姚智強,盧亦成,姚 蘭,賈竹敏,鄭 魯,劉忠于,劉軼剛
腦膠質瘤是人類中樞神經系統(tǒng)最常見的腫瘤,占顱內原發(fā)惡性腫瘤的77%~80%,嚴重影響著人類的健康。在過去的40多年時間里,隨著對膠質瘤各項研究的深入,諸多生物治療方法已進入臨床試驗,但膠質瘤患者的平均生存時間并未得到明顯改善。目前對膠質瘤主要采用手術加放化療等綜合性治療,但并未能根治膠質瘤患者[1]。多形性膠質母細胞瘤對放射敏感性差異是導致腫瘤治療效果差及局部復發(fā)率、殘留率高的一個重要原因。以往僅能用PCR、Northern blot或Western blot研究個別環(huán)節(jié)的個別或幾個基因結構或表達差異與放射敏感性的關系,無法很好地在分子水平上闡明腫瘤放射敏感性機理[2]。我們用含13 929條人類全長基因cDNA表達譜芯片對5例對放射治療敏感的多形性膠質母細胞瘤病人同時進行放射治療前及放射治療60 Gy后免疫相關基因表達變化的檢測,以研究放射治療后免疫相關基因表達的改變,進行如下探討。
1.1對象48例多形性膠質母細胞瘤組織樣本取自第二軍醫(yī)大學附屬長征醫(yī)院神經外科及中國人民解放軍第150中心醫(yī)院神經外科2006~2009年手術切除的組織。選取其中5例對放射治療劑量60 Gy敏感性較好的多形性膠質母細胞瘤患者,于放療前及放療后進行檢測。5例患者男3例,女2例,平均年齡45.7歲;對照3例正常腦組織標本來自于捐獻的標本。標本組織分2份,1份送病理檢查,1份立即放液氮中凍存。
1.2方法基因表達譜芯片采用上海博星基因芯片公司提供的BioStarH-141s型基因表達譜芯片,含有14 112點的人類全長基因cDNA表達譜芯片。其中包括陽性對照96點,陰性對照16點,內參基因20點,空白對照41點。芯片經水合(2 h)、室溫干燥(0.5 h)、UV交連(能量值65 mj/cm),再分別用0.2% SDS、水及0.2%硼氫化鈉溶液處理10 min,晾干備用。
2.1 cDNA芯片掃描及數(shù)據(jù)分析結果對多形性膠質母細胞瘤cDNA芯片掃描圖使用GenePix Pro3.0軟件提取數(shù)據(jù)并進行去除冗余和標準化處理,多形性膠質母細胞瘤放療60 Gy后組織與正常組織比較。Ratio值>15的1個免疫球蛋白變異因子(immunoglobulin kappa variable, IGKV);Ratio值<0.03的3個,如富脯氨酸蛋白連接因子4(proline-rich protein BstNI subfamily 4, PRB4)、硫酸叢生糖蛋白(clusterinlysis sulfated glycoprotein CLSG)、轉化生長因子3(transforming growth factor,beta 3, TGFB3)等。
2.2多形性膠質母細胞瘤放療60 Gy后與放療前組織比較表達差異基因中改變最明顯的功能群是免疫系統(tǒng)相關的基因,如IL1RN等上調。細胞增殖、細胞凋亡、細胞周期、DNA修復系統(tǒng)也有部分基因發(fā)生明顯變化,如MLL5上調、POLR2B下調等。
多形性膠質母細胞瘤是人類惡性程度極高、預后不佳的腫瘤之一,嚴重影響著人類的生命和生活質量,已有研究表明可用SF2來預測多形性膠質母細胞瘤細胞株或組織的放射敏感性,提示根據(jù)癌細胞受照射60 Gy后的改變即可判斷放射敏感性[3]。但通過細胞培養(yǎng)技術來觀察的終點指標,牽涉到細胞培養(yǎng)、時間長等復雜因素,目前臨床仍然無法應用,因此很有必要對其中間指標,如基因表達等進行研究,以探討放射敏感性的分子生物學機理及尋找標志基因。
多形性膠質母細胞瘤放療60 Gy前后差異表達基因中改變最明顯的基因,包括與中性粒細胞、T細胞、B細胞、免疫球蛋白、組織相容性蛋白HLA、細胞因子以及免疫細胞活化、增殖、死亡、信號傳遞途徑等相關的基因,這些基因在放療前或放療后的組織與正常組織對比大多數(shù)未見表達差異[4]。免疫球蛋白類的基因IGKV表達也明顯上調。該基因除調節(jié)促濾泡激素的分泌、雄激素合成、免疫調節(jié)、紅細胞分化、細胞的增殖和分化外,對神經膠質細胞和腫瘤細胞具有抗增殖作用[5]。
Runx1基因具有在DN期細胞調節(jié)CD4沉默子功能,Runx1缺乏時CD8表達降低,CD4去抑制加劇。FN1表達下調,它與非受體蛋白酪氨酸激酶TEC家族結合,參與B細胞的分化、發(fā)育、增殖和凋亡過程,在其信號傳導過程中處于重要位置[6]。綜上所述,免疫相關基因絕大多數(shù)表現(xiàn)為上調,極少數(shù)下調也是為了減少免疫細胞的凋亡或免疫抑制細胞數(shù)??偟膩碚f,放療60 Gy后,腫瘤組織出現(xiàn)局部免疫增強現(xiàn)象,這可能是射線作用于腫瘤組織后首先造成組織損傷,如自由基破壞血清中的蛋白酶抑制劑,同時增強彈性蛋白酶的作用,直接造成組織損傷,機體應急而出現(xiàn)免疫增強,包括固有免疫應答及適應性免疫應答。提示對腫瘤組織而言,射線及免疫反應有共同殺傷的作用。
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