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        PCDH 8基因甲基化在食管癌診斷中的價值及其與患者臨床特征的關系△

        2018-10-24 09:56:26張晉張丹杰李少民靳耀峰王原
        癌癥進展 2018年9期
        關鍵詞:癌基因甲基化試劑盒

        張晉,張丹杰#,李少民,靳耀峰,王原

        西安交通大學第二附屬醫(yī)院1胸外科,2病理科,西安710048

        3陜西省人民醫(yī)院病理科,西安710068

        食管癌(esophageal carcinoma,EC)屬于十分常見的消化系統(tǒng)惡性腫瘤之一,多發(fā)生于食管上皮,發(fā)病隱匿,患者早期無典型的臨床癥狀,因此,80%以上的EC患者確診時已經(jīng)進展至晚期階段,從而嚴重影響了患者的預后[1]。目前,關于食管鱗癌的發(fā)病機制尚不明確,且患者的早期癥狀不典型,從而為臨床診斷和治療帶來較大的困難[2]。與其他惡性腫瘤發(fā)生、發(fā)展的病理過程一樣,EC的進展也是一個涉及多因素、多基因突變的復雜過程。有研究顯示,EC組織分子水平的改變早于臨床表現(xiàn)的出現(xiàn),因此,早期診斷和干預對逆轉(zhuǎn)食管鱗狀上皮低級別上皮內(nèi)瘤變、降低EC的發(fā)病率十分重要[3]。其中,抑癌基因甲基化屬于表觀遺傳學的范疇,與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關,是近幾年的研究熱點[4]。PCDH8基因?qū)儆诜蔷奂栽}黏蛋白(protocadherin,PCDH)基因家族的成員之一,在很多腫瘤組織中的表達水平較低,且啟動子發(fā)生甲基化,被認為是一種候補抑癌基因[5]。目前,關于PCDH8基因在EC組織中的表達情況尚無確切的研究,因此,本研究通過分析EC患者PCDH8基因啟動子甲基化的異常表達情況,為EC的早期診斷和治療提供新的靶點,現(xiàn)報道如下。

        1 資料與方法

        1.1 一般資料

        選取2013年11月至2017年10月西安交通大學第二附屬醫(yī)院和陜西省人民醫(yī)院病理科保存的74例EC患者的EC組織標本及其相應的癌旁(距腫瘤組織邊緣≥5 cm)正常組織標本。全部患者均有完整的臨床資料,均經(jīng)內(nèi)鏡和病理組織學檢查確診,且術前均未行化療及放療;排除合并慢性腎病、腎功能不全等疾病的患者。74例EC患者中,男41例,女33例;年齡為33~77歲,平均年齡為(54.42±7.36)歲;TNM分期:Ⅰ期19例,Ⅱ期28例,Ⅲ~Ⅳ期27例;世界衛(wèi)生組織(World Health Organization,WHO)組織學分級:Ⅰ級16例,Ⅱ級25例,Ⅲ級33例。

        1.2 儀器與試劑

        Allegra TM64R型臺式高速冷凍離心機購自德國Beckman公司,OLYMPUS CX41倒置光學顯微鏡購自日本奧林巴斯公司,DJ-3005電子分析天平購自日本SHINKO公司,DK-SD恒溫水浴搖床購自上海醫(yī)用恒溫設備廠,Mastercycler ep realplex全自動熒光定量PCR儀購自德國Eppendorf公司,HWA-50D恒溫水浴鍋購自韓國Autonics公司,UV-8000紫外分光光度計購自上海精密儀器儀表公司。Trizol試劑購自美國Invitrogen公司,免疫組化試劑盒、濃縮型DAB試劑盒均購自武漢博士德生物工程有限公司,DNA提取試劑盒、cDNA合成試劑盒、熒光定量PCR試劑盒均購自日本Takara公司,PCR引物由上海生工生物工程有限公司合成并提供,抗PCDH8單克隆抗體購自日本Santa Cruz Biotechnology公司。

        1.3 實驗方法

        1.3.1 免疫組織化學染色法按照試劑盒說明書的實驗步驟進行操作。①按照病理編號調(diào)出西安交通大學第二附屬醫(yī)院和陜西省人民醫(yī)院病理科存檔的石蠟包埋組織切片,脫蠟水化后,切片,置于載玻片上,烘干48 h后待用;②抗原熱修復;③滅活內(nèi)源性過氧化物酶;④封閉;⑤加入一抗孵育;⑥加入二抗孵育;⑦滴加二氨基聯(lián)苯胺(diaminobenzidine,DAB)試劑顯色;⑧蘇木精復染;⑨將染色后的病理切片置于400倍視鏡下觀察,PCDH8位于細胞膜上,隨機選擇10個視野,觀察細胞的陽性表達情況。

        1.3.2 組織DNA提取將組織切片脫蠟水化后,置于EP管中;加入150 μl的丙酮酸脫氫酶激酶(pyruvate dehydrogenase kinase,PDK)緩沖液和10 μl的蛋白酶K振蕩混勻,置于56℃恒溫水浴鍋中15 min,80℃恒溫水浴鍋中15 min;采用鹽析法提取DNA。

        1.3.3 DNA重亞硫酸氫鹽修飾及純化按照試劑盒說明書的實驗步驟進行操作。取2 μl DNA加入去離子水稀釋至18 μl,加入2 μl 3 mol/L的氫氧化鈉溶液,混勻,37℃孵育15 min;加入4.8 mol/L的重亞硫酸鈉 278 μl和100 mmol/L 的對苯二酚2 μl,56℃孵育4 h,將標本除鹽后加入3 mol/L的氫氧化鈉溶液22 μl,37℃孵育 15 min。最后,將所得DNA經(jīng)醋酸鈉和乙醇沉淀后,加入20 μl的TE溶液溶解。

        1.3.4 甲基化特異性PCR 采用甲基化特異性聚合酶鏈反應(methylation-specific polymerase chain reaction,MSP)檢測PCDH8基因啟動子的甲基化狀態(tài)。將 21 μl的反應體系(Taq Mix10 μl+cDNA模板 2 μl+上下游引物各 1 μl+RNase-fress水 7 μl)按程序擴增:95℃3 min預變性;95℃30 s變性,60℃30 s退火,72℃5 min延伸,循環(huán)40次。引物序列如下,β-actin,334 bp,上游引物:5'-TGGCGATGGCAGTGTCTTAG-3';下游引物:5'-GTGCAGGGTCCGAGGT-3';甲基化PCDH8,156 bp,上游引物:5'-CTTATAAAGGTAAAGGCGGC-3';下游引物:5'-AAA TCAGGCTCATTACGAAC-3';非甲基化PCDH8,156 bp,上游引物:5'-GGTTAGAAAGGTAAAGGTGG-3';下游引物:5'-AAAATCACACTCTTTACAAA-3'。

        1.4 結(jié)果判定標準

        1.4.1 免疫組化結(jié)果判定PCDH8蛋白陽性表達于細胞膜,染色呈棕黃色。①根據(jù)陽性細胞所占比例評分:陽性細所占比例為0,計0分;陽性細所占比例≤25%,計1分;陽性細所占比例為26%~50%,計2分;陽性細所占比例為51%~75%,計3分;陽性細所占比例>75%,計4分。②根據(jù)細胞染色強度評分:無色為0分,淡黃色為1分,棕黃色為2分,棕褐色為3分。根據(jù)染色指數(shù)(labeling index,LI)判定結(jié)果。LI=陽性細胞所占比例評分×細胞染色強度評分。將總分數(shù)分為1~4級:0~1分為 1級,2~4分為2級,5~8分為 3級,9~12分為 4級。1級和2級為PCDH8蛋白低表達,2級和3級為PCDH8蛋白高表達。

        1.4.2 MSP結(jié)果判斷甲基化陽性:甲基化引物擴增陽性,非甲基化引物擴增陽性/陰性;非甲基化陽性:甲基化引物擴增陰性,非甲基化引物擴增陽性。

        1.5 統(tǒng)計學方法

        采用SPSS 19.0軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。計量資料以均數(shù)±標準差(±s)表示,組間比較采用t檢驗;計數(shù)資料以率(%)表示,組間比較采用χ2檢驗和Fisher確切概率法。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

        2 結(jié)果

        2.1 EC組織和癌旁組織中PCDH 8蛋白的表達情況

        癌旁組織中可見大量細胞的細胞膜被染成黃色,而EC組織中基本未見陽性染色(圖1)。EC組織中的PCDH8蛋白的高表達率為28.4%(21/74),明顯低于癌旁正常組織的64.9%(48/74),差異有統(tǒng)計學意義(χ2=19.793,P<0.01)。

        圖1 癌旁組織和EC組織中PCDH 8蛋白的表達情況(免疫組織化學染色,×400)

        2.2 EC組織和癌旁組織中PCDH 8基因啟動子的甲基化狀態(tài)

        MSP檢測結(jié)果顯示,EC組織中PCDH8基因啟動子甲基化率為87.8%(65/74),明顯高于癌旁正常組織的 16.2%(12/74),差異有統(tǒng)計學意義(χ2=76.044,P<0.01)。

        2.3 PCDH 8蛋白表達情況與EC患者臨床特征的關系

        PCDH8蛋白的高表達與EC患者的年齡、性別、腫瘤直徑、TNM分期、WHO組織學分級和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況均無關(P>0.05)。(表1)

        2.4 PCDH 8基因啟動子甲基化率與EC患者臨床特征的關系

        PCDH8基因啟動子的甲基化率與EC患者的年齡、性別、腫瘤直徑、WHO組織學分級、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移均無關(P>0.05),但是PCDH8基因啟動子的甲基化率與EC患者的TNM分期有關(P<0.05)。(表2)

        表1 不同臨床特征EC患者EC組織中PCDH 8蛋白的表達情況( n=74)

        表2 不同臨床特征EC患者EC組織中PCDH 8基因的甲基化情況( n=74)

        3 討論

        食管癌是臨床上較為常見的、病死率較高的消化系統(tǒng)惡性腫瘤之一,發(fā)病人群的年齡范圍較大,以鱗狀細胞癌為主,近年來,在中國,其發(fā)病率呈逐年上升趨勢[6]。由于EC發(fā)病早期缺乏典型的臨床表現(xiàn),而且有研究顯示其分子水平的改變,包括癌基因的激活、抑癌基因的失活、信號轉(zhuǎn)導通路的調(diào)控等早于臨床表現(xiàn),因此,早期診斷和干預對于逆轉(zhuǎn)食管鱗狀上皮低級別上皮內(nèi)瘤變、降低EC的發(fā)病率、改善EC患者的預后具有十分重要的臨床價值[7-8]。近幾年,表觀遺傳學與腫瘤發(fā)生機制之間的關系研究一直是熱點,它與遺傳學改變不同的是,核苷酸序列未發(fā)生變化,而是通過DNA甲基化、染色體重構(gòu)和組蛋白去乙?;日{(diào)控基因的表達,參與機體的病理、生理過程[9-10]。其中,DNA甲基化在腫瘤的調(diào)控過程中發(fā)揮著重要的作用,通過抑制抑癌基因的表達,促使腫瘤細胞增殖、侵襲等。因此,抑癌基因的甲基化為腫瘤的治療提供了新的潛在靶點[11-12]。

        PCDH家族是目前神經(jīng)系統(tǒng)領域研究較為深入的細胞黏附分子家族,但是其與腫瘤的相關性研究尚少[13]。PCDH8屬于非聚集性PCDHδ2基因家族的成員之一,它除了具有神經(jīng)系統(tǒng)的特異性細胞黏附功能外,與胃癌、鼻咽癌、膀胱癌等腫瘤的發(fā)生也密切相關[14-15]。但是,目前關于PCDH8基因與EC關系的研究較少,而本研究主要探討了PCDH8蛋白表達和基因啟動子區(qū)域甲基化水平與EC患者臨床特征的關系,為EC發(fā)病機制以及治療方法的研究提供了新的方向。本研究結(jié)果顯示,EC組織中PCDH8蛋白的高表達率明顯低于癌旁正常組織(P<0.01),但是未發(fā)現(xiàn)與患者年齡、性別、腫瘤直徑、TNM分期、WHO組織學分級以及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關。通過分子學水平研究發(fā)現(xiàn),EC組織中PCDH8基因啟動子甲基化率明顯高于癌旁正常組織,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01),且與EC患者的TNM分期有關(P<0.05)。

        提示PCDH8基因啟動子區(qū)域甲基化可能發(fā)生在EC的整個疾病進展階段,是EC發(fā)生、發(fā)展的一個重要危險因素和預測指標。本研究由于納入的樣本量偏少或者病理組織保存時間過長,未發(fā)現(xiàn)PCDH8蛋白與EC患者臨床特征的關系以及PCDH8基因甲基化與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的關系,需要進一步探討。

        綜上所述,PCDH8蛋白和基因在EC組織中的表達情況,可能與基因啟動子區(qū)域甲基化有關,可作為EC診斷和治療的新靶點。

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