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        非小細(xì)胞肺癌患者血漿RUNX3、RASSF1A、3-OST-2、DAPK、PTPRO基因甲基化狀態(tài)觀察

        2017-01-06 03:13:05曹麗孫陽陽曹若瓊張毅王建飛鐘理
        山東醫(yī)藥 2016年43期
        關(guān)鍵詞:癌基因敏感度甲基化

        曹麗,孫陽陽,曹若瓊,張毅,王建飛,鐘理,2

        (1河北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,河北保定 071002;2 Western University of Health Sciences,California 91766,USA)

        非小細(xì)胞肺癌患者血漿RUNX3、RASSF1A、3-OST-2、DAPK、PTPRO基因甲基化狀態(tài)觀察

        曹麗1,孫陽陽1,曹若瓊1,張毅1,王建飛1,鐘理1,2

        (1河北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,河北保定 071002;2 Western University of Health Sciences,California 91766,USA)

        目的 觀察非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)患者血漿抑癌基因runt相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子3(RUNX3)、ras相關(guān)結(jié)構(gòu)域家族基因1A( RASSF1A)、3-0-硫基轉(zhuǎn)移酶-2 (3-OST-2)、死亡相關(guān)蛋白激酶(DAPK)、膜結(jié)合受體型蛋白酪氨酸磷酸酶O(PTPRO)等基因啟動(dòng)子區(qū)域的甲基化狀態(tài)。方法 采用甲基化特異PCR技術(shù)對63例NSCLC患者血漿中RUNX3、RASSF1A、3-OST-2、DAPK、PTPRO基因是否甲基化進(jìn)行觀察,并以25例健康人作對照。結(jié)果 NSCLC患者血漿中甲基化RUNX3、RASSF1A、3-OST-2、DAPK、PTPRO基因檢出率分別為46.0%、50.8%、26.9%、34.9%、41.3%;健康人血漿中甲基化PTPRO基因檢出率為12.0%,而甲基化RUNX3、RASSF1A、3-OST-2、DAPK均未檢出;兩者甲基化RUNX3、RASSF1A、3-OST-2、DAPK、PTPRO基因檢出率相比,P均<0.05。NSCLC患者血漿中上述5種甲基化基因聯(lián)合檢測的敏感度為88.9%、特異度為88.0%。血漿甲基化RUNX3基因檢出率與NSCLC的病理類型、臨床分期以及分化程度有關(guān)(P均<0.05);甲基化RASSF1A基因檢出率與NSCLC的分化程度有關(guān)(P<0.05)。結(jié)論 NSCLC患者血漿中甲基化RUNX3、RASSF1A、3-OST-2、DAPK、PTPRO基因檢出率明顯高于健康人。聯(lián)合檢測血漿中甲基化RUNX3、RASSF1A、3-OST-2、DAPK、PTPRO基因有可能會有助于NSCLC的早期診斷及其生物學(xué)行為的判斷。

        抑癌基因;runt相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子3基因;ras相關(guān)結(jié)構(gòu)域家族基因1A;3-0-硫基轉(zhuǎn)移酶-2基因 ;死亡相關(guān)蛋白激酶基因;膜結(jié)合受體型蛋白酪氨酸磷酸酶O基因;甲基化基因;基因啟動(dòng)子區(qū)域;肺腫瘤;非小細(xì)胞肺癌

        非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)占肺癌總數(shù)的80%[1],由于缺乏良好的早期診斷手段,以至于很多患者在臨床確診時(shí)已處于中晚期,錯(cuò)過了最佳治療時(shí)期。因此,尋找一種簡單而有效的早期診斷方法是必要的。有研究[2]發(fā)現(xiàn),抑癌基因啟動(dòng)子區(qū)CpG島異常甲基化與肺癌的發(fā)生有關(guān)。腫瘤患者壞死的腫瘤細(xì)胞可釋放 DNA 進(jìn)入血液循環(huán)中,且與相應(yīng)的原發(fā)腫瘤細(xì)胞在遺傳特性上相一致,從而為循環(huán) DNA 在腫瘤診治中的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)[3]。本研究采用甲基化特異PCR(MSP)技術(shù),對非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)患者血漿中抑癌基因runt相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子3(RUNX3)、ras相關(guān)結(jié)構(gòu)域家族基因1A(RASSF1A)、3-0-硫基轉(zhuǎn)移酶-2 (3-OST-2)、死亡相關(guān)蛋白激酶(DAPK)、膜結(jié)合受體型蛋白酪氨酸磷酸酶O(PTPRO)等基因的甲基化狀態(tài)進(jìn)行了觀察。現(xiàn)將結(jié)果報(bào)告如下。

        1 資料與方法

        1.1 臨床資料 2015年3月~2016年5月河北大學(xué)附屬醫(yī)院和保定市第一中心醫(yī)院確診的NSCLC患者63例,男51例,女12 例;年齡37~72歲;其中鱗癌25例,腺癌38例。所有NSCLC患者受檢前未接受過化療及放療。另選擇25例健康人作對照,男14例,女11例;年齡34~57歲。

        1.2 血漿RUNX3、RASSF1A、3-OST-2、DAPK、PTPRO基因甲基化狀態(tài)觀察 ①樣本采集:受檢對象于清晨空腹采集肘靜脈血,置EDTA紫色抗凝管,3 000 g/min 離心10 min,分離獲得血漿,-80 ℃儲存,用于提取基因組DNA。②DNA提?。翰捎肣IAamp Blood Mini Kit試劑盒(德國Qiagen公司)提取血漿中的基因組DNA(A260/A280在1.79 ~ 1.89),-20 ℃儲存。③DNA的甲基化修飾:采用Epi Tect Bisulfite Kit試劑盒(德國Qiagen公司)對所提取的DNA進(jìn)行亞硫酸修飾。④ 甲基化修飾DNA的擴(kuò)增及檢測 :RUNX3、RASSF1A、3-OST-2、DAPK、PTPRO基因啟動(dòng)子引物設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)[4~8], 引物序列見表1,所有引物由生工生物工程(北京)有限公司合成。用Epi Tect MSP Kits試劑盒(德國Qiagen公司)進(jìn)行MSP擴(kuò)增。PCR反應(yīng)體系為25 μL:修飾后的DNA 2 μL,上下引物各1 μL,Epi Tect Master Mix 12.5 μL,去RNase水8.5 μL。反應(yīng)條件:第一步,95 ℃ 10 min;第二步,94 ℃ 30 s,各自的退火溫度 30 s,72 ℃ 30 s,共35個(gè)循環(huán);第三步,72 ℃ 延伸10 min。以甲基化轉(zhuǎn)移酶M. SssI處理健康人的DNA作陽性對照,未處理的DNA作陰性對照,并以ddH2O作空白對照。擴(kuò)增產(chǎn)物用2%的瓊脂糖凝膠電泳顯帶。將甲基化引物擴(kuò)增出條帶、非甲基化引物未出現(xiàn)條帶的樣本判定為甲基化;將非甲基化引物擴(kuò)增出條帶、甲基化引物未擴(kuò)增出條帶的樣本判定為未甲基化;將甲基化引物和未甲基化引物都出現(xiàn)條帶的(部分甲基化)亦判定為甲基化。

        表1 RUNX3、RASSF1A、3-OST-2、DAPK、PTPRO基因的引物序列

        注:M為甲基化,U為未甲基化。

        1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS20.0統(tǒng)計(jì)軟件。相關(guān)性分析用Fisher 精確檢驗(yàn)法和χ2檢驗(yàn),P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。敏感度=真陽性例數(shù) /(真陽性例數(shù)+假陰性例數(shù))×100%,特異度=真陰性例數(shù) /(真陰性例數(shù)+假陽性例數(shù))×100%。

        2 結(jié)果

        2.1 NSCLC患者血漿中甲基化RUNX3、RASSF1A、3-OST-2、DAPK、PTPRO基因檢出率 63例NSCLC患者血漿中甲基化RUNX3、RASSF1A、3-OST-2、DAPK、PTPRO基因檢出率分別為46.0%(29/63)、50.8%(32/63)、26.9%(17/63)、34.9%(22/63)、41.3%(26/63);健康人血漿中甲基化PTPRO基因檢出率為12.0%(3/25),而甲基化RUNX3、RASSF1A、3-OST-2、DAPK均未檢出;兩者甲基化RUNX3、RASSF1A、3-OST-2、DAPK、PTPRO基因檢出率相比,P均<0.05。甲基化RUNX3、RASSF1A、3-OST-2、 DAPK、PTPRO基因電泳結(jié)果見圖1。

        2.2 NSCLC患者血漿中甲基化RUNX3、RASSF1A、3-OST-2、DAPK、PTPRO基因聯(lián)合檢測的敏感度和特異度 63例NSCLC患者中,56例至少有1種基因發(fā)生甲基化,5種甲基化基因聯(lián)合檢測的敏感度為88.9%、特異度為88.0%。其中甲基化RUNX3、RASSF1A、3-OST-2、DAPK基因單獨(dú)檢測的敏感度分別為46.0%、50.8%、26.9%、34.9%,特異度均為100%;PTPRO基因單獨(dú)檢測的敏感度為41.3%,特異度為88.0%。多個(gè)基因聯(lián)合檢測的的敏感度、特異度見表2。

        注:A為RUNX3基因,B為RASSF1A基因,C為 3-OST-2基因,D為 DAPK基因,E為 PTPRO基因;M為甲基化條帶,U為未甲基化條帶;1為完全甲基化,2為部分甲基化,3為完全未甲基化,4為陽性對照,5為陰性對照,ddH2O為空白對照。

        圖1 甲基化RUNX3、RASSF1A、3-OST-2、DAPK、PTPRO基因電泳圖

        表2 NSCLC患者血漿中5株甲基化基因聯(lián)合檢測的敏感度和特異度

        2.3 血漿中RUNX3、RASSF1A、3-OST-2、DAPK、PTPRO基因甲基化與NSCLC臨床病理參數(shù)的關(guān)系 血漿中RUNX3基因甲基化與NSCLC的病理類型、分期以及分化程度有關(guān)(P均<0.05),但與患者年齡、性別及吸煙程度無關(guān)(P均>0.05)。RASSF1A基因甲基化與NSCLC的分化程度有關(guān)(P<0.05)。3-OST-2、 DAPK、PTPRO基因甲基化與NSCLC的各臨床病理參數(shù)無關(guān)(P均>0.05)。詳見表3。

        3 討論

        近年來,我國癌癥發(fā)病率不斷上升,其中肺癌居于首位。腫瘤發(fā)生的分子機(jī)制主要是原癌基因激活、抑癌基因失活以及其他基因表達(dá)異常[9]。抑癌基因失活的一個(gè)重要機(jī)制就是該基因啟動(dòng)子區(qū)CpG島發(fā)生甲基化[10]。異常甲基化DNA有望成為診斷某些腫瘤的分子標(biāo)記物[11]。 常見的與肺癌有關(guān)的抑癌基因有20多種,其中就包括RUNX3、RASSF1A、3-OST-2、 DAPK、PTPRO基因[6]。本研究結(jié)果顯示,NSCLC患者血漿中甲基化RUNX3、RASSF1A、3-OST-2、DAPK、PTPRO基因檢出率明顯高于健康人。

        表3 RUNX3、RASSF1A、3-OST-2、DAPK、PTPRO基因

        注:M為甲基化,U為未甲基化。

        RUNX3基因表達(dá)的缺失將導(dǎo)致Smad 蛋白功能受限制[12],進(jìn)而影響TGF-β信號通路,最終導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生發(fā)展[13]。RUNX3基因的甲基化導(dǎo)致其表達(dá)下調(diào),這種情況存在于乳腺癌、膀胱癌、肺癌中。本研究結(jié)果顯示,NSCLC患者血漿中甲基化RUNX3基因檢出率達(dá)46.0%,并與NSCLC病理分型、臨床分期和分化程度有關(guān)系,其中腺癌檢出率(22/38)高于鱗癌(7/25),臨床分期為Ⅲ、Ⅳ期患者的RUNX3基因甲基化率(19/32)明顯高于Ⅰ、Ⅱ期患者(10/31),分化程度低的患者(22/37)也高于高中分化的患者(7/26),與文獻(xiàn)[14]報(bào)道一致。

        RASSF1A基因是ras凋亡家族成員,位于3p21.3[15]。有50%~80%的NSCLC及90%的小細(xì)胞肺癌中存在 3p21.3 純和性缺失,所以該基因是一種肺癌的特異性抑癌基因[16]。本研究結(jié)果顯示,NSCLC患者血漿中甲基化RASSF1A基因檢出率為50.0%,且甲基化RASSF1A基因檢出率在低分化NSCLC患者中高于高中分化患者。

        3-OST-2基因編碼的O-硫基轉(zhuǎn)移酶參與修飾硫酸乙酰肝素糖蛋白的氨基葡聚糖,而硫酸肝素蛋白聚糖可以通過與許多各種不同的生長因子、細(xì)胞因子和細(xì)胞外基質(zhì)的相互作用而在腫瘤細(xì)胞的生長、黏附和遷移過程中發(fā)揮重要作用。Narayan等[17]研究發(fā)現(xiàn),NSCLC患者肺癌組織中甲基化3-OST-2基因檢出率高于癌旁組織,且NSCLC分期越高的肺癌組織中甲基化3-OST-2基因檢出率越高。本研究未得出同樣的結(jié)果,可能與材料以及試驗(yàn)方法不同有關(guān)。

        DAPK基因參與FAS、p53、TNG-α、TGF-β等多種細(xì)胞凋亡因子的傳導(dǎo)途徑,在細(xì)胞凋亡系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用[18]。Belinsky等[19]研究發(fā)現(xiàn),DAPK基因啟動(dòng)子異常甲基化是肺癌發(fā)生的早期事件。本研究發(fā)現(xiàn),甲基化DAPK基因在NSCLC血漿中的檢出率為34.9%,而健康人血漿中未檢出。甲基化DAPK基因檢出率在鱗癌、低分化、臨床分期比較晚的NSCLC相對較高,但與腺癌、中高分化及分期低的NSCLC相比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

        蛋白酪氨酸激酶( PTK)的活性改變能影響細(xì)胞的增殖、黏附、侵襲等,有促進(jìn)正常細(xì)胞向癌變轉(zhuǎn)化的功能[20,21]。蛋白酪氨酸磷酸酶(PTPs) 功能與PTK相反,在抵抗癌變的過程中發(fā)揮重要作用。PTPRO基因作為PTPs家族的一員,具有潛在的抑癌作用。本研究發(fā)現(xiàn),NSCLC患者血漿中甲基化PTPRO基因檢出率為41.3%,其與NSCLC患者的臨床理參數(shù)無關(guān)。

        本研究結(jié)果顯示,聯(lián)合檢測NSCLC患者血漿中甲基化RUNX3、RASSF1A、3-OST-2、DAPK、PTPRO基因,敏感度達(dá)88.9%、特異度為88.0%,明顯高于單個(gè)甲基化基因的檢出率。聯(lián)合檢測血漿中甲基化RUNX3、RASSF1A、3-OST-2、DAPK、PTPRO基因有可能會有助于NSCLC的早期診斷及其生物學(xué)行為的判斷。

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        國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(81272444,81472744)。

        鐘理 (E-mail: lee_z@yahoo.com)

        10.3969/j.issn.1002-266X.2016.43.028

        R734.2

        B

        1002-266X(2016)43-0084-04

        2016-08-11)

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