΔCt來計算qPCR的結(jié)果。引物序列如下:
circ-ITCH:
正向:5′-GCAGAGGCCAACACTGGAA-3′
反向:5′-TCCTTGAAGCTGACTACGCTGAG-3′
GAPHD:
正向:5′-GAGTCCACTGGCGTCTTCAC-3′
反向:5′-ATCTTGAGGCTGTTGTCATACTTCT-3′
1.2.5CCK-8檢測 取各組細胞,胰酶消化后分別加入96孔板中,加入CCK-8后,37 ℃孵育2 h,酶標儀測定0,24,48 h的吸光度(optical density, OD)值,繪制增殖曲線。
1.2.6AV/PI檢測 胰酶消化和PBS沖洗后,細胞制成細胞懸液,加入100 mL Binding buffer清洗和重懸細胞,加入5 mL AV-FITC,在室溫下黑暗處孵育15 min。加入5 mL PI,室溫下黑暗處孵育15 min。使用流式細胞儀檢測細胞凋亡。實驗均重復3遍。
1.3統(tǒng)計學處理 采用SPSS 22.0軟件和GraphPad Prism 6.0軟件進行統(tǒng)計學處理。數(shù)據(jù)以頻次(%)表示。采用Wilcoxon符號秩和檢驗癌組織和癌旁組織中circ-ITCH的表達差異;Wilcoxon秩和檢驗分析circ-ITCH表達在不同臨床病理特征亞組中的差異;Kaplan-Meier(K-M)曲線和Log-rank檢驗分析circ-ITCH表達水平和患者OS的關(guān)聯(lián)。采用單元和多元Cox風險比回歸模型對影響OS的因素進行分析,單元Cox回歸模型中P<0.1的因素進一步納入多元Cox回歸模型。采用t檢驗評估兩組間SKOV3細胞增殖和凋亡的差異。P<0.05為差別具有統(tǒng)計學意義。
2.1circ-ITCH在癌組織和癌旁組織中的表達差異 與癌旁組織[1.570(1.077~2.598)]比較,circ-ITCH在癌組織中[0.576(0.262~1.063)]的表達水平顯著降低(P<0.01,圖1)。
P<0.001.圖1 circ-ITCH在癌組織和癌旁組織中的表達差異Fig 1 The differential expression of circ-ITCH in tumor tissue and adjacent tissue
2.2circ-ITCH和臨床病理特征的關(guān)聯(lián) 癌組織中circ-ITCH的表達水平,病理分級G1/2的患者[0.872(0.466~1.347)]高于G3患者[0.469(0.240~0.953)](P=0.008),腫瘤≤10 cm的患者[0.849(0.312~1.217)]高于>10 cm患者[0.484(0.233~0.817)](P=0.023),F(xiàn)IGO分期Ⅰ/Ⅱ的患者[1.119(0.767~1.850)]高于Ⅲ/Ⅳ的患者[0.366(0.217~0.686)](P<0.001,圖2)。此外,組織circ-ITCH表達水平與其他臨床病理特征無明顯關(guān)聯(lián)。
2.3circ-ITCH表達水平對OS的影響 根據(jù)癌組織中circ-ITCH的表達水平將患者分為高表達組與低表達組,并進一步采用K-M曲線和Log-rank檢驗分析組織circ-ITCH的表達水平與EOC患者OS的關(guān)聯(lián)。高表達組患者的中位生存時間為41月(14~57月),低表達組患者為20月(1~57月);高表達組比起低表達組患者有更好的OS(P=0.002,圖2)。
A:年齡≥50歲與<50歲患者比較; B:組織亞型為漿液性與其他患者比較; C:病理分級G1/2與G3患者比較;D:細胞學檢查陽性與陰性患者比較;E:腫瘤大小≥10 cm與<10 cm的患者比較;F:腹水量≥100 mL與<100 mL的患者比較;G:FIGO分期為Ⅲ/Ⅳ與Ⅰ/Ⅱ的患者;H:CA125≥1 000 U/mL與<1 000 U/mL的患者比較; circ-ITCH表達水平對OS的影響.圖2 circ-ITCH和臨床病理特征的關(guān)聯(lián)以及對OS的影響Fig 2 The correlation of circ-ITCH and clinicopathologic features and the relationship of circ-ITCH expression with OS
2.4影響OS的因素 癌組織circ-ITCH的高表達水平(P=0.003)與患者更好的OS相關(guān),而病理學分級(G3vsG1/2) (P=0.012)、細胞學檢查陽性(P=0.019)、腹水量≥100 mL(P=0.023)、FIGO分期(Ⅲ/ⅣvsⅠ/Ⅱ) (P=0.001)與患者更差的OS相關(guān)。進一步采用多元Cox′s回歸模型分析EOC患者OS的預(yù)測因素(單元模型中P<0.1的因素),結(jié)果顯示,癌組織circ-ITCH高表達水平(P=0.012)能獨立預(yù)測EOC患者較好的OS,而細胞學檢查陽性(P=0.019)及腹水量≥100 mL (P=0.005)能獨立預(yù)測EOC患者較差的OS(表2)。
表2 影響總體生存期的因素
FIGO分期:國際婦產(chǎn)科聯(lián)盟分期;CA125:糖類抗原125.
2.5circ-ITCH (+)/(-)質(zhì)粒轉(zhuǎn)染 為進一步探討circ-ITCH在EOC的功能,進一步行細胞實驗。轉(zhuǎn)染circ-ITCH (+)/(-)后,采用qPCR實驗分析RNA的表達。光鏡下顯示,NC1(+)、circ-ITCH(+)、NC2(-)及circ-ITCH(-)組中轉(zhuǎn)染率均超過90%(圖3A)。此外,轉(zhuǎn)染circ-ITCH(+)后,circ-ITCH的表達水平比NC1(+)組顯著增加(P<0.000 1),而轉(zhuǎn)染circ-ITCH(-)后,circ-ITCH的表達水平比NC2(-)組顯著減少(P<0.000 1,圖3B),表明轉(zhuǎn)染成功。
a:NC1(+); b:circ-ITCH(+); c:NC2(-); d:circ-ITCH(-). A:細胞轉(zhuǎn)染圖;B:circ-ITCH相對表達量,☆☆☆:P<0.000 1.圖3 細胞轉(zhuǎn)染Fig 3 Cell transfection
2.6circ-ITCH對EOC細胞增殖的影響 轉(zhuǎn)染circ-ITCH(+)/(-)后,采用CCK-8檢測各組細胞增殖情況,結(jié)果顯示,48 h后,circ-ITCH(+)組的細胞增殖比NC1(+)組顯著減少(P<0.05),而circ-ITCH (-)組的細胞增殖比NC2(-)組顯著增加(P<0.05,圖4),表明circ-ITCH有抑制EOC腫瘤細胞增殖的作用。
2.7circ-ITCH對EOC細胞凋亡的影響 轉(zhuǎn)染circ-ITCH (+)/(-)后,采用AV/PI實驗檢測各組細胞凋亡情況,結(jié)果顯示,circ-ITCH(+)組的細胞
與NC2(-)組比較,☆:P<0.05; 與NC1(+)組比較,#:P<0.05.圖4 細胞增殖檢測Fig 4 Cell proliferation assay
凋亡率較NC1(+)組明顯增加(P<0.05),而circ-ITCH(-)組較NC2(-)組明顯減少(P<0.05,圖5),表明circ-ITCH有促進EOC腫瘤細胞凋亡的作用。
A:細胞凋亡流式圖;B:細胞凋亡率,☆:P<0.05.圖5 細胞凋亡Fig 5 Cell apoptosis
circRNA作為一種非編碼RNA,具有高度保守性、穩(wěn)定性及特異性,其主要生物功能如下:(1)可順式調(diào)控親本基因的表達;(2)可結(jié)合吸附miRNA,從而降低miRNA的活性,間接調(diào)控相關(guān)靶基因的表達;(3)有較強的組織表達特異性,未來可作為疾病(尤其是腫瘤)診斷和治療的潛在靶點[12-14]。研究表明,circRNA與腫瘤關(guān)系密切。例如CDR1as,ciRS-7-A,circ7374,circ3204或circ0817等與宮頸癌、乳腺癌、胃癌或結(jié)腸癌等的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān)[6,13,15-17]。一項有關(guān)肝細胞癌的研究表明,circRNA has_circ_0001649在癌組織中相較于癌旁組織的表達水平顯著下調(diào),其表達水平與腫瘤的大小和門靜脈癌栓呈負相關(guān)[18]。此外,另一項有關(guān)胃癌的研究表明,circRNA has_circ_002059在癌組織中表達明顯減少,其表達水平與患者的TNM分期和遠處轉(zhuǎn)移等臨床病理特征均呈負相關(guān)[19]。上述研究均說明circRNA在惡性腫瘤的發(fā)生和發(fā)展過程中扮演著重要的角色。
circ-ITCH作為一種新穎的circRNA,位于染色體20q11.22[10]。一項有關(guān)食管鱗狀細胞癌的研究表明,與癌旁組織比較,circ-ITCH在癌組織中的表達水平顯著降低[11]。同樣,另一項有關(guān)肝細胞癌的研究表明,circ-ITCH在癌組織中的表達水平亦明顯減少[9]。腫瘤的發(fā)生和發(fā)展涉及諸多基因和信號通路的復雜調(diào)控。為了進一步了解circ-ITCH在EOC的具體機制,筆者研究了circ-ITCH對EOC細胞增殖及凋亡的影響,結(jié)果顯示,circ-ITCH可減少EOC細胞增殖,而增加EOC細胞凋亡。近年來,少量研究報道了關(guān)于circ-ITCH在惡性腫瘤的細胞機制,如circ-ITCH可通過海綿吸附作用抑制Wnt/β-catenin信號通路,從而減少ESCC細胞增殖[11];circ-ITCH同樣可通過吸附致癌性miR-7和miR-214抑制Wnt/β-catenin信號通路的活動性,從而降低肺癌細胞的增殖[10];circ-ITCH可通過調(diào)節(jié)miR-224和miR-17上調(diào)P21和磷酸酶基因,從而抑制細胞增殖、轉(zhuǎn)移和侵襲,繼而減少膀胱癌惡化[20]??梢?,circ-ITCH可通過發(fā)揮生物調(diào)控功能,如海綿吸附作用等,影響細胞活動,從而影響腫瘤的發(fā)生和發(fā)展。這可能是circ-ITCH減少EOC細胞增殖、而增加EOC細胞凋亡的部分原因。
綜上所述,癌組織circ-ITCH與EOC的病理分級、腫瘤大小及FIGO分期均呈負相關(guān),而與OS呈正相關(guān)。此外,circ-ITCH可減少EOC細胞增殖,且增加細胞凋亡。