王紅兵陳衛(wèi)昌

1.蘇州大學(xué)附屬第一醫(yī)院消化內(nèi)科，江蘇 蘇州， 215006；

2.徐州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院腫瘤內(nèi)科，江蘇 徐州， 221009

胃癌患者外周血與胃癌組織中ERCC1基因甲基化的關(guān)系及其意義

王紅兵1,2陳衛(wèi)昌1

1.蘇州大學(xué)附屬第一醫(yī)院消化內(nèi)科，江蘇 蘇州， 215006；

2.徐州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院腫瘤內(nèi)科，江蘇 徐州， 221009

背景與目的：胃癌的發(fā)生基于基因和表觀遺傳學(xué)機(jī)制，表觀遺傳學(xué)的改變?cè)谖赴┑陌l(fā)展中起到重要作用。DNA甲基化是目前研究最多、最為深入的一種表觀遺傳學(xué)表達(dá)機(jī)制。DNA甲基化是一個(gè)可逆性過(guò)程。核苷酸切除修復(fù)交叉互補(bǔ)基因1(excision repair cross-complementing gene 1，ERCC1)是一種DNA損傷修復(fù)基因。本研究檢測(cè)胃癌患者外周血與胃癌組織中ERCC1基因啟動(dòng)子CpG島甲基化狀態(tài)，探討兩者的關(guān)系及其意義。方法：采用甲基化特異性PCR技術(shù)，檢測(cè)30例胃癌患者外周血、胃癌組織中ERCC1基因啟動(dòng)子CpG島甲基化狀態(tài)。結(jié)果：胃癌組織中ERCC1基因啟動(dòng)子CpG島甲基化率為76.7%(23/30)，外周血中ERCC1基因啟動(dòng)子CpG島甲基化率為63.3%(19/30)，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)論：胃癌患者外周血中的ERCC1基因啟動(dòng)子CpG島甲基化率與胃癌組織中相似，檢測(cè)胃癌患者外周血中的ERCC1基因啟動(dòng)子CpG島甲基化狀態(tài)為治療胃癌提供一個(gè)簡(jiǎn)便、快捷、可靠的途徑，同時(shí)也為以ERCC1基因啟動(dòng)子CpG島甲基化作為靶點(diǎn)治療胃癌提供了可靠的理論依據(jù)。

胃癌；核苷酸切除修復(fù)交叉互補(bǔ)基因1；CpG島；甲基化；甲基化特異性PCR

現(xiàn)代腫瘤學(xué)認(rèn)為腫瘤的發(fā)生是多基因遺傳和表遺傳相互作用、共同參與的結(jié)果，腫瘤相關(guān)基因的表觀遺傳學(xué)改變與腫瘤發(fā)生發(fā)展的關(guān)系正成為腫瘤學(xué)、分子生物學(xué)等學(xué)科研究的熱點(diǎn)。表遺傳學(xué)研究在DNA序列不發(fā)生改變的情況下，所發(fā)生的可遺傳性基因表達(dá)的改變，包括DNA甲基化、組蛋白修飾、基因組印記、隔離蛋白以及非編碼RNA調(diào)控等［1］。DNA甲基化是目前研究最多、最為深入的表觀遺傳學(xué)表達(dá)機(jī)制。近年研究表明基因啟動(dòng)子區(qū)域CpG島的甲基化是導(dǎo)致基因轉(zhuǎn)錄失活的重要途徑［2］。如果發(fā)生在DNA修復(fù)基因，則會(huì)使其基因表達(dá)下調(diào)或不表達(dá)［3］。因此，對(duì)一些腫瘤相關(guān)基因甲基化狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)可間接得知該基因表達(dá)水平。目前，國(guó)內(nèi)檢測(cè)基因啟動(dòng)子區(qū)域CpG位點(diǎn)甲基化大多使用甲基化特異性PCR (methylation-specific PCR，MSP)技術(shù)。MSP是Herman等［4］使用重亞硫酸鹽處理的基礎(chǔ)上新建的一種方法，具有靈敏性、特異性高、操作簡(jiǎn)便、價(jià)格較低等優(yōu)點(diǎn)。DNA甲基化是一種重要的表觀遺傳學(xué)形式，DNA甲基化是一個(gè)可逆性過(guò)程，DNA甲基化的可逆性為臨床上通過(guò)去甲基化藥物進(jìn)行抗腫瘤治療提供了可能［5］。核苷酸切除修復(fù)交叉互補(bǔ)基因1(excision repair cross-complementing gene 1，ERCC1)是一種DNA損傷修復(fù)基因，主要參與DNA損傷的識(shí)別與修復(fù)［6］。本研究采用MSP方法，檢測(cè)30例胃癌患者外周血、胃癌組織中ERCC1基因啟動(dòng)子CpG島甲基化狀態(tài)，探討兩者的關(guān)系及其意義。

1 材料和方法

1.1 研究對(duì)象

收集2012年5月—8月徐州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院普外科手術(shù)切除新鮮胃癌組織共30例。30例患者中男性18例，女性12例，年齡37～77歲，中位年齡53歲?；颊咝g(shù)前均未接受過(guò)放化療，每例均有詳細(xì)的臨床資料和手術(shù)記錄。術(shù)后病理檢查確診。同時(shí)收集10例胃良性病變旁正常胃組織作為對(duì)照。標(biāo)本均于術(shù)后0.5 h內(nèi)獲得，液氮速凍后-80 ℃冰箱保存。所有患者均于術(shù)前抽取外周血，分離血清，-80 ℃凍存。正常對(duì)照血清來(lái)源于徐州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院體檢中心的20名健康志愿者。

1.2 方法

ERCC1基因啟動(dòng)子CpG島甲基化檢測(cè)：每個(gè)樣本取30 mg的組織塊進(jìn)行勻漿處理，參照北京天根生化科技有限公司組織基因組DNA提取試劑盒說(shuō)明書(shū)提取基因組DNA；取200 μL血清，參照北京天根生化科技有限公司微量樣品基因組DNA提取試劑盒說(shuō)明書(shū)提取基因組DNA，在UV 3000紫外分光光度儀上測(cè)定吸光度(A)值鑒定DNA純度，A260/A280比值均在1.8～2.0之間。甲基化特異性PCR(MSP)：取800 ng基因組DNA，參照美國(guó)Zymo Research公司EZ DNA甲基化試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行甲基化修飾。取修飾好的DNA 2 μL進(jìn)行MSP反應(yīng)。ERCC1基因甲基化引物(M)順義鏈(F)：5’- TTTAGGAT TATAGAGAGTAGCGCGA-3’反義鏈(R)：5’-CAAAAAAAATAAAAACGATACAACG-3’。非甲基化引物(U)順義鏈(F)：5’- TTTAGGATT ATAGAGAGTAGTGTGA-3’反義鏈(R)：5’-AAAAAAATAAAAACAATACAACACC-3’。反應(yīng)體系按照PCR試劑盒推薦量25 μL體系進(jìn)行：PCR混合液12.5 μL，上下游引物各0.5 μL，模板2 μL，無(wú)核酶水9.5 μL。MSP循環(huán)條件：97 ℃預(yù)變性5 min，然后進(jìn)行40個(gè)循環(huán)擴(kuò)增：95 ℃變性40 s，甲基化引物及非甲基化引物分別在57 ℃、55 ℃退火60 s，72 ℃延伸60 s；最后于72 ℃延伸10 min，4 ℃保存。甲基化特異性引物(M)擴(kuò)增的目的片段為166 bp，非甲基化特異性引物(U)擴(kuò)增的目的片段為164 bp。取10 μL PCR產(chǎn)物在2.5%瓊脂糖凝膠上電泳，以TIANGEN 100 bp DNA Ladder (MD101-01)為標(biāo)準(zhǔn)DNA Marker同步電泳，溴化乙啶染色后凝膠成像系統(tǒng)觀察結(jié)果并記錄。判斷標(biāo)準(zhǔn)：M陽(yáng)性、U陰性為完全甲基化；M陽(yáng)性、U陽(yáng)性為部分甲基化；M陰性、U陽(yáng)性為非甲基化。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

數(shù)據(jù)采用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)軟件處理，甲基化結(jié)果比較采用χ2檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 胃癌組織ERCC1基因CpG島甲基化狀態(tài)

30例患者的胃癌組織中ERCC1基因發(fā)生完全甲基化14例，發(fā)生部分甲基化9例，甲基化陽(yáng)性率為76.7%(23/30，圖1)。10例正常胃組織中均未出現(xiàn)甲基化條帶。

圖 1 胃癌組織ERCC1基因啟動(dòng)子CpG島甲基化檢測(cè)(MSP)Fig. 1 CpG island methylation of ERCC1 gene promoter in gastric cancer tissue detected by methylation specific polymerase chain reaction (MSP)

2.2 外周血ERCC1基因CpG島甲基化狀態(tài)

30例胃癌患者血清中ERCC1基因發(fā)生完全甲基化11例，發(fā)生部分甲基化8例，甲基化陽(yáng)性率為63.3%(19/30，圖2)。20名健康志愿者血清中均未出現(xiàn)甲基化條帶。

圖 2 外周血ERCC1基因啟動(dòng)子CpG島甲基化檢測(cè)(MSP)Fig. 2 CpG island methylation of ERCC1 gene promoter in peripheral blood detected by methylation specific polymerase chain reaction (MSP)

2.3 胃癌組織與外周血中ERCC1基因啟動(dòng)子CpG島甲基化的關(guān)系

30例患者胃癌組織與對(duì)應(yīng)者外周血中ERCC1基因啟動(dòng)子CpG島甲基化陽(yáng)性率的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表1)。

表 1 胃癌組織及對(duì)應(yīng)外周血中ERCC1基因甲基化狀態(tài)Tab. 1 ERCC1 methylation in gastric cancer tissues and corresponding peripheral blood

3 討 論

ERCC1基因定位于人染色體l9q13.2，全長(zhǎng)15 kb，含l0個(gè)外顯子，編碼由297個(gè)氨基酸組成的蛋白質(zhì)，其相對(duì)分子質(zhì)量為32.5×103。

腫瘤患者外周血中有游離DNA的存在，且其含量明顯高于健康人［7］。研究表明，血清游離DNA與原發(fā)腫瘤基因組DNA具有相同的遺傳變異［8］，其變異特征及表達(dá)量均與相應(yīng)腫瘤組織呈正相關(guān)，提示血循環(huán)中的游離DNA主要來(lái)源于原發(fā)腫瘤［9］，檢測(cè)腫瘤患者外周血中的游離DNA可發(fā)現(xiàn)腫瘤相關(guān)基因的變異，并能反映腫瘤組織存在的特征性改變［10］。因此，作為一種微創(chuàng)檢查手段，檢測(cè)外周血中DNA腫瘤相關(guān)基因的變異可能具有重要意義。

DNA甲基化是一個(gè)可逆性過(guò)程，DNA甲基化的可逆性為臨床上通過(guò)去甲基化藥物進(jìn)行抗腫瘤治療提供了可能性?；蚣谆种苿?-氮-2’-脫氧胞苷(5-aza-2’-deoxycytidine，5-azadC)和5-氮胞苷(5-azacytidine，5-aza)，通過(guò)共價(jià)鍵與甲基化酶結(jié)合來(lái)降低其生物學(xué)活性［11］，臨床上已用于惡性血液病的治療，并取得了一定的臨床療效。利用已知的或新研發(fā)的去甲基化藥物解除甲基化對(duì)腫瘤相關(guān)基因的抑制作用，從而提高腫瘤的治療療效，已成為近年研究的熱點(diǎn)［5］。

本研究采用MSP技術(shù)檢測(cè)30例胃癌組織中ERCC1基因啟動(dòng)子CpG島甲基化狀況，結(jié)果顯示胃癌組織的甲基化率為76.7%(23/30)，提示ERCC1基因啟動(dòng)子CpG島甲基化是胃癌發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的常見(jiàn)分子事件，ERCC1基因啟動(dòng)子CpG島甲基化可能是一個(gè)很好的治療胃癌的新靶點(diǎn)。

而胃癌患者外周血中ERCC1基因啟動(dòng)子CpG島甲基化率為63.3%(19/30)，且與胃癌組織相比，外周血取材更簡(jiǎn)便、快捷。

綜上所述，胃癌患者外周血及胃癌組織中的ERCC1基因啟動(dòng)子CpG島甲基化，陽(yáng)性率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。檢測(cè)外周血中ERCC1基因啟動(dòng)子CpG島甲基化狀態(tài)，不僅為胃癌的內(nèi)科治療提供了更方便可靠的途徑，同時(shí)也為以ERCC1基因啟動(dòng)子CpG島甲基化為靶點(diǎn)治療胃癌提供了可靠的理論依據(jù)。

［1］ JONES P A, BAYLIN S B. The epigenomics of cancer［J］. Cell, 2007, 128(4): 683-692.

［2］ DEATON A M, BIRD A. CpG islands and the regulation of transcription［J］. Genes Dev, 2011, 25(10): 1010-1022.

［3］ USHIJIMA T, OKOCHI-TAKADA E. Aberrant methylations in cancer cells: where do they come from? ［J］. Cancer Sci, 2005, 96(4): 206-211.

［4］ HERMAN J G, GRAFF J R, MY?H?NEN S, et al. Methylation-specific PCR: a novel PCR assay for methylation status of CpG islands［J］. Proc Natl Acad Sci U S A, 1996, 93(18): 9821-9826.

［5］ CAI F F, KOHLER C, ZHANG B, et al. Epigenetic therapy for breast cancer［J］. Int J Mol Sci, 2011, 12(7): 4465-4487.

［6］ STARESINCIC L, FAGBEMI A F, ENZLIN J H, et al. Coordination of dual incision and repair synthesis in human nucleotide excision repair［J］. EMBO J, 2009, 28(8): 1111-1120.

［7］ HASHAD D, SOROUR A, GHAZAL A, et al. Free circulating tumor DNA as a diagnostic marker for breast cancer［J］. J Clin Lab Anal, 2012, 26(6): 467-472.

［8］ MORGAN S R, WHITELEY J, DONALD E, et al. Comparison of KRAS mutation assessment in tumor DNA and circulating free DNA in plasma and serum samples［J］. Clin Med Insights Pathol, 2012, 5: 15-22.

［9］ WANG Y C, YU Z H, LIU C, et al. Detection of RASSF1A promoter hypermethylation in serum from gastric and colorectal adenocarcinoma patients［J］. World J Gastroenterol, 2008, 14(19): 3074-3080.

［10］ ZANETTI-D?LLENBACH R, WIGHT E, FAN A X, et al. Positive correlation of cell-free DNA in plasma/serum in patients with malignant and benign breast disease［J］. Anticancer Res, 2008, 28(2A): 921-925.

［11］ WIJERMANS P, LUBBERT M, VERHOEF G, et al. Lowdose 5-aza-2’-deoxycytidine, a DNA hypomethylating agent, for the treatment of high-risk myelodysplastic syndrome: a multicenter phase II study in elderly patients［J］. J Clin Oncol, 2000, 18(5): 956-962.

The relationship between methylation of ERCC1 gene in peripheral blood and in gastric cancer tissues

WANG Hong-bing1,2, CHEN Wei-chang1(1.Department of Digestive Disease, The First Affiliated Hospital of Soochow University, Suzhou Jiangsu 215006, China; 2.Department of Oncology, Affiliated Hospital of Xuzhou Medical College, Xuzhou Jiangsu 221009, China)

CHEN Wei-chang E-mail: wcchen1990@126.com

Background and purpose: At present, gastric cancer is considered to be both genetic and epigenetic disease, and epigenetic alterations play a significant role in the development of gastric cancer. DNA methylation is the most well studied and most in-depth epigenetic modifications in human-beings. The silencing of tumor-related genes by DNA methylation is reversible. ERCC1 is a kind of DNA repair gene. The present study was aimed to detect the CpG island methylation status of ERCC1 gene promoter in gastric cancer tissues and corresponding peripheral blood, and to explore the relationship between methylation of ERCC1 gene in peripheral blood and in gastric cancer tissues. Methods: Methylation specific PCR was performed to detect the methylation status of ERCC1 gene in the tumor tissues and the paired peripheral blood from 30 gastric cancer patients. Results: The positive rate of methylation of ERCC1 gene promoter CpG island was 76.7% (23/30) in the tumor tissues and 63.3% (19/30) in serum of gastric cancer patients, and the difference had no statistical significance. Conclusion: Our studies suggest that ERCC1 gene promoter CpG island methylation can be detected in a high proportion of the serum consisting with that in tumor tissues of gastric cancer patients, and the detection of methylation status of ERCC1 gene in peripheral blood provides a more simple, fast and reliable way for the medical treatment of gastric cancer and also provides the possible theoretical basis for the CpG island methylation of ERCC1 gene promoter as a target for the treatment of gastric cancer.

Gastric cancer; ERCC1 gene; CpG island; Methylation; Methylation specific PCR

10.3969/j.issn.1007-3969.2013.11.008

R735.2

：A

：1007-3639(2013)11-0900-04

2013-08-13

2013-10-15）

陳衛(wèi)昌 E-mail:wcchen1990@126.com