張雨強,駱婕,郭琴,趙曼丹,陶瑩
(廣東藥科大學(xué)附屬第一醫(yī)院婦科,廣東 廣州 510030)
子宮頸癌(cervical cancer)是威脅全球婦女生命健康的主要惡性腫瘤之一。據(jù)報道:子宮頸癌在女性惡性腫瘤的發(fā)病率和死亡率中居世界第4位[1],而中國的子宮頸癌發(fā)病率排第6位,死亡率排第8位[2],且近年來子宮頸癌有逐步年輕化趨勢。細胞周期蛋白依賴性激酶9(cyclin-dependent kinases 9,CDK9)是絲氨酸/蘇氨酸(Ser/Thr)蛋白激酶家族成員之一[3],其通過磷酸化RNA聚合酶Ⅱ(RNA polymeraseⅡ,RNA PolⅡ)上的羧基末端結(jié)構(gòu)域(C-terminal domain,CTD),調(diào)節(jié)細胞基因轉(zhuǎn)錄過程[4],從而調(diào)控腫瘤細胞的增殖及侵襲。p53凋亡刺激蛋白家族抑制成員(inhibitor of apoptosis-stimulating protein of p53,iASPP)為p53的抑制因子,不僅能夠抑制p53誘導(dǎo)靶基因轉(zhuǎn)錄活化的作用,也能抑制p53促細胞凋亡的功能[5],從而造成細胞異常增殖,最終導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。目前,國內(nèi)外對CDK9和iASPP的研究主要集中于卵巢癌、子宮內(nèi)膜癌、乳腺癌、白血病等,關(guān)于兩者在子宮頸癌中的研究較少。本文應(yīng)用免疫組織化學(xué)方法檢測CDK9和iASPP在不同子宮頸組織中的表達,分析CDK9、iASPP表達與子宮頸癌臨床病理特征的關(guān)系。初步探討CDK9、iASPP在子宮頸癌發(fā)生過程中的作用機制,進一步探討CDK9、iASPP在子宮頸癌早期診斷和臨床預(yù)后評估中的作用。
選擇來自廣東藥科大學(xué)附屬第一醫(yī)院2016年9月至2020年9年行手術(shù)治療或活檢確診的124位患者,其中癌癥組(子宮頸癌患者45位)、高級別組(子宮頸高級別鱗狀上皮內(nèi)病變患者40位)和低級別組(子宮頸低級別鱗狀上皮內(nèi)病變組織39位),另選擇21位同期因“子宮平滑肌瘤”行全子宮切除術(shù),術(shù)后病理是正常子宮頸組織的患者為對照組。所有入選病例均經(jīng)病理診斷,術(shù)前或活檢前均未進行藥物、化學(xué)、放射和激光等治療。其中,根據(jù)FIGO 2018年子宮頸癌分期標準,45例子宮頸癌患者的臨床分期在ⅠA-ⅣB期。
兔抗人CDK9多克隆抗體(BC001968,1∶200)、兔抗人iASPP多克隆抗體(BC064913,1∶800)購自美國Proteintech公司;通用型SP免疫組化染色試劑盒為北京中杉生物技術(shù)公司產(chǎn)品。標本用福爾馬林液固定,石蠟包埋,連續(xù)切片,厚度4 μm,脫蠟、水化,修復(fù)抗原,滴加一抗,4℃孵育過夜,PBS溶液洗滌,滴加二抗,37℃孵育30 min,DAB顯色,復(fù)染,密封,鏡檢。
CDK9表達定位于細胞核,表現(xiàn)為黃色或棕黃色。iASPP表達定位于細胞核和(或)細胞質(zhì),表現(xiàn)為黃色或棕黃色。CDK9和iASPP根據(jù)染色強度(無著色為0,淡黃色為1,黃色為2,棕黃色為3)和陽性細胞百分比(<5%為0,5%~25%為1,26%~50%為2,51%~75%為3,>75%為4)分別計分,將兩種評分相乘即為免疫組織化學(xué)結(jié)果最后得分。得分范圍為0~12分,其中0分為陰性(-),1~3分為弱陽性(+),4~8分為中度陽性(++),9~12分為強陽性(+++)。陽性表達結(jié)果包括(+)及其以上者。
采用SPSS 26.0進行統(tǒng)計學(xué)處理,運用單因素方差分析或Mann-WhitneyU秩和檢驗進行組間比較;采用卡方檢驗檢測CDK9和iASPP表達與子宮頸癌臨床病理特征的關(guān)系;通過Spearman等級相關(guān)分析子宮頸癌組織中CDK9和iASPP的表達相關(guān)性。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
細胞核內(nèi)見棕黃色為CDK9陽性表達,細胞核內(nèi)未見棕黃色為CDK9陰性表達,見圖1。CDK9在對照組、低級別組、高級別組、癌癥組中的陽性表達率分別為19.4%、43.6%、55.0%、68.9%,各組間比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),見表1。細胞核和(或)細胞質(zhì)內(nèi)見棕黃色為iASPP陽性表達,細胞核和(或)細胞質(zhì)內(nèi)未見棕黃色為iASPP陰性表達,見圖2。對照組、低級別組、高級別組、癌癥組中CDK9的陽性表達率分別為28.6%、51.3%、65.0%、73.3%,各組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),見表1。
圖1 免疫組化檢查CDK9在各組子宮頸組織中的表達(400×)Figure 1 Immunohistochemical examination of the expression of CDK9in cervical tissues of different groups(400×)
表1 CDK9、iASPP在各組子宮頸組織中的表達Table 1 Expression of CDK9 and iASPP in cervical tissues of different groups
圖2 免疫組化檢查iASPP在各組子宮頸組織中的表達(400×)Figure 2 Immunohistochemical expression of iASPP in cervical tissues of different groups(400×)
子宮頸癌組織中,按照浸潤深度分組,浸潤深度<1/2有24例,CDK9的陽性率為54.2%,iASPP的陽性率為58.3%;浸潤深度>1/2有21例,CDK9的陽性率為85.7%,iASPP的陽性率為90.5%,兩組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(χ2=5.201,P=0.023;χ2=5.917,P=0.015)。按照淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況,23例發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移,CDK9陽性率為47.8%,iASPP陽性率為52.2%;22例無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移,CDK9陽性率為90.9%,iASPP的陽性率為95.5%,兩組間比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(χ2=9.738,P=0.002;χ2=10.771,P=0.001)。CDK9和iASPP表達與患者臨床分期、分化程度、脈管浸潤等均無相關(guān)性(P>0.05)。見表2。
與14例CDK9陰性表達的子宮頸癌組織相比,在31例CDK9陽性表達的子宮頸癌組織中,iASPP的陽性表達率更高,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。進一步運用Spearman等級相關(guān)分析癌癥組的實驗數(shù)據(jù),結(jié)果顯示:CDK9和iASPP癌癥組中的表達相關(guān)性為正相關(guān),表明CDK9和iASPP在子宮頸癌的發(fā)生發(fā)展過程中可能起著協(xié)同作用(P<0.05)。見表3。
表3 CDK9和iASPP在子宮頸癌中的表達相關(guān)性Table 3 Correlation between the expression of CDK9 and iASPP in cervical carcinoma
周期依賴性蛋白激酶(cyclin-dependent kinases,CDKs)是酵母中發(fā)現(xiàn)的絲氨酸/蘇氨酸(Ser/Thr)蛋白激酶家族,具有調(diào)節(jié)細胞周期和細胞DNA轉(zhuǎn)錄的功能[6-7]。CDKs的激活在正常細胞中受到嚴格控制,以維持體內(nèi)細胞的平衡,當CDKs失去控制后會導(dǎo)致細胞異常增殖和癌癥進展。近年來的國內(nèi)外研究表明,CDKs在許多腫瘤中都過度表達,并參與腫瘤細胞的生長、分化、遷移、侵襲和凋亡[8-10]。因此,CDKs逐漸成為人類治療癌癥的新靶點,而主要參與基因轉(zhuǎn)錄和細胞周期調(diào)節(jié)的CDK9被認為是最重要的一個。CDK9與細胞周期蛋白T1(cyclins T1)結(jié)合形成復(fù)合物,復(fù)合物中包括正相轉(zhuǎn)錄延伸因子 b(positive transcription elongation factor b,P-TEFb),P-TEFb可以磷酸化RNA聚合酶Ⅱ的羧基末端結(jié)構(gòu)域,從而促進前mRNA轉(zhuǎn)錄物的延伸[11],造成細胞增殖失控。多項研究證明CDK9在多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用,其中包括卵巢癌、兒童軟組織肉瘤、黑色素瘤、白血病、胰腺癌、肝癌、子宮內(nèi)膜癌、肺癌、前列腺癌和乳腺癌[12-14]。然而CDK9在子宮頸癌中的生物學(xué)行為還處于未知狀態(tài),CDK9在子宮頸癌中的靶向治療潛力也仍不清楚。
本研究結(jié)果表明:CDK9在對照組、低級別組、高級別組、癌癥組中的陽性率分別為19.4%、43.6%、55.0%、68.9%,組間比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),提示CDK9的過度表達參與子宮頸癌的早期形成,最終導(dǎo)致子宮頸癌的發(fā)生。CDK9在卵巢癌、子宮內(nèi)膜癌和骨肉瘤中也有類似表現(xiàn)。Parvathareddy等[13]發(fā)現(xiàn)在441例卵巢癌組織中有56.2%CDK9過度表達,CDK9過度表達與部分卵巢癌臨床病理特征顯著相關(guān),如遠處轉(zhuǎn)移、Ⅳ期腫瘤、腫瘤復(fù)發(fā)和Ki-67指數(shù)高,且遠處轉(zhuǎn)移的卵巢癌組織中CDK9過度表達的發(fā)生率顯著高于原發(fā)卵巢癌組織。He等[12]通過免疫組織化學(xué)方法檢測了32例子宮內(nèi)膜癌組織中CDK9的表達情況,其中40.6%的子宮內(nèi)膜癌組織中CDK9高表達,原發(fā)子宮內(nèi)膜癌組織中的CDK9表達水平顯著低于轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)的子宮內(nèi)膜癌組織。Ma等[15]在70例骨肉瘤組織中檢測出67例(95.7%)腫瘤組織CDK9表達陽性,轉(zhuǎn)移的骨肉瘤組織中CDK9表達顯著升高,且CDK9低表達腫瘤患者的總體生存率明顯高于CDK9高表達腫瘤患者。Ajiro等[16]發(fā)現(xiàn)抑制CDK9不僅可以抑制HPV的復(fù)制和HPV E6及E7蛋白的表達,還可以恢復(fù)P53的抑癌功能,且進一步的研究發(fā)現(xiàn)在SIL人源性腫瘤異種移植(patient-derived xenografts,PDX)的小鼠模型上,抑制CDK9可以抑制HPV 18誘導(dǎo)的異型增生和過度增殖,同時也降低HPV的病毒載量。綜上所述,CDK9參與多種腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過程,包括子宮頸癌,且CDK9抑制劑在未來可能臨床應(yīng)用在子宮頸癌的治療上。
p53是一種與腫瘤高度相關(guān)的抑癌基因,不僅能抑制細胞增殖,也能促進細胞凋亡[17]。p53凋亡刺激蛋白(apoptosis stimulating proteins of p53,ASPP)家族是一組具有高度結(jié)構(gòu)同源性的蛋白質(zhì)家族[18],能和p53特異性結(jié)合,增強或減弱p53促凋亡基因的啟動活性,從而對依賴p53的細胞凋亡通路進行調(diào)控,控制細胞的凋亡[19]。ASPP家族由3個成員組成:ASPP1、ASPP2和 iASPP,其中 ASPP1和ASPP2是p53基因的激活劑,能特異性激活p53基因的促細胞凋亡的能力[20]。iASPP為p53基因的抑制劑,特異性抑制p53基因誘導(dǎo)目的基因轉(zhuǎn)錄活化和促細胞凋亡功能,導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生[21-22]。因此,iASPP又被稱為是一種新的癌基因。此外,iASPP還能增加造血干細胞的數(shù)量和重建能力,保護受損細胞不發(fā)生細胞凋亡,導(dǎo)致受損細胞具有向惡性細胞轉(zhuǎn)化的能力[23]。也有研究表明過度表達的iASPP在絨毛膜癌中可能通過自噬作用調(diào)節(jié)癌細胞的生長,抑制自噬作用可增加機體對氧化應(yīng)激的敏感性[24]。大量的研究表明,iASPP在子宮頸癌組織中呈過度表達狀態(tài),提示過度表達的iASPP很可能通過抑制細胞凋亡的過程,導(dǎo)致子宮頸癌的形成,并且與子宮頸癌患者的耐藥性和不良預(yù)后有關(guān)[25]。
本研究結(jié)果顯示,iASPP在對照組、低級別組、高級別組及癌癥組中的陽性表達率分別為28.6%、51.3%、65.0%、73.3%。隨著子宮頸病變的加重,iASPP的陽性表達也逐漸增加,各組間比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。與此相同的是,Wu等[25]通過免疫組織化學(xué)方法和Western blot方法檢測了iASPP在112位子宮頸癌患者的癌組織和癌旁子宮頸組織中的表達情況,結(jié)果顯示子宮頸癌組織中iASPP的陽性表達顯著高于癌旁子宮頸組織。另一項研究表明,子宮頸癌細胞中的iASPP mRNA也顯著高于正常子宮頸細胞,且細胞核iASPP高表達與放化療抵抗相關(guān)[26]。也有研究表明當子宮頸癌細胞中的iASPP被敲低表達后,子宮頸癌細胞的生長增殖減慢及侵襲力降低[27]。綜上所述,iASPP可能以多種方式、多種機制參與子宮頸癌的發(fā)生和發(fā)展,且iASPP有望成為子宮頸癌藥物治療的新靶點
為了明確CDK9與iASPP表達與子宮頸癌臨床預(yù)后的關(guān)系,本研究分析了CDK9和iASPP表達與子宮頸癌臨床病理特征的相關(guān)性。結(jié)果顯示:CDK9和iASPP表達與臨床分期、浸潤深度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移等子宮頸癌臨床病理特征相關(guān)(P<0.05),而與分化程度和脈管浸潤等子宮頸癌臨床病理特征無關(guān)(P>0.05)。以上結(jié)果說明CDK9和iASPP高表達的子宮頸癌患者相比于CDK9和iASPP低表達的子宮頸癌患者,處于過度增殖狀態(tài)的子宮頸癌細胞更具有侵襲轉(zhuǎn)移能力。同時,當子宮頸癌的分期越高,CDK9和iASPP的陽性表達率也越高。為了進一步明確CDK9與iASPP在子宮頸癌發(fā)展侵襲中的相關(guān)性,本研究通過Spearman等級相關(guān)分析發(fā)現(xiàn):在子宮頸癌組織中CDK9和iASPP表達的相關(guān)性為正相關(guān),表明CDK9和iASPP在子宮頸癌的發(fā)展侵襲過程中具有協(xié)同作用,兩者的過度表達共同促進子宮頸癌細胞異常增殖,進而促進子宮頸癌的發(fā)展侵襲。癌癥基因組圖譜數(shù)據(jù)庫(the cancer genome atlas,TCGA)的一項結(jié)腸癌隊列研究中,發(fā)現(xiàn)結(jié)腸癌細胞系中的iASPP mRNA水平與CDK9 mRNA水平呈正相關(guān),支持CDK9在促進iASPP轉(zhuǎn)錄激活中發(fā)揮作用的觀點。此外,Wu等[28]發(fā)現(xiàn)抑制CDK9可以在轉(zhuǎn)錄水平降低iASPP,從而重新激活p53的抑癌功能,提出了CDK9-iASPP-p53生物軸的概念,但CDK9通過何種信號通路作用于iASPP未被提及,CDK9、iASPP之間的相關(guān)機制仍不清楚。本研究證實了在子宮頸癌組織中CDK9和iASPP具有正相關(guān)的關(guān)系,從側(cè)面驗證了CDK9-iASPP生物軸的存在。
綜上所述,子宮頸組織中CDK9與iASPP的表達高低與子宮頸病變程度關(guān)系密切,CDK9與iASPP在子宮頸癌發(fā)生發(fā)展過程中具有協(xié)同作用。雖然CDK9和iASPP在子宮頸癌中的作用機制尚不明確,仍有待于更多的實驗和研究進一步明確CDK9和iASPP的作用機制,但CDK9和iASPP在未來有望成為治療子宮頸癌的潛在藥物靶點,以及成為臨床上評估子宮頸癌患者預(yù)后的有價值檢測指標。同時,對CDK9和iASPP的研究也為子宮頸癌的靶向藥物治療起到積極的推動作用。