李 冰,陳 靖,于素香,閆江鶴,朱鳳池
(1.保定市第四中心醫(yī)院 肛腸外科,河北 保定 072350;2.天津市腫瘤醫(yī)院 胰腺腫瘤科,天津 300060;3.保定市第四中心醫(yī)院病理科,河北 保定 072350;4.保定市第二醫(yī)院肛腸外科,河北 保定 071000)
結(jié)腸癌是常見(jiàn)的發(fā)生于結(jié)腸部位的消化道惡性腫瘤, 對(duì)人類的健康和生命構(gòu)成了嚴(yán)重威脅.早期結(jié)腸癌患者通常能夠通過(guò)手術(shù)治愈,而晚期患者通常需要手術(shù)、放療等多種方式聯(lián)合治療[1-2].原發(fā)性局部晚期腸癌經(jīng)過(guò)根治性切除后,仍有11%的病人會(huì)出現(xiàn)復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移[3-5].因此,尋找新型的預(yù)后因子對(duì)于提高臨床醫(yī)生的診斷及預(yù)測(cè)預(yù)后水平十分重要[6].
ERLIN2 屬于擁有共同的進(jìn)化保守結(jié)構(gòu)域SPFH(stomatin/prohibitin/flotillin/HflK/C)的家族蛋白成員之一.雖然包含的SPFH 蛋白位于不同的膜結(jié)構(gòu)上,但是擁有共同特點(diǎn),如這些蛋白的氮端序列為亞細(xì)胞定位和膜附著過(guò)程所必需,碳端序列上的卷曲螺旋結(jié)構(gòu)域可介導(dǎo)高分子量復(fù)合體的裝配[7].Zhang 等[8]研究發(fā)現(xiàn),ERLIN2 在人乳腺癌組織中異常高表達(dá), 參與調(diào)節(jié)人乳腺癌相關(guān)的細(xì)胞周期進(jìn)程.Cubillos-Ruiz 等[9]通過(guò)敲低和過(guò)表達(dá)ERLIN2 研究其在乳腺癌發(fā)生過(guò)程中的生物學(xué)行為,結(jié)果顯示,ERLIN2 通過(guò)促進(jìn)腫瘤發(fā)生相關(guān)的細(xì)胞壓力下的保護(hù)作用,給予乳腺癌細(xì)胞選擇性生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì).Giulietti 等[10]認(rèn)為,與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相關(guān)的ERLIN2可能會(huì)成為新型的區(qū)分胰腺導(dǎo)管腺癌高危和低?;颊叩纳飿?biāo)記物.
本研究通過(guò)免疫組化染色分析ERLIN2 在結(jié)腸腺癌樣本中的表達(dá)水平, 結(jié)合臨床數(shù)據(jù)分析ERLIN2 在結(jié)腸腺癌患者中的臨床意義.在體外水平利用shRNA穩(wěn)定敲低ERLIN2 在結(jié)腸癌細(xì)胞系中的表達(dá)水平,通過(guò)MTT、克隆形成以及Western Blot 實(shí)驗(yàn)檢測(cè)ERLIN2與結(jié)腸癌細(xì)胞系增殖的關(guān)系,以期為探究ERLIN2 與結(jié)腸腺癌發(fā)生和轉(zhuǎn)移的關(guān)系提供實(shí)驗(yàn)依據(jù).
1.1.1 主要儀器與試劑
RM2235 通用型石蠟切片機(jī),日本Leica 公司;光學(xué)顯微鏡,日本Olympus 公司.
ERLIN2(ab233440)、 Ki67(ab16667) 和 PCNA(ab92552),美國(guó) Abcam 公司;β-Actin(BM0627),武漢博士德生物工程有限公司;通用型二抗PV6000,北京中杉金橋生物技術(shù)有限公司;DAB(DA1010)、蘇木精(G1120)和 MTT(M1025),北京索萊寶科技有限公司.
結(jié)腸癌細(xì)胞系HCT116 和HT29,購(gòu)自中國(guó)科學(xué)院細(xì)胞培養(yǎng)庫(kù), 使用體積分?jǐn)?shù)為10%的胎牛血清混合RPMI-1640 培養(yǎng)基在37 ℃下進(jìn)行培養(yǎng).
1.1.2 臨床資料
收集河北省保定市第四中心醫(yī)院和保定市第二醫(yī)院肛腸外科2012 年1 月至2018 年12 月接受結(jié)腸癌根治性切除術(shù)治療的患者82 例,所有患者均無(wú)術(shù)前放射治療和化療史,所有標(biāo)本經(jīng)H&E 染色后,經(jīng)過(guò)病理科證實(shí)為結(jié)腸腺癌.患者臨床數(shù)據(jù)(年齡、性別、腫瘤T 分期、分化水平、臨床分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移)通過(guò)查閱病案科病歷資料獲得.以上過(guò)程均遵照本院倫理委員會(huì)發(fā)布的倫理學(xué)規(guī)范,患者本人及家屬均簽署了知情同意書(shū).
1.2.1 免疫組化染色及評(píng)分方法
利用免疫組化染色法評(píng)估ERLIN2 在結(jié)腸癌組織中的表達(dá)情況.將石蠟包埋標(biāo)本切成5 μm 切片,室溫晾干,75 ℃下充分脫蠟1 h, 二甲苯浸泡20 min.脫蠟完全后,梯度濃度酒精(體積分?jǐn)?shù)依次為100%、95%、85%、75%)進(jìn)行水化.將切片浸泡在枸櫞酸鹽溶液中,高火煮沸進(jìn)行抗原修復(fù).滴加過(guò)氧化物酶阻斷劑充分阻斷過(guò)氧化物酶的作用, 繼續(xù)滴加抗ERLIN2 抗體(稀釋比例 1 ∶500),4 ℃下孵育過(guò)夜.次日, 滴加二抗常溫孵育1 h,滴加DAB 顯色,之后用蘇木素染色.脫水透明處理后, 中性樹(shù)膠封片.顯微鏡下觀察組織著色部位以及著色強(qiáng)度.
根據(jù)陽(yáng)性細(xì)胞所占比例與染色強(qiáng)度評(píng)分之和對(duì)ERLIN2 的蛋白表達(dá)水平進(jìn)行半定量評(píng)估.根據(jù)陽(yáng)性細(xì)胞比例評(píng)分:<5%為 0 分;5%~50%為 1 分;>50%為2 分.染色強(qiáng)度評(píng)分:無(wú)著色或者輕微著色為0 分;中等著色為1 分; 強(qiáng)著色為2 分.兩者評(píng)分之和代表ERLIN2 表達(dá)水平:0~2 分為低表達(dá)組;3~4 分為高表達(dá)組.
1.2.2 shRNA 敲低 ERLIN2 表達(dá)
結(jié)腸癌細(xì)胞系HCT116 和HT29 分別被shRNA感染.以 Lipofectamine 2000(Invitrogen, 11668069, 美國(guó))為轉(zhuǎn)染試劑,利用Western Blot 驗(yàn)證轉(zhuǎn)染效率.具體操作:通過(guò)SDS-PAGE 電泳分離蛋白質(zhì)樣品并轉(zhuǎn)移到PVDF 膜上,用脫脂牛奶與Tris 緩沖液加Tween-20在室溫下封閉膜1 h,然后與一抗和辣根過(guò)氧化物酶絡(luò)合的二抗一起溫育,使用成像儀觀察結(jié)果.一抗稀釋比例:ERLIN2(1 ∶2 000),Ki67(1 ∶800),PCNA(1 ∶800),β-Actin(1 ∶3 000).
1.2.3 MTT 實(shí)驗(yàn)
將處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)胞以2.0×104/孔的密度接種在96 孔培養(yǎng)板, 培養(yǎng)4 d 后評(píng)估細(xì)胞活力.向結(jié)腸癌細(xì)胞中加入10 μL 的MTT,孵育4 h,吸出液體培養(yǎng)物并加入200 μL 的二甲基亞砜,在570 nm 處記錄吸光度.每個(gè)實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次.
1.2.4 克隆形成實(shí)驗(yàn)
將細(xì)胞以6×102/孔的密度接種在六孔培養(yǎng)皿中,培養(yǎng)7 d 后, 用PBS 洗滌細(xì)胞, 室溫下用體積分?jǐn)?shù)為4%的多聚甲醛固定10 min.再次用PBS 洗滌細(xì)胞后,用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的結(jié)晶紫染色, 對(duì)菌落進(jìn)行計(jì)數(shù),計(jì)算對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組中的平均菌落數(shù).所有實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次.
使用SPSS 22.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析.利用卡方檢驗(yàn)比較ERLIN2 高、 低表達(dá)組的患者對(duì)應(yīng)的相關(guān)臨床數(shù)據(jù)的差異,利用Kaplan-Meier 方法比較2 組的總生存期(overall survival time)和疾病無(wú)病生存期(diseasefree survival time), 雙尾 P < 0.05 具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義.利用GraphPad Prism 6 軟件作圖.
利用免疫組化染色評(píng)估結(jié)腸腺癌組織以及癌旁組織的ERLIN2 表達(dá)水平,結(jié)果如圖1 所示.
圖1 ERLIN2 在結(jié)腸腺癌和癌旁正常組織中的表達(dá)Fig.1 Expression of ERLIN2 in colon adenocarcinoma and normal paracancer tissues
由圖1 可以看出,ERLIN2 主要定位于細(xì)胞胞漿.通過(guò)評(píng)分分析可知, 結(jié)腸腺癌組織中共有40 例樣本為ERLIN2 高表達(dá), 癌旁組織樣本中沒(méi)有ERLIN2 的高表達(dá),均為陰性或者低表達(dá).這些結(jié)果表明,與癌旁組織相比,ERLIN2 蛋白在結(jié)腸腺癌中的表達(dá)水平明顯升高.
ERLIN2 的表達(dá)水平與結(jié)腸腺癌圍手術(shù)期臨床指標(biāo)的相關(guān)性分析結(jié)果如表1 所示.由表1 可以看出,82 例接受結(jié)腸腺癌根治性切除術(shù)的患者中,ERLIN2高表達(dá)與較高的結(jié)腸腺癌T 分期以及較高的臨床分期相關(guān),相關(guān)性具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P < 0.05).ERLIN2 的表達(dá)水平與患者年齡、性別、腫瘤分化水平以及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移無(wú)明顯相關(guān)性(P >0.05).
表1 ERLIN2 的表達(dá)水平與結(jié)腸腺癌圍手術(shù)期臨床指標(biāo)的相關(guān)性Tab.1 Correlation between ERLIN2 expression level and perioperative clinical indicators of colon adenocarcinoma
疾病無(wú)進(jìn)展生存率是接受結(jié)腸癌根治性切除術(shù)后的患者評(píng)價(jià)預(yù)后最重要的臨床指標(biāo)之一.因此,本研究利用Kaplan-Meier 方法分析了ERLIN2 的高表達(dá)與不良預(yù)后的相關(guān)性, 結(jié)果如圖2 所示.由圖2 可以看出, 與ERLIN2 低表達(dá)組相比,ERLIN2 高表達(dá)組患者疾病的總生存期和無(wú)進(jìn)展生存期更短,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=4.869,P=0.021;χ2=6.021,P=0.017).
圖2 結(jié)腸腺癌患者高、低ERLIN2 表達(dá)組的生存分析Fig.2 Survival analysis of high and low ERLIN2 expression in the patients of colon adenocarcinoma
利用shRNA 分別穩(wěn)定敲低結(jié)腸癌細(xì)胞系HCT116和HT29 中 ERLIN2 的表達(dá),Western Blot 檢驗(yàn)結(jié)果證實(shí), 本研究成功建立了2 株穩(wěn)定敲低ERLIN2 的結(jié)腸癌細(xì)胞系.MTT 實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3(a)和圖3(b)所示,與對(duì)照組相比, 敲低ERLIN2 后2 株細(xì)胞系的增殖能力均顯著下降(P < 0.05).克隆形成實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3(c)和圖3(d)所示,敲低ERLIN2 后2 株細(xì)胞系的集落形成數(shù)目明顯減少(P < 0.05).Western Blot 檢測(cè)增殖相關(guān)蛋白 Ki67 和 PCNA 表達(dá)水平的變化,結(jié)果如圖3(e)~圖3(h)所示,與對(duì)照組相比,2 種蛋白在 2 株細(xì)胞系中的表達(dá)均顯著下降(P < 0.05).
圖3 結(jié)腸癌細(xì)胞系中敲低ERLIN2 表達(dá)對(duì)細(xì)胞增殖和相關(guān)蛋白表達(dá)的抑制Fig.3 Inhibition on cell proliferation and associated protein expression by the knockdown of ERLIN2 expression in colon cancer cell lines
結(jié)腸癌是全世界主要的公共衛(wèi)生問(wèn)題之一,有許多風(fēng)險(xiǎn)因素與結(jié)腸癌的發(fā)生相關(guān), 如炎癥綜合征、遺傳因素、環(huán)境因素等[11].盡管目前可以通過(guò)一些腫瘤標(biāo)記物如CEA、CA199 和CA125 等檢測(cè)到部分結(jié)腸癌患者[12],但復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移仍然會(huì)威脅到術(shù)后結(jié)腸癌患者的生命健康.為了更好地理解結(jié)腸癌轉(zhuǎn)移過(guò)程中的機(jī)制,開(kāi)發(fā)針對(duì)結(jié)腸癌的分子靶向藥物和準(zhǔn)確評(píng)估患者預(yù)后,對(duì)于與結(jié)腸癌細(xì)胞增殖、遷移和侵襲相關(guān)的基因和蛋白的研究至關(guān)重要.
ERLIN2 是SPFH 家族蛋白成員之一,基因位于染色體8p11.2 上,該區(qū)域除經(jīng)常在乳腺癌中發(fā)生改變以外,與常染色體隱性運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元疾病和中晚期尿路上皮腫瘤的發(fā)生也相關(guān)[13].本研究通過(guò)免疫組化染色方法評(píng)估82 例結(jié)腸腺癌樣本及癌旁組織中ERLIN2 蛋白的表達(dá)水平, 發(fā)現(xiàn)對(duì)比癌旁組織, 結(jié)腸腺癌標(biāo)本中ERLIN2 的表達(dá)明顯升高.ERLIN2 高表達(dá)組患者的腫瘤T 分期和臨床分期更高,而疾病無(wú)進(jìn)展生存期更短.這些結(jié)果均表明ERLIN2 在結(jié)腸腺癌發(fā)生發(fā)展過(guò)程中可能起到重要作用,可作為一個(gè)潛在的新型預(yù)測(cè)結(jié)腸腺癌患者預(yù)后的因子.
Cheng 等[14]研究發(fā)現(xiàn),在乳腺癌細(xì)胞系中,過(guò)表達(dá)ERLIN2 能夠通過(guò)支持細(xì)胞生長(zhǎng)和保護(hù)細(xì)胞免受內(nèi)質(zhì)網(wǎng)誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡來(lái)增強(qiáng)乳腺上皮細(xì)胞的適應(yīng)能力.ERLIN2 在腫瘤形成過(guò)程中,針對(duì)多種細(xì)胞間壓力為乳腺癌細(xì)胞提供保護(hù)作用,并給予其選擇性生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)[13].乳腺癌細(xì)胞中ERLIN2 的過(guò)表達(dá)會(huì)對(duì)胰島素或者不飽和脂肪酸做出反饋,促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)脂滴的累積,同時(shí)調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞中脂肪生成的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子SPEBP 的活化,從而說(shuō)明ERLIN2 以通過(guò)調(diào)控細(xì)胞溶質(zhì)成分的方式來(lái)促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng).本研究在體外水平利用shRNA敲低結(jié)腸癌細(xì)胞系HCT116 和HT29 中ERLIN2 的表達(dá),結(jié)果發(fā)現(xiàn),敲低ERLIN2 后2 個(gè)結(jié)腸癌細(xì)胞系的增殖水平、 集落形成數(shù)以及細(xì)胞增殖相關(guān)蛋白Ki67 和PCNA 的表達(dá)水平均明顯下調(diào).由此推測(cè),ERLIN2 可能是通過(guò)調(diào)控細(xì)胞增殖來(lái)促進(jìn)結(jié)腸癌的發(fā)展,有潛力成為治療結(jié)腸癌的分子靶點(diǎn),具體調(diào)控機(jī)制有待進(jìn)行深入探究.