張道寶,徐建國(guó)
顱咽管瘤(craniopharyngioma,CP)是常見(jiàn)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤,任何年齡均可發(fā)病,但其常見(jiàn)的發(fā)病年齡呈雙峰分布,即主要有6~14歲和50~70歲兩個(gè)高發(fā)年齡段,同時(shí)CP是兒童最常見(jiàn)的鞍區(qū)占位性病變[1--2]。CP在病理學(xué)上可分為兩種亞型,即造釉細(xì)胞型顱咽管瘤(adamantinomatous craniopharyngioma,ACP)和鱗狀上皮乳頭型顱咽管瘤(papillary craniopharyngioma,PCP)[3]。CP的侵襲性研究已成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn),目前取得了一定進(jìn)展,但是仍有很多不足。已有研究證實(shí)miR-200家族在腫瘤侵襲中起到重要作用,本研究初步探討了miR-200家族在CP組織中的表達(dá)情況及其意義。
1.1 材料 收集四川大學(xué)華西醫(yī)院2017年6月—2018年12月經(jīng)手術(shù)切除的ACP、PCP新鮮標(biāo)本各30例作為研究對(duì)象,并且選取同時(shí)期在華西醫(yī)院神經(jīng)外科因顱腦外傷而行開(kāi)顱手術(shù)切除的30例失活腦組織作為對(duì)照組。本研究已通過(guò)醫(yī)院倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn),患者及家屬均簽署知情同意書。
1.2 方法 HE染色觀察各組組織的病理變化;免疫組化法檢測(cè)各組組織中E-cadherin和β-catenin的變化;qRT-PCR測(cè)定各組組織中miR-200b-3p、miR-200a-3p、miR-200c-3p、miR-429-3p、miR-141-3p及ZEB1、ZEB2、CTNNB1相對(duì)表達(dá)水平。
2.1 各組HE染色情況 首先,對(duì)照組、PCP組和ACP組均有各自明顯的組織特征:對(duì)照組細(xì)胞分布均勻,無(wú)異常增生;PCP組由單一的多邊形密集排列的鱗狀上皮細(xì)胞(黃色箭頭指示)構(gòu)成;而ACP組具有呈柵欄狀排列的上皮細(xì)胞(紅色箭頭指示),有漩渦狀細(xì)胞簇(藍(lán)色箭頭指示)等特點(diǎn)。再次是腫瘤與周圍組織交界的特點(diǎn):PCP組細(xì)胞與周圍組織交界線比較平整,沒(méi)有見(jiàn)到明顯向周邊組織延伸的跡象;而ACP組呈“指樣”或“島樣”深入周圍腦組織,呈浸潤(rùn)性生長(zhǎng),侵襲性明顯(如黑色箭頭所示)。見(jiàn)圖1。
圖1 各組HE病理染色結(jié)果
2.2 免疫組化法檢測(cè)各組E-cadherin和β-catenin變化 根據(jù)鏡下染色深淺,與PCP相比,ACP的β-catenin的表達(dá)略有升高,且分布在細(xì)胞質(zhì)或者細(xì)胞核,而PCP中β-catenin偏向于分布在細(xì)胞膜上(圖2A), 與之相反的是,ACP相對(duì)于PCP,E-cadherin的表達(dá)下降了(圖2B)。
A:β-catenin在ACP主要在細(xì)胞質(zhì)或者細(xì)胞核內(nèi)表達(dá)(黑色箭頭),且表達(dá)較正常神經(jīng)組織(藍(lán)色箭頭)及PCP(紅色箭頭)中升高; B:E-cadherin在ACP(黑色箭頭)的表達(dá)較在PCP(紅色箭頭)的表達(dá)降低
2.3 各組中miR-200家族成員相對(duì)表達(dá)水平 各組miRNA-200a的相對(duì)表達(dá)水平比較,ACP組低于對(duì)照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。各組miRNA-200b的相對(duì)表達(dá)水平比較,ACP組低于對(duì)照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。各組miRNA-200c的相對(duì)表達(dá)水平比較,ACP組低于對(duì)照組,也低于PCP組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。各組miRNA-429的相對(duì)表達(dá)水平比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。各組miRNA-141的相對(duì)表達(dá)水平比較,ACP組低于對(duì)照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)圖3。
*/#表示P<0.05,**/##表示P<0.01,***/###表示P<0.001;*:normal vs ACP,#:PCP vs ACP
2.4 qRT-PCR測(cè)定各組侵襲相關(guān)基因相對(duì)表達(dá)水平 各組ZEB1、ZEB2、CTNNB1的相對(duì)表達(dá)水平比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),ACP組高于對(duì)照組,也高于PCP組。見(jiàn)圖4。
*:與normal相比,*表示P<0.05,**表示P<0.01;#:與PCP相比;#表示P<0.05,##表示P<0.01
多數(shù)CP在組織學(xué)上為良性腫瘤,惡性CP罕見(jiàn),但在臨床病程中卻有著與惡性腫瘤相似的特征。術(shù)后易復(fù)發(fā)是CP,特別是ACP的一個(gè)重要特點(diǎn)。有文獻(xiàn)報(bào)道,CP術(shù)后患者經(jīng)過(guò)10年隨訪,其復(fù)發(fā)率可高達(dá)到90%[4]。本研究對(duì)3組標(biāo)本分別進(jìn)行HE染色發(fā)現(xiàn),正常腦組織細(xì)胞分布均勻,無(wú)異常增生;PCP組織由單一的多邊形密集排列的鱗狀上皮細(xì)胞構(gòu)成,與周圍組織交界線比較平整,沒(méi)有見(jiàn)到明顯向周邊組織延伸的跡象;而ACP組織具有呈柵欄狀排列的上皮細(xì)胞,具有漩渦狀細(xì)胞簇等特點(diǎn),呈“指樣”或“島樣”深入周圍腦組織,呈浸潤(rùn)性生長(zhǎng),侵襲性明顯。
目前在人類基因組中,已發(fā)現(xiàn)一千多種miRNA,通過(guò)基因調(diào)控調(diào)著大約30%以上的人類基因[5]。miRNA參與對(duì)細(xì)胞各種生命活動(dòng)的調(diào)節(jié),包括正常細(xì)胞的增殖分化、凋亡,并和腫瘤的發(fā)生、發(fā)展有密切的關(guān)系[6-8]。miRNA-200家族與許多腫瘤的進(jìn)展和轉(zhuǎn)移密切相關(guān),miRNA-200家族共有5個(gè)成員組成,根據(jù)其“種子序列”不同又可分為兩個(gè)亞族:miRNA-200c、miRNA-141和miRNA-200a、miRNA-200b及miRNA-429,前者共同序列“AAUACU”;后者為“AACACU”, 兩者之間相差一個(gè)核苷酸(C和U),因它們擁有不同的“種子序列”,所以具有不同的結(jié)合特異性,調(diào)節(jié)的靶基因也有細(xì)微的差別,但它們?nèi)杂性S多共同的靶基因。研究發(fā)現(xiàn),在膀胱癌、子宮內(nèi)膜癌、前列腺癌等多種腫瘤中,miRNA-200家族的表達(dá)明顯低于腫瘤附近的正常組織[9-16]。本研究利用qRT-PCR測(cè)定各組miRNA-200家族的表達(dá)水平發(fā)現(xiàn),與正常腦組織組相比,ACP組中miRNA-200家族表達(dá)整體趨勢(shì)是下降的,其中miRNA-200c的下降最為明顯,差異性顯著。而PCP相比于正常腦組織,其miRNA的表達(dá)雖然略有下降,但是并不明顯,也沒(méi)有特別突出的亞型。與PCP相比,ACP中miRNA-200家族整體也是下降的,同樣是miRNA-200c這個(gè)亞型下降最為明顯。本研究結(jié)果說(shuō)明miRNA-200家族在CP,特別是ACP中表達(dá)明顯下降,可能起到類似于抑癌基因的作用。
miRNA-200家族主要在上皮細(xì)胞中表達(dá),是上皮細(xì)胞的標(biāo)志物[17],同時(shí)在上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)的過(guò)程中扮演了重要角色。E盒結(jié)合鋅指蛋白(zinc finger E-box binding homeobox,ZEB)是重要的細(xì)胞核轉(zhuǎn)錄因子,包括ZEB1/ZEB2,可以直接抑制E-鈣黏蛋白(E-cadherin,E-cad)的表達(dá)[18]。miRNA-200家族可直接抑制ZEB1/ZEB2,進(jìn)而調(diào)控EMT[19]。Oba等[20]通過(guò)miRNA與ZEB-2的mRNA3′UTR互補(bǔ)序列分析,發(fā)現(xiàn)miRNA-200家族對(duì)ZEB-2作用顯著,與對(duì)照組相比,能抑制ZEB-2 80%的活性。miRNA-200家族過(guò)表達(dá)后,可結(jié)合在ZEB1/ZEB2的3′UTR區(qū)使其靶向降解,并使E-cadherin表達(dá)上調(diào),從而抑制EMT的發(fā)生,降低腫瘤的侵襲性和轉(zhuǎn)移性。同時(shí),ZEB1/ZEB2也能直接抑制miRNA-200家族的轉(zhuǎn)錄,兩者之間形成一個(gè)負(fù)反饋環(huán)路,起到相互抑制的作用。本研究利用qRT-PCR技術(shù)測(cè)定各組ZEB1/ZEB2的表達(dá)水平發(fā)現(xiàn),與正常組相比,ACP組中ZEB1/ZEB2表達(dá)整體趨勢(shì)是上調(diào)的,其中ZEB2的上調(diào)最為明顯,差異性顯著;而PCP相比于正常組織,ZEB1/ZEB2變化不顯著;與PCP相比,ACP的組織中ZEB1/ZEB2表達(dá)整體也是上調(diào)的;由此可知,在ACP中ZEB1/ZEB2的表達(dá)明顯上調(diào)。利用免疫組化技術(shù)檢測(cè)CP中E-cadherin的表達(dá),結(jié)果表明ACP組相對(duì)于PCP組,E-cadherin的表達(dá)下降了。綜上,在ACP中,存在這樣一個(gè)通路,隨著miRNA-200家族表達(dá)明顯下調(diào),導(dǎo)致ZEB1/ZEB2表達(dá)上調(diào),進(jìn)而使E-cadherin的表達(dá)受到了明顯抑制。
β-連環(huán)蛋白(β-catenin)由原癌基因CTNNB1編碼,是一種多功能、高度保守的細(xì)胞骨架蛋白。β-catenin可以存在細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞膜和細(xì)胞核中,研究發(fā)現(xiàn)正常神經(jīng)細(xì)胞中的β-catenin主要在細(xì)胞膜中表達(dá),而ACP中β-catenin在細(xì)胞膜內(nèi)低表達(dá),在細(xì)胞質(zhì)及細(xì)胞核內(nèi)過(guò)表達(dá),并且這些細(xì)胞多位于實(shí)體瘤邊緣浸潤(rùn)性較強(qiáng)的位置[21]。本研究利用qRT-PCR技術(shù)測(cè)定各組CTNNB1的表達(dá)水平發(fā)現(xiàn),與正常組相比,ACP組中CTNNB1表達(dá)整體趨勢(shì)是上調(diào)的,差異性顯著;而PCP相比于正常組織,CTNNB1變化不顯著;與PCP相比,ACP的組織中CTNNB1表達(dá)整體也是上調(diào)的;由此可知,在ACP中CTNNB1的表達(dá)明顯上升。通過(guò)免疫組化測(cè)定,與PCP相比,ACP的β-catenin的表達(dá)有升高,且分布在細(xì)胞質(zhì)或者細(xì)胞核,而PCP中β-catenin偏向于分布在細(xì)胞膜上。綜上,在ACP中,隨著miRNA-200家族表達(dá)的明顯下調(diào),其與靶基因CTNNB1的結(jié)合減少,導(dǎo)致CTNNB1表達(dá)上調(diào),使其編碼蛋白β-catenin的表達(dá)升高。
相對(duì)于正常腦組織,ACP組中miRNA-200家族表達(dá)整體下降,其中miRNA-200c的下降最為明顯,mRNA(ZEB1/ZEB2,CTNNB1)表達(dá)整體上調(diào),其中ZEB2的上調(diào)最為明顯;PCP相比于正常腦組織,miRNA-200家族的表達(dá)略有下降,但是并不明顯,也沒(méi)有特別突出的亞型,mRNA(ZEB1/ZEB2,CTNNB1)變化不顯著;與PCP相比,ACP組織中miRNA-200家族整體下降,同樣是miRNA-200c這個(gè)亞型下降最為明顯,mRNA(ZEB1/ZEB2,CTNNB1)的表達(dá)整體上調(diào)。ACP的β-catenin的表達(dá)升高,且分布在細(xì)胞質(zhì)或者細(xì)胞核,而PCP中β-catenin偏向于分布在細(xì)胞膜上。ACP相對(duì)于PCP,E-cadherin的表達(dá)下降。綜上所述,miRNA-200家族在CP中可能起到類似于抑癌基因的作用。
利益沖突:所有作者均聲明不存在利益沖突。