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        Mena表達及SNPs與胃癌遺傳易感性及預(yù)后*

        2013-09-10 07:31:52任彩虹陳祥娜王行富黎三艷陳余朋曾賽凡
        中國腫瘤臨床 2013年16期
        關(guān)鍵詞:易感性等位基因基因型

        王 密 張 聲 任彩虹 陳祥娜 王行富 黎三艷 陳余朋 曾賽凡

        Mena表達及SNPs與胃癌遺傳易感性及預(yù)后*

        王 密 張 聲 任彩虹 陳祥娜 王行富 黎三艷 陳余朋 曾賽凡

        目的:探討Mena表達與胃癌侵襲轉(zhuǎn)移的相關(guān)性及SNPs與胃癌遺傳易感性的關(guān)系。方法:制作模擬胃癌侵襲轉(zhuǎn)移過程的組織芯片,免疫組化染色檢測Mena蛋白的表達。PCR-LDR技術(shù)檢測Mena基因5個SNPs位點多態(tài)性并行測序驗證。結(jié)果:胃腺癌中Mena表達上調(diào),腸型與混合型胃癌高于彌漫型,并與胃癌侵襲轉(zhuǎn)移負相關(guān),Mena高表達者預(yù)后好。Mena基因SNP位點rs3795443的188例對照組等位基因A、G的頻率分別為91.0%和9.0%,胃癌病例組等位基因A、G的頻率為82.4%和17.6%;AA、A/G和GG的基因型頻率在對照組分別為81.9%、18.1%和0,而在病例組為68.35%、28.09%和3.56%,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(OR=2.1489,95%CI:1.4607~3.1613,P<0.01)。5個SNPs位點的基因型和等位基因頻率與胃癌術(shù)后生存時間均無明顯相關(guān)性。結(jié)論:胃癌Mena表達升高,組織學(xué)類型的維持以及侵襲轉(zhuǎn)移與其表達密切相關(guān),高表達者預(yù)后好。Mena SNP rs3795443位點攜帶等位基因G的GG和A/G基因型個體的胃癌患病風險提高,提示檢測該位點基因型有助于評估胃癌的遺傳易感性。

        胃癌 Mena表達 SNP 傳易感性 預(yù)后

        哺乳動物肌動蛋白調(diào)節(jié)蛋白Mena與細胞運動性和粘附性的調(diào)節(jié)相關(guān),在多種腫瘤中過表達,如乳腺癌、黑色素瘤、結(jié)直腸腫瘤、宮頸腫瘤和胰腺癌[1-4]等。Mena表達能夠誘導(dǎo)細胞膜突起和增加腫瘤細胞對基質(zhì)的降解活性,增加癌細胞能動性促進侵襲和轉(zhuǎn)移[2]。胃癌是世界上最常見的惡性腫瘤之一,但Mena表達與胃癌發(fā)生發(fā)展間的關(guān)系未見報道。本研究通過構(gòu)建模擬胃癌侵襲轉(zhuǎn)移動態(tài)過程的組織芯片,采用免疫組織化學(xué)方法檢測Mena蛋白的表達水平,探討其表達變化與胃癌侵襲轉(zhuǎn)移及預(yù)后間的關(guān)系,運用病例對照的研究方法檢測胃癌患者正常胃黏膜組織和健康人血液樣本中Mena基因SNPs的基因型和等位基因頻率,探討Mena基因SNPs與胃癌遺傳易感性的關(guān)系。

        1 材料與方法

        1.1 組織芯片免疫組化染色研究Mena蛋白表達

        1.1.1 研究對象 收集福建醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院病理科2001年1月~2009年12月間外科手術(shù)切除胃癌標本存檔蠟塊共398例,其中男性289例,女性109例,年齡24~88歲,平均(60.1±11.7)歲。按2010版《消化系統(tǒng)腫瘤WHO分類》標準進行分類[5]?;颊呔鶠楦=疂h族人,隨訪資料完整,生存時間0.6~122個月。對照組(Control group)共188例,其中男119例,女69例,年齡17~87歲,平均(51.7±14.5)歲。均為福建醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院健康體檢的人群。

        1.1.2 組織芯片的制備 構(gòu)建模擬胃癌侵襲轉(zhuǎn)移動態(tài)過程的組織芯片:癌旁正常胃黏膜、黏膜層癌組織、腫瘤中央?yún)^(qū)癌組織(即黏膜層與侵襲前沿中間的胃癌組織)、侵襲前緣區(qū)癌組織(即腫瘤縱向侵襲胃壁最遠處)及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移灶癌組織。

        1.1.3 免疫組織化學(xué)染色 Mena鼠單克隆抗體(mAb clone 21,對應(yīng)Mena氨基酸序列415~541,1∶20稀釋)購自美國Santa cruz公司;非生物素免疫組化ElivisionTMplus檢測試劑盒購自福州邁新公司。操作嚴格按照說明書進行。用已知陽性對照片作陽性對照,用PBS代替一抗作陰性對照。

        1.1.4DNA提取及PCR-LDR主要試劑 總DNA抽提試劑盒TaKaRa DEX-PATTM試劑(日本TaKaRa公司),AxyPrep-96全血基因組DNA試劑盒(AXYGEN公司),Qiagen Hotstar Taq酶體系(酶5 U/μL,buffer,Q-solution,Mg+等,QIAGEN德國生物技術(shù)有限公司),GTPureTMFFPE Tissue DNA Extration Kit(中國基因科技有限公司)。

        1.1.5 DNA提取及PCR-LDR主要儀器設(shè)備 QIA-cube DNA抽提儀(德國凱杰公司),ABI GeneAmp PCR System 9700(美國應(yīng)用生物系統(tǒng)有限公司),Ta-KaRa PCR Thermal Cycler Dice TP600(日本 TaKaRa公司),Eppendorf Mastercycler epgradients(德國艾本德公司),ABI 3130xl Genetic Analyzer(美國應(yīng)用生物系統(tǒng)有限公司)。

        1.2 方法

        1.2.1 SNP研究的標本采集與保存方法 對照組健康體檢者外周靜脈血1 mL于含EDTA的3 mL抗凝管內(nèi),迅速放入-20℃冰箱保存以備提取基因組DNA。胃癌組樣本為石蠟包埋組織,選取正常胃黏膜組織,每例切10 μm薄片3枚放入Eppendorf管中以提取基因組DNA。

        1.2.2 判定標準 Mena蛋白的陽性染色主要定位于細胞漿,呈棕黃色顆粒狀。在400倍鏡下根據(jù)胃黏膜上皮或腫瘤細胞胞漿的染色程度進行分析評分。染色程度分為4級:基本不著色者為0分,著色淺者為1分,著色適中者2分,著色深者為3分;著色細胞占計數(shù)細胞百分率≤5%為0分、6%~25%為1分、26%~50%為2分、≥51%為3分。將著色程度與著色細胞百分率得分乘積,為其最后得分。0~1分為陰性(-),2~3分為弱陽性(+),4~6分為陽性(++),6分以上為強陽性(+++)。其中Mena(-)與(+)為低表達,(++)與(+++)為高表達。

        1.2.3 引物及探針合成 選擇Mena基因的5個SNPs位點即rs3795443,rs113170551,rs113271908,rs7598 6582,rs75136619,利用Primer3.0在線設(shè)計引物,同時根據(jù)堿基互補配對原則設(shè)計每個SNP位點相對應(yīng)的特異性探針,序列如下所示(表1~2)。

        1.2.4 DNA提取及PCR-LDR 石蠟包埋組織基因組DNA提取和對照組全血基因組DNA的抽提按Dexpattm試劑盒說明進行。0.8%瓊脂糖凝膠電泳檢測基因組DNA多重PCR反應(yīng)產(chǎn)物的完整性。PCR擴增SNP位點所在片段:95℃ 15 min,94℃ 30 s,59℃ 1 min,72℃ 1 min,72℃7 min,35個循環(huán),3.0%瓊脂糖凝膠,0.5×TBE電泳分析。

        表1 Mena基因引物序列及PCR產(chǎn)物長度Table 1 Gene sequence of primers and PCR products of Mena

        表2 Mena基因LDR反應(yīng)探針及連接產(chǎn)物長度Table 2 LDR reaction probe and the length of the connecting product of the Mena gene

        1.2.5 PCR產(chǎn)物的連接酶檢測反應(yīng)(LDR) 取1 μL LDR連接產(chǎn)物與1 μL ABI GS-500 ROX熒光標記分子和去離子甲酰胺上樣液混合,95℃加熱變性2 min,冰中驟冷,于5%聚丙烯酰胺和5 mol/L尿素中3 000 V電泳2.5 h,應(yīng)用GeneScanTM672軟件進行數(shù)據(jù)收集、泳道線校正、遷移片段大小測量和校正內(nèi)在分子量標準;應(yīng)用Genemapper軟件進行數(shù)據(jù)分析和基因分型。測序儀測序檢驗PCR-LDR的試驗結(jié)果。

        1.3 統(tǒng)計學(xué)處理

        應(yīng)用SPSS 13.0軟件包及SHEsis軟件對檢測結(jié)果進行統(tǒng)計學(xué)分析。以α=0.05為檢驗顯著性水準。P<0.05為有統(tǒng)計學(xué)意義。

        2 結(jié)果

        2.1 Mena蛋白在胃癌組織中的表達

        正常胃黏膜腺上皮不表達或呈弱陽性表達,腸型胃癌表達高于彌漫型胃癌(圖1)。

        與正常胃黏膜腺上皮相比,黏膜層胃癌組織Mena蛋白表達水平明顯升高(P<0.01,表3)。與分化程度相關(guān),腸型與混合型胃癌Mena的高表達率(73.46%,61.29%)明顯高于彌漫型胃癌(33.69%,P<0.05),分化型腺癌Mena的高表達率(75.56%,75.31%和61.19%)明顯高于黏液腺癌(含印戒細胞癌)(24.57%,P<0.01),賁門部胃癌的Mena表達明顯高于胃竇部胃癌的表達(P<0.05),而胃體部胃癌的表達介于賁門部與胃竇部之間,腫瘤浸潤至全層及發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移時Mena的表達明顯降低(P<0.05),Mena表達與患者性別、年齡無關(guān)(P>0.05)。Mena蛋白表達水平不同其術(shù)后5年生存率差異明顯(分別為-:16.76%,+:25.84%,++:44.58%,+++:47.69%),高表達者術(shù)后5年生存率明顯高于低表達者(P<0.01,圖2)。

        圖1 Mena在正常胃黏膜和胃癌中的表達 (IHC×400)Figure 1 Mena expression in normal mucosa and gastric cacinoma(IHC×400)

        表3 正常胃黏膜與黏膜層胃癌組織中Mena蛋白的表達Table 3 Expression of Mena in gastric carcinoma mucosa and normal mucosa

        圖2 黏膜層胃癌Mena表達分級與生存時間的關(guān)系Figure 2 Relationship of the Mena expression in gastric carcinoma in mucosa with the survival of gastric carcinoma patients

        2.2 胃癌侵襲過程中Mena蛋白表達變化情況

        進展期胃癌中,黏膜層、腫瘤中央?yún)^(qū)、侵襲前沿區(qū)和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移灶4個部位胃癌組織Mena蛋白的表達情況見表4。隨著胃癌侵襲深度的進展,Mena蛋白表達降低,而從侵襲前沿區(qū)轉(zhuǎn)移到淋巴結(jié)時,Mena蛋白表達上升,但其差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

        2.3 Mena基因SNPs位點基因型和等位基因頻率分布

        188例中國福建普通人群Mena預(yù)篩選5個SNP位點,各等位基因頻率和基因型分布頻率見表5。其中Mena基因的3個位點rs113170551,rs113271908和rs75986582均為純合子,在病例組和對照組中未見差異;位點rs75136619在病例組和對照組均出現(xiàn)A/G雜合子,對照組雜合子出現(xiàn)頻率為4/188(2.1%),病例組雜合子出現(xiàn)頻率為7/306(2.3%),差異未見統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),故認為Mena基因位點rs75136619多態(tài)性與胃癌的遺傳易感性無關(guān)。

        位點rs3795443等位基因頻率和基因型頻率在福建漢族人群對照組和胃癌病例組間明顯差異(P<0.01,表6),對照組等位基因A、G的頻率為90.96%和9.04%,胃癌組等位基因A、G的頻率為82.40%和17.60%,故認為胃癌組等位基因G的頻率分布高于對照組,將具有Mena SNP位點rs3795443等位基因G視為暴露因素,則攜帶等位基因G的個體胃癌發(fā)病風險提高(OR=2.1489,95%CI:1.4607~3.1613)。

        AA、A/G、GG的基因型頻率在對照組分別為81.91%,18.09%,0,而在胃癌組為68.35%,28.09%,3.56%,胃癌病例組AA基因型分布頻率下降,A/G、GG基因型分布頻率上升,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。故認為Mena SNP位點rs3795443的A/G、GG基因型的個體胃癌發(fā)病風險提高,未見rs3795443等位基因頻率和基因型頻率與胃癌臨床病理學(xué)參數(shù)及預(yù)后間存在相關(guān)性。

        表4 胃癌侵襲轉(zhuǎn)移過程Mena的表達變化Table 4 Expression of Mena in four sites of advanced gastric carcinoma

        表5 中國福建普通人群Mena五個SNP位點的等位基因和基因型分布Table 5 Frequencies of the alleles and genotypes of the five SNPs loci in Mena in the general population in Fujian,China

        表6 rs3795443位點等位基因和基因型頻率在福建人群對照組和病例組的頻率分布(%)Table 6 Frequencies of alleles and genotypes at the Mena SNP rs3795443 locus between patients with gastric carcinoma and the control groups(%)

        3 討論

        侵襲轉(zhuǎn)移是胃癌患者的主要死亡原因,與腫瘤細胞的粘附力、運動能力、增殖能力、對周圍基質(zhì)的蛋白水解能力、以及腫瘤性血管形成能力有關(guān)。Mena表達與細胞運動性和粘附性的調(diào)節(jié)相關(guān),與腫瘤的發(fā)生發(fā)展相關(guān),但尚鮮有文獻報道Mena表達與胃癌發(fā)生發(fā)展的關(guān)系。本文通過檢測胃癌組織Mena表達變化情況,發(fā)現(xiàn)Mena表達參與胃癌的進展,并與預(yù)后有關(guān),Mena基因多態(tài)性與胃癌患者遺傳易感性相關(guān)。

        3.1 Mena蛋白表達與胃癌生物學(xué)行為的關(guān)系

        Mena蛋白定位于細胞間的黏著斑、板狀偽足前沿,絲狀偽足尖[6]以及細胞內(nèi)動態(tài)的肌動蛋白區(qū)域,調(diào)控肌動蛋白細胞骨架動態(tài)改變過程,例如成纖維細胞的遷移,細胞的細菌樣運動,軸突和樹突的導(dǎo)向,Mena也與E-鈣黏蛋白的大簇團共定位[7],提示參與黏著斑的組成,選擇性地定位于細胞間的亞區(qū)。

        Gurzu等[3]發(fā)現(xiàn)正常結(jié)直腸黏膜和無異形增生的息肉Mena陰性表達,伴異形增生的息肉Mena過表達;正常宮頸鱗狀上皮中Mena未表達,但隨著CIN級別的增加染色強度增強[4]。Di等[8]發(fā)現(xiàn)乳腺腺病、導(dǎo)管擴張、囊腫、纖維腺瘤和單純性大汗腺化生的腺上皮Mena陰性染色,浸潤性乳腺癌細胞表達上調(diào)。目前鮮見文獻報道正常人胃黏膜腺上皮Mena的表達,本文發(fā)現(xiàn)正常胃黏膜腺上皮Mena大部分不表達,少部分胞漿弱陽性表達。

        Di等[8]發(fā)現(xiàn)乳腺浸潤性導(dǎo)管癌和導(dǎo)管原位癌Mena高表達,Gurzu等[3]發(fā)現(xiàn)結(jié)直腸腺上皮高級別異形增生時Mena高表達,未見與分化程度、侵襲、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移存在相關(guān)性。Pino等[9]應(yīng)用與本文相同的廣譜抗Mena抗體對原發(fā)性胰腺癌和同時性轉(zhuǎn)移性胰腺癌進行研究發(fā)現(xiàn)原發(fā)性和轉(zhuǎn)移性胰腺癌均存在Mena過表達,并且在胰腺癌和乳腺癌細胞株的研究中發(fā)現(xiàn)Mena11a是癌細胞具有上皮表型的標記,而hMENAΔv6是癌細胞具有間葉表型的標記表達于具有更強侵襲力的癌細胞,提示Mena不同亞型的轉(zhuǎn)換在癌細胞上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化中具有非常重要的作用[10]。Mena過表達被認為是異型增生和癌癥發(fā)生的早期事件。本文發(fā)現(xiàn)胃癌Mena表達高于正常胃黏膜,腸型和混合型胃癌Mena表達高于彌漫型胃癌,表達程度與侵襲轉(zhuǎn)移負相關(guān),表達高者預(yù)后好于低表達者。Mena在腫瘤組織中的表達水平是評估腫瘤細胞能動性和腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移的一個有用的生物指標,乳腺癌、宮頸癌、結(jié)腸和胰腺癌原發(fā)瘤中Mena表達水平與轉(zhuǎn)移相關(guān)[11]。

        3.2 Mena基因SNPs與胃癌遺傳易感性的關(guān)系

        Mena基因即Ena位于1q42.12[12],其編碼產(chǎn)物由541個氨基酸組成,與果蠅(Drosophila)的Ena相似,稱為哺乳動物的 Ena(mammalian enabled,Mena)[13]。在脊椎動物,Ena/VASP蛋白包含VASP、Mena及Ena-VASP樣蛋白(EVL),均具有同樣的保守結(jié)構(gòu)域,包括N-末端的EVH-1結(jié)構(gòu)域、中間的多聚脯氨酸結(jié)構(gòu)域(poly-proline region,PPR)和C-末端的EVH-2結(jié)構(gòu)域[14]。

        從Pubmed SNP數(shù)據(jù)庫中可檢索到Mena基因(ENAH基因)共有1364個SNP位點,其中在3個外顯子中有7個非同義突變SNPs,外顯子1有2個SNP位點[rs114476062(570 A>G),rs77211786(469 G>C)],外顯子2有4個SNP位點[rs113170551(558 G>A),rs113271908(468 G>A),rs75986582(464 A>C),rs75136619(419 C>T)],外顯子3有1個SNP位點[rs2785204(223 A>T)],位于編碼區(qū)。Mena的SNPs與胃癌發(fā)病相關(guān)性研究尚鮮見報道。

        本研究檢測分析Mena基因外顯子2的4個SNP位 點 rs113170551,rs113271908,rs75986582,rs 75136619和3’端非編碼區(qū)的SNP位點rs3795443在中國胃癌高發(fā)區(qū)福建省漢族人群中胃癌組和健康對照組中的基因型分布頻率,以確定是否與胃癌的遺傳易感性相關(guān)。本文發(fā)現(xiàn)在福建省健康對照人群中,rs3795443位點稀有等位基因G頻率為0.09,與NCBI報道的中國人群頻率0.07相近(報道中國人群n=90);rs75986582稀有等位基因T的頻率為0,與報道中顯示的中國人群頻率0.14有差異,考慮可能為標本來源區(qū)域差異及樣本量過小所致(報道中國人群n=90)。rs113170551、rs113271908R稀有等位基因C、G均為,目前尚無這兩位點的雜合度報道。

        Mena SNP位點rs3795443等位基因頻率和基因型頻率在福建漢族人群對照組和胃癌病例組間差異顯著。等位基因A的頻率在正常對照組為90.96%,在胃癌病例組下降為82.40%,等位基因G的頻率在正常對照組為9.04%,在胃癌病例組上升為17.60%,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。AA、A/G、GG的基因型頻率在對照組分別為81.91%,18.09%,0,而在胃癌病例組為68.35%,28.09%,3.56%,胃癌病例組AA基因型分布頻率下降,A/G、GG基因型分布頻率上升,差別具有統(tǒng)計學(xué)意義。病例組等位基因G的頻率分布高于對照組,提示具有rs3795443等位基因G視為暴露因素,則攜帶等位基因G的個體胃癌發(fā)病風險提高,A/G、GG基因型的個體胃癌發(fā)病風險提高。目前未見ENAH的rs3795443等位基因與腫瘤相關(guān)性的報告。

        綜上所述,本文發(fā)現(xiàn)Mena表達參與胃腺癌的發(fā)生,并與胃腺癌結(jié)構(gòu)的維持和腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移及預(yù)后有關(guān)。Mena基因SNPs位點rs3795443多態(tài)性與胃癌的遺傳易感性相關(guān)。Mena基因SNPs位點rs75136619、rs11317 0551、rs113271908和rs75986582多態(tài)性與胃癌的遺傳易感性無關(guān)。

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        (2012-11-19收稿)(2013-06-14修回)

        Relationship of Mena expression and SNP polymorphisms with the susceptibility and prognosis of gastric cancer

        Mi WANG,Sheng ZHANG,Caihong REN,Xiangna CHEN,Xingfu WANG,Sanyan LI,Yupeng CHEN,Saifan ZENG

        Sheng ZHANG;E-mail:zhgshg@126.com
        Department of Pathology,The First Clinical Medical College of Fujian Medical University,Fujian Key Laboratory of Translational Cancer Medicine,Fuzhou 350005,China

        Objective:To investigate the correlation of Mena protein expression with the invasion and metastasis of Mena SNPs with genetic susceptibility in gastric cancers(GC).Methods:A tissue microarray that simulates the invasion and metastasis process of GC was created,and immunohistochemistry was performed to detect the expression of Mena protein.The Mena gene 5 SNP loci genotypes of 188 healthy people and 389 GC patients were assayed using PCR-based LDR analysis.Results:The expression of Mena protein in GC was significantly upregulated and greatly increased in the intestinal-type and mixed-type GC than that in the diffuse-type and was negatively related to the invasion and metastasis of GC.Patients with Mena overexpression had better prognosis.The frequencies of the A and G alleles,as well as the AA,AG,and GG genotypes,at the Mena SNP rs3795443 locus were significantly different between patients with gastric carcinoma and the control groups(OR=2.1489,95%CI 1.4607~3.1613,P<0.01).The frequencies of these five Mena gene SNP loci were not significantly related with the survival of patients with gastric carcinoma.Conclusion:The upregulation of Mena expression is involved in maintaining the histological phenotype,invasion,metastasis,and prognosis of gastric adenocarcinoma.Individuals with GG and AG genotypes at the Mena rs3795443 locus have increased risk of gastric carcinoma,which suggests that screening for this genotype would be helpful in assessing the genetic susceptibility of gastric carcinoma.

        gastric neoplasm;Mena expression;SNP;susceptibility;prognosis

        10.3969/j.issn.1000-8179.20121718

        福建醫(yī)科大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院病理科,福建省腫瘤轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)重點實驗室(福州市350005)

        *本文課題受福建醫(yī)科大學(xué)學(xué)科帶頭人基金(編號:JXK 200724)資助

        張聲 zhgshg@126.com

        This work was supported by the Fujian Medical University Leading Scientist Foundation(No.JXK 200724)

        (本文編輯:周曉穎)

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