李文強,李愛杰,張云,岳金波
1 濰坊醫(yī)學院臨床學院,山東濰坊261053;2 山東省腫瘤醫(yī)院
結腸癌是常見的惡性腫瘤,世界每年發(fā)病患者例數(shù)約110萬,我國結腸癌發(fā)病率不斷升高,并且有年輕化的趨勢[1-2]。目前結腸癌的發(fā)病機制還未闡明,可能與遺傳因素、飲食結構、經(jīng)濟狀況等有關。因此,探究結腸癌的致病因素對疾病預防及早期篩查意義重大。非編碼RNA 是無蛋白編碼功能的RNA 分子,近年來研究表明,其在調控基因表達、染色質重構等過程中發(fā)揮重要的調節(jié)作用,與炎癥、免疫及癌變的發(fā)生發(fā)展有關[3]。長鏈非編碼RNA(ln?cRNA)X 染色體失活特異性轉錄本基因(XIST),位于Xq13.2,該基因是X 染色體上失活中心區(qū)域中第一個鑒定出的非編碼基因,對X 染色體失活的啟動和維持至關重要。研究表明,lncRNA XIST 在多種腫瘤中異常表達,并影響腫瘤細胞的增殖及轉移等惡性生物學行為[4-5]。微小 RNA(miR)-32-5p 位于9q31.3,可調控多條細胞信號傳導通路,其作為一種抑癌基因,在非小細胞肺癌[6]、口腔鱗癌[7]等惡性腫瘤中表達失調,促進腫瘤的惡性進展?;蛟鰪娮拥娜祟愅椿颍‥ZH2)位于7q36.1,該基因編碼蛋白是多梳蛋白PcG 家族成員之一,具有多梳抑制復合物2(PRC2)的催化亞基,參與維持基因表達的調控,在細胞分裂增殖、染色體重構及腫瘤發(fā)生等生理病理過程中起重要的調節(jié)作用[8]。有學者在結直腸癌HCT-8 腫瘤細胞中發(fā)現(xiàn),lncRNA XIST 通過抑制miR-32-5p 的表達,促進EZH2 的表達,促進HCT-8細胞的增殖及遷移等惡性生物學行為[9]。本研究觀察了結腸癌組織中l(wèi)ncRNA XIST、miR-32-5p 及EZH2的表達變化,并探討其臨床意義。
1.1 臨床資料 收集 2018 年 8 月—2019 年 8 月于山東省腫瘤醫(yī)院診治的86 例結腸癌患者的臨床病理資料。納入標準:患者均經(jīng)組織病理學檢查明確;患者均為首次診治,無放化療治療史;住院期間相關檢查及病理資料完整,患者已簽署知情同意書。排除標準:伴腸道急慢性感染性疾病;既往罹患惡性腫瘤病史;伴心肺肝腎功能障礙。結腸癌患者中男51例,女35例;年齡27~78(52.4 ± 7.1)歲;腫瘤位置:直腸31 例,結腸55 例;伴淋巴結轉移20 例,無淋巴結轉移 66 例;腫瘤直徑:≤3 cm 者 60 例,>3 cm 者 26例;腫瘤分期:Ⅰ期 23 例,Ⅱ期 33 例,Ⅲ期 24 例,Ⅳ期6 例;腫瘤分化程度:高分化26 例,中分化28 例,低分化32例。本研究經(jīng)本院倫理委員會審核通過。
1.2 組織中 lncRNA XIST、miR-32-5p 及 EZH2 檢測 各取癌組織及癌旁組織(距離癌組織5 cm 以上)約50 mg,剪碎后研缽中加液氮研磨,加入1 mL TRIzol 后重懸,利用TRIzol 法提取癌組織及癌旁正常組織中的RNA。將獲取的RNA 產(chǎn)物按照試劑盒說明書反轉錄為cDNA,分光光度計檢測cDNA 濃度及 純度 ,cDNA 的 OD260/OD280在 1.8~2.1。 lncRNA XIST 正向引物序列:5"-TTGGGGAACCACCTA?CACTTGAG-3",反向引物序列:5"-CCATTTTGCTAT?GCGTTATCTGA-3";EZH2 正向引物序列:5"-CCCT?GACCTCTGTCTTACTTGTGGA-3",反向引物序列:5′-ACGTCAGATGGTGCCAGCAATA-3′;內參基因GAPDH 正向引物序列:5"-ACAGCCTCAAGATCAT?CAGC-3",反向引物序列:5"-GGTCATGAGTCCTTC?CACGAT-3";miR-32-5p 上游引物序列:5"-ACACTC?CAGCTGGGTACAGTATAGATGATGTACT-3",下 游引物序列:5"-CTCAACTGGTGTCGTGGA-3";內參基因U6 上游引物序列:5"-CTCGCTTCGGCAGCACA-3",下游引物序列:5"-AACGCTTCACGAATTTGCGT-3"。總反應體系20 μL,其中Master Mix 10 μL,上游及下游引物各1 μL,模板cDNA 1 μL,RNA-free 水8μL。LncRNA XIST 及 EZH2 反應條件:95 ℃ 2 min,95 ℃ 20 s,60 ℃ 20 s,70 ℃ 20 s,共40 個循環(huán)。miR-32-5p 反應條件:94 ℃ 30 s,94 ℃ 5 s,60 ℃ 20 s,72 ℃ 20 s,共 50 個循環(huán)。采用 2-ΔΔCt法計算 lncRNA XIST、miR-32-5p及EZH2的相對表達量。
1.3 統(tǒng)計學方法 采用SPSS22.0 統(tǒng)計軟件。計量資料采用-x±s表示,兩組間比較采用獨立樣本t檢驗;各指標相關性用Pearson 線性相關進行分析。P<0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。
2.1 結腸癌與癌旁組織中l(wèi)ncRNA XIST、miR-32-5p及 EZH2 表達比較 lncRNA XIST、miR-32-5p 及EZH2 在結腸癌組織中相對表達量分別為2.172 ±0.243、0.544 ± 0.085、1.283 ± 0.212,在癌旁組織中分別為 1.079 ± 0.084、1.651 ± 0.122、0.479 ±0.110,癌組織中 lncRNA XIST、EZH2 相對表達量高于癌旁組織(t=39.423、31.218,P均<0.01),miR-32-5p低于癌旁組織(t=69.042,P<0.01)。
2.2 結腸癌組織中l(wèi)ncRNA XIST、miR-32-5p 及EZH2 表達與患者臨床病理特征的關系 癌組織中l(wèi)ncRNA XIST、miR-32-5p 及 EZH2 表達與腫瘤分期有關(P均<0.05),見表1。
2.3 結腸癌組織中l(wèi)ncRNA XIST、miR-32-5p 及EZH2 表達的相關性 結腸癌組織中l(wèi)ncRNA XIST與 miR-32-5p 呈負相關(r=–0.612,P<0.01),miR-32-5p 的相對表達量與EZH2 的相對表達量呈負相關(r=–0.608,P<0.01),而lncRNA XIST與EZH2的相對表達量無明顯相關性(r=0.375,P=0.284)。
結腸癌是我國常見的消化系統(tǒng)惡性腫瘤,發(fā)病率在惡性腫瘤中排第三[10]。結腸癌的治療包括手術治療、放化療及生物靶向治療等。早期患者首選手術治療,但晚期轉移患者即使經(jīng)積極綜合治療仍預后不佳。因此,需深入研究結腸癌的病因及發(fā)病機制,尋找新的診斷治療靶點[11]。結腸癌的發(fā)病與遺傳因素、環(huán)境因素、飲食因素及腸道疾病等有關,各種因素綜合作用,促進腸黏膜上皮細胞中癌基因的表達,導致細胞的惡性轉化。近年來研究發(fā)現(xiàn),ln?cRNA、miRNA 等在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要的作用,其可通過轉錄及轉錄后等機制調控下游癌基因的表達,促進腫瘤細胞增殖及轉移、抑制凋亡等,有助于腫瘤診斷及治療[12]。
lncRNA 是長度大于200 個核苷酸的非編碼RNA。研究表明,lncRNA 在炎癥、自身免疫及腫瘤等多種疾病中均發(fā)揮重要的調控作用,lncRNA 的異常表達影響疾病的發(fā)生發(fā)展[13]。lncRNA XIST 結構上具有X 染色體滅活中心域,是近年來發(fā)現(xiàn)的參與調控哺乳動物雌性早期發(fā)育過程X染色體失活的非編碼RNA。近年來發(fā)現(xiàn),口腔鱗癌[4]、胃癌[5]等多種腫瘤中l(wèi)ncRNA XIST 表達升高,其通過表觀遺傳學調控下游上皮間質轉化基因如E-鈣黏素、N-鈣黏素等的表達,促進腫瘤的惡性增殖、浸潤和轉移[14]。本研究中,結腸癌組織中l(wèi)ncRNA XIST 表達升高,可能與調控其表達的上游分子異常有關。多數(shù)長非編碼基因由RNA 聚合酶Ⅱ轉錄,并且具有組織和時間的特異性,腫瘤發(fā)生時某些因子如lncRNA增強子相關因子,能夠促進RNA 聚合酶Ⅱ結合到lncRNA XIST基因啟動子區(qū)域,導致 lncRNA XIST 表達升高[15]。此外,lncRNA XIST 表達與腫瘤分期有關,其原因可能是lncRNA XIST 的過表達能夠通過分子海綿抑制miR-137 的表達,進而導致notch1 的過度激活,促進上皮間質轉化過程的關鍵轉錄因子Snail的表達,降低腫瘤細胞之間上皮性標志E-鈣黏素表達,而升高間質性表型如N-鈣黏素、波形蛋白等的表達,增強腫瘤的浸潤及轉移能力[16]。miRNA 是長度為19~25 個核苷酸RNA 分子,可構成RNA 誘導的沉默復合物(RISC),RISC 結合靶基因mRNA 的3"非編碼區(qū)(UTR),通過影響mRNA 進而達到調控基因的效果。miR-32-5p 是一種發(fā)揮腫瘤抑制功能的miRNA。研究表明,miR-32-5p 在非小細胞肺癌、結直腸癌等惡性腫瘤中表達降低,導致其下游癌基因ERBB2 轉導子1 的表達增加,進而增強腫瘤細胞的增殖及浸潤能力[6,17]。本研究中,結腸癌組織中 miR-32-5p 表達較癌旁組織低,其機制是miR-32-5p 的表達受ln?cRNA,如lncRNA GAS5 的表達調控。有研究表明,結直腸癌中l(wèi)ncRNA GAS5 的表達增加,而lncRNA GAS5 能作為分子海綿結合并抑制miR-32-5p 的表達,導致癌組織中 miR-32-5p 表達降低[18];此外,結腸癌高腫瘤分期患者miR-32-5p 表達低于低分期患者,提示miR-32-5p 低表達促進結腸癌的疾病進展。研究發(fā)現(xiàn),miR-32-5p 能結合轉錄因子Kruppel 樣因子 4(KLF4)mRNA 的 3"UTR,促進 KLF4 mRNA 的降解,抑制KLF4 的表達。但腫瘤發(fā)生時,腫瘤細胞中miR-32-5p 表達降低,導致KLF4 的表達升高,而KLF4促進細胞周期相關癌基因如周期素D1等的表達,導致腫瘤細胞增殖及轉移能力增強[19]。
表1 結腸癌組織中l(wèi)ncRNA XIST、miR-32-5p及EZH2表達與患者臨床病理特征的關系
EZH2 作為多梳蛋白家族成員之一,在胚胎發(fā)育的早期能夠調控細胞的增殖及分化功能[20]。近年來有學者發(fā)現(xiàn),EZH2 基因的持續(xù)激活能夠促進細胞的惡性增殖及轉化,可能是腫瘤重要的致癌基因。機制上,EZH2 參與構成組蛋白甲基轉移酶,促進組蛋白賴氨酸甲基化,抑制多種P53 等抑癌基因的表達,促進腫瘤的進展[21]。我們的研究發(fā)現(xiàn),癌組織中EZH2 表達上調,這可能與miRNA 對EZH2 的轉錄后調控有關。WANG 等[22]研究表明,結腸癌發(fā)生時抑制EZH2 表達的miRNA 如miR-600 表達降低,引起腫瘤中EZH2 的表達升高。此外,結腸癌中EZH2 的表達與腫瘤分期有關。可能原因是腫瘤發(fā)生時EZH2 的表達升高,引起組蛋白去乙?;傅幕钚越档汀53基因H3K27位點的甲基化水平增加,導致P53 基因的G2/M 期周期阻滯功能喪失、腫瘤細胞的增殖及浸潤能力提高[23]。
本研究進一步分析結腸癌中l(wèi)ncRNA XIST、miR-32-5p 及EZH2 表達的相關性,結果顯示ln?cRNA XIST 與 miR-32-5p 的表達呈負相關,miR-32-5p 與EZH2 的表達呈負相關,其機制可能是lncRNA XIST 能夠作為分子海綿結合并抑制miR-32-5p 的表達,導致miR-32-5p 水平降低,而miR-32-5p 能夠特異性結合并抑制EZH2的表達,即lncRNA XIST 能夠通過miR-32-5p/EZH2 分子軸促進結腸癌腫瘤細胞的增殖及遷移[9]。
綜上所述,結腸癌組織中l(wèi)ncRNA XIST 與EZH2表達上調,而miR-32-5p 表達下調,癌組織中l(wèi)n?cRNA XIST、miR-32-5p 及 EZH2 表達與腫瘤分期有關,lncRNA XIST、miR-32-5p 及 EZH2 三者共同參與結腸癌的惡性進展。但三者的具體作用機制及臨床應用價值仍需深入研究。