胰腺癌是治療效果最差的惡性腫瘤之一,針對(duì)胰腺癌的治療,無論是手術(shù)方式的改進(jìn),還是新型藥物的問世,都未能在根本上改善胰腺癌患者的預(yù)后,其5年生存率徘徊在5%左右[1-4]。胰腺癌的發(fā)生、發(fā)展是一個(gè)極其復(fù)雜的過程,是多種因素共同作用的結(jié)果。85%以上的胰腺癌來源于胰腺導(dǎo)管上皮細(xì)胞,因此研究導(dǎo)管腺癌對(duì)胰腺癌的診療意義較大[1-3];胰腺癌的發(fā)病率近年來呈上升趨勢,據(jù)估計(jì),2017年美國新發(fā)53 670例,死亡人數(shù)將達(dá)到43 090例[1]。根治性手術(shù)切除作為唯一可治愈胰腺癌的方法,在胰腺癌患者中的比例很低[2]。胰腺癌的高死亡率和其早期難以發(fā)現(xiàn)、術(shù)后極易復(fù)發(fā)尤其是缺乏有效的治療有關(guān),而突破診治胰腺癌的關(guān)鍵在于深入探究胰腺癌發(fā)生發(fā)展的機(jī)制,針對(duì)相關(guān)靶點(diǎn)進(jìn)行有效的治療。
酪氨酸蛋白激酶-7(protein tyrosine kinase-7,PTK7)也被稱為結(jié)腸癌激酶-4(colon carcinoma kinase-4,CCK4),是一種在人體內(nèi)由PTK7基因編碼的具有催化活性的受體酪氨酸激酶,包括七個(gè)細(xì)胞外免疫球蛋白樣結(jié)構(gòu)域,一個(gè)跨膜區(qū)域,一種黃化膜區(qū)域和一個(gè)催化惰性細(xì)胞質(zhì)的酪氨酸激酶域[5]。PTK7具有多種生物學(xué)功能,包括胚胎形成管的生成[6]和多能干細(xì)胞功能[7],還有其在惡性腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中的具有爭議性的功能和作用。有研究報(bào)道,PTK7在多種實(shí)體腫瘤中有較高的表達(dá)水平,這些腫瘤包括結(jié)直腸腫瘤[8]、肝細(xì)胞癌[9]、肝內(nèi)膽管癌[10]、前列腺癌[11]、胃癌[12]、乳腺癌[13]、非小細(xì)胞肺癌[14]、口腔鱗癌[15]和食管鱗癌[16]等,且PTK7的異常高表達(dá)常提示不良的預(yù)后。然而,PTK7在某些腫瘤中低表達(dá),如透明細(xì)胞腎細(xì)胞癌[17]、黑色素瘤[18]和上皮性卵巢癌[19]。還有類似的研究報(bào)道,發(fā)現(xiàn)PTK7在乳腺癌中細(xì)胞株中表達(dá)水平下降[20],以及在肺癌中PTK7通過抑制ERK和AKT的磷酸化而發(fā)揮抑癌作用[21]。此外,還有研究結(jié)果證實(shí)PTK7陰性表達(dá)的生存預(yù)后比陽性表達(dá)結(jié)果更差,從而提示PTK7可能在卵巢漿液性癌中是一種腫瘤抑制因子[22]。綜上所述,上述所有的研究結(jié)果表明,在不同腫瘤中PTK7蛋白的表達(dá)水平和生物學(xué)功能是完全不同的,其具體作用取決于特定的腫瘤和相關(guān)的機(jī)制。迄今為止,胰腺導(dǎo)管腺癌中PTK7的表達(dá)情況還不明確。
本研究通過回顧性分析天津醫(yī)科大學(xué)腫瘤醫(yī)院2011年5月至2016年1月接受胰腺癌根治手術(shù)治療的85例胰腺導(dǎo)管腺癌患者的臨床病理特征與隨訪資料,應(yīng)用免疫組織化學(xué)的方法檢測胰腺導(dǎo)管腺癌組織中蛋白酪氨酸激酶-7蛋白的表達(dá),分析和探究PTK7蛋白在胰腺導(dǎo)管腺癌組織中的表達(dá)及其臨床意義和價(jià)值,從而為胰腺癌患者的靶向治療提供一定的理論依據(jù)。
收集2011年5月至2016年1月期間天津醫(yī)科大學(xué)腫瘤醫(yī)院85例胰腺導(dǎo)管腺癌患者行根治性手術(shù)切除的組織標(biāo)本,分析其臨床病理資料?;颊呔懈涡允中g(shù)切除治療,全部病例均病理證實(shí)為胰腺導(dǎo)管腺癌,術(shù)前未經(jīng)化療或放療,均具有完整的病例資料。收集患者的一般臨床資料,包括性別、年齡、腫瘤位置、腫瘤大小、手術(shù)方式和CA19-9水平等。85例患者年齡39~58歲,中位年齡(50.6±4.93)歲;其中男性44例,女性41例;腫瘤大?。骸? cm者25例,>2 cm者60例;組織學(xué)分化程度:中高分化腺癌32例,中低分化腺癌53例;腫瘤分期:Ⅰ期6例,Ⅱ期50例,Ⅲ期29例,本組入選無Ⅳ期病例;淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移:陰性者37例,陽性者48例;脈管內(nèi)瘤栓者46例。
比較分析不同組患者的臨床病理學(xué)特征,包括:分化程度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、血管受侵、脈管內(nèi)瘤栓、神經(jīng)受侵、腫瘤分期。隨訪:以電話和查閱病歷的方式隨訪。隨訪起始時(shí)間為手術(shù)時(shí)間,隨訪截止時(shí)間為2017年12月或患者死亡時(shí)間。統(tǒng)計(jì)學(xué)比較兩組患者一般臨床資料和臨床病理學(xué)資料及分析預(yù)后影響因素。
胰腺癌細(xì)胞系PANC-1(人類胰腺腺癌)和BXPC-3(胰腺的原發(fā)性腺癌)購自美國ATCC。兩種細(xì)胞前者用DMEM培養(yǎng),后者用Roswell Park Memorial Institute 1640培養(yǎng)基培養(yǎng)。所有細(xì)胞培養(yǎng)介質(zhì)中含10%胎牛血清,100 μL/mL青霉素和鏈霉素,在37°C含5%二氧化碳的細(xì)胞孵育箱中培養(yǎng)細(xì)胞。PTK7購自北京博奧森生物技術(shù)有限公司(Catalog No:bs-18542R),為兔抗人多克隆抗體,實(shí)驗(yàn)的稀釋濃度為1:600。免疫組織化學(xué)二步法檢測試劑盒購自北京中衫金橋生物技術(shù)有限公司(PV6002,通用型二抗)。行Western blot的抗體anti-β-actin(1:1 000稀釋,ab8226,Abcam plc,Cambridge,UK),抗體 anti-Ki67(1:1 000稀釋,ab16667,Abcam plc,Cambridge,UK),抗體 anti-proliferating cell nuclear antigen(PCNA)(1:500稀釋,ab29,Abcam plc,Cambridge,UK)。shRNA 1 for PTK7(NM_152881)購自 ViGene Biosciences公司,序列如下:AACATCAAATGGATTGAGGCAGG。Lipofectamine?2000 Transfection Reagent購自Thermo Fisher Scientific,貨號(hào):11668027。
1.3.1 免疫組織化學(xué)檢測 胰腺導(dǎo)管腺癌組織進(jìn)行福爾馬林固定,石蠟包埋,標(biāo)本進(jìn)行5 μm切片,行PTK7免疫組織化學(xué)染色。免疫組織化學(xué)采用SP二步法,DAB顯色。染色切片于顯微鏡高倍鏡下(400倍)隨機(jī)計(jì)數(shù)10個(gè)視野,計(jì)數(shù)100個(gè)腫瘤細(xì)胞,根據(jù)腫瘤細(xì)胞陽性染色百分率和染色強(qiáng)度綜合評(píng)價(jià)免疫組織化學(xué)結(jié)果。
1.3.2 RNAi轉(zhuǎn)染 提前將細(xì)胞培養(yǎng)液換成不含血清培養(yǎng)基;將stealth RNAi和Lipofectamine 2000分別混勻后室溫靜置孵育,后混合兩者,加入到細(xì)胞培養(yǎng)液中。
1.3.3 Western blot 裂解細(xì)胞后測定蛋白濃度,制膠,上樣,電泳,電轉(zhuǎn)膜,封閉,將適宜濃度的一抗加到PVDF膜上,4℃過夜后,用TBST洗凈,將二抗用1%BSA稀釋到適合濃度(1:5 000)加到膜上,室溫下孵育1 h,后TBST搖床上洗滌3次,增強(qiáng)化學(xué)發(fā)光法顯色。
1.3.4 MTT細(xì)胞存活實(shí)驗(yàn) 收集不同組別的對(duì)數(shù)期細(xì)胞,調(diào)整細(xì)胞懸液濃度為50 000個(gè)/mL,每孔加入100 μL細(xì)胞懸液(每孔5 000個(gè)細(xì)胞),保證細(xì)胞密度均勻,細(xì)胞放入培養(yǎng)箱培養(yǎng)一定時(shí)間后每孔加入20 μL-MTT(5 mg/mL),培養(yǎng)3~4 h。終止培養(yǎng),小心吸去孔內(nèi)培養(yǎng)液。每孔加入150 μL DMSO 37℃溫箱孵育10 min,之后用酶標(biāo)儀檢測OD570 nm的各孔的吸光度值。
1.3.5 克隆形成實(shí)驗(yàn) 兩種細(xì)胞分別取相等數(shù)目加含有血清的培養(yǎng)液,每孔中大約放入300個(gè)細(xì)胞,使其均勻分布;培養(yǎng)大約兩周后取出6孔細(xì)胞培養(yǎng)板放在倒置顯微鏡下觀察有>50個(gè)細(xì)胞的克隆形成;加結(jié)晶紫染色30 min左右后緩慢洗凈照相。
1.3.6 免疫組織化學(xué)染色結(jié)果的判定 PTK7蛋白表達(dá)主要表達(dá)于胰腺導(dǎo)管腺癌腫瘤細(xì)胞的胞漿,也有輕微的不同程度的胞核著色,呈棕黃色顆粒狀。結(jié)果判定如下,陽性腫瘤細(xì)胞數(shù)<10%記0分;腫瘤細(xì)胞陽性百分率為10%~25%記1分;腫瘤細(xì)胞陽性百分率為25%~50%記2分;腫瘤細(xì)胞陽性百分率>50%記3分;同時(shí)對(duì)陽性著色的腫瘤細(xì)胞的漿、核染色強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)價(jià):陰性記0分,弱陽性記1分,中度陽性記2分;將陽性細(xì)胞百分率分值和染色強(qiáng)度分值之積的分值作為最后計(jì)分,計(jì)分范圍為0~6分。實(shí)際結(jié)果判斷為高表達(dá)(4~6分)或低表達(dá)(0~3分)。每個(gè)病例觀察10個(gè)高倍視野,在不知病理分級(jí)與臨床資料的情況下由兩位經(jīng)驗(yàn)豐富的病理科醫(yī)師讀片,雙盲法判斷結(jié)果。
采用SPSS 22.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。兩組計(jì)量資料的比較采用t檢驗(yàn),計(jì)數(shù)資料的比較采用χ2檢驗(yàn)。生存率的計(jì)算采用Kaplan-Meier法,生存曲線的比較采用Log-rank檢驗(yàn)。以P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
85例原發(fā)性胰腺導(dǎo)管腺癌組織中PTK7蛋白有60例(78.9%)高表達(dá),85例癌旁組織(距離腫瘤組織3~5 mm處的胰腺正常組織)中45例(52.9%)呈高表達(dá),免疫組織化學(xué)的染色結(jié)果見圖1和圖2。胰腺導(dǎo)管腺癌與癌旁組織陽性率比較(χ2=5.604,P=0.018<0.05),其表達(dá)差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
圖1 PTK7在胰腺導(dǎo)管腺癌組織中的表達(dá)
圖2 PTK7在胰腺導(dǎo)管腺癌癌旁組織中的表達(dá)
PTK7的異常表達(dá)與胰腺導(dǎo)管腺癌分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和脈管內(nèi)瘤栓相關(guān)(P<0.05,表1),與患者的性別、年齡、分化程度、腫瘤大小無關(guān)?;颊哳A(yù)后生存分析結(jié)果,PTK7均與患者預(yù)后明顯相關(guān)(P<0.05,圖3):PTK7高表達(dá)的胰腺導(dǎo)管腺癌患者術(shù)后中位生存期明顯短于PTK7低表達(dá)的胰腺導(dǎo)管腺癌患者(11.50±0.870)個(gè)月vs.(20.90±2.168)個(gè)月。
通過shRNA干擾PTK7后建立細(xì)胞穩(wěn)系,行Western blot驗(yàn)證PTK7的蛋白表達(dá)水平降低了(圖4A,P<0.05),且MTT和克隆形成結(jié)果顯示,shRNA實(shí)驗(yàn)組較對(duì)照組細(xì)胞存活數(shù)顯著減少,克隆形成數(shù)顯著減少(圖4B,P<0.05),增殖相關(guān)蛋白Ki-67和PCNA的表達(dá)水平顯著降低(圖4C和4D,P<0.05)。
圖3 PTK7與胰腺導(dǎo)管腺癌患者術(shù)后預(yù)后相關(guān)性分析
表1 胰腺導(dǎo)管腺癌PTK7表達(dá)與臨床病理特征的關(guān)系
圖4 shRNA干擾PTK7后抑制胰腺癌細(xì)胞增殖
有關(guān)PTK7在不同腫瘤中的表達(dá),多項(xiàng)研究報(bào)道不同的觀點(diǎn)與結(jié)論,這提示同一基因可能在不同類型的腫瘤中具有完全不同的作用。最新的一項(xiàng)薈萃分析通過匯總數(shù)據(jù)的元分析,提供PTK7與惡性腫瘤風(fēng)險(xiǎn)、臨床參數(shù)和DFS等的相關(guān)證據(jù),結(jié)果顯示高表達(dá)的PTK7可能促進(jìn)惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展[5]:PTK7在惡性腫瘤組織中呈現(xiàn)高水平的異常表達(dá),且這種高水平表達(dá)提示腫瘤組織學(xué)級(jí)別水平高,且提示較短的無病生存率和更差的總生存率。與大多既往研究的結(jié)果基本一致,本項(xiàng)研究表明PTK7在胰腺導(dǎo)管腺癌中呈現(xiàn)異常高表達(dá),且這種異常高表達(dá)和胰腺癌分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和脈管內(nèi)瘤栓相關(guān),提示了預(yù)后不良。有研究指出,在多種腫瘤組織中PTK7表達(dá)情況的相關(guān)性研究,選用的對(duì)照組的組織(正常組織、癌旁組織、炎性組織或者良性腫瘤組織等)不盡相同,因此可能存在結(jié)論的不一致性[5]。例如,有研究報(bào)道應(yīng)用正常結(jié)直腸黏膜和腺瘤為對(duì)照[8]。Zhang等[10]用了良性前列腺增生作為對(duì)照組。Jin等[11]使用正常的膽道組織作為對(duì)照。為了評(píng)價(jià)PTK7在腫瘤發(fā)生過程中的作用,有研究指出,對(duì)照組不能選擇從腺瘤或炎性增生中獲得的組織,而應(yīng)該選擇正常組織,這樣才能進(jìn)一步分析腫瘤發(fā)生過程中PTK7水平的變化。本研究應(yīng)用癌旁正常組織作為對(duì)照,雖然沒有完全應(yīng)用正常胰腺組織,但也能反映腫瘤發(fā)生前后PTK7水平的變化情況,并且在一定程度上消除或者減少了個(gè)體和組織微環(huán)境的差異,因此結(jié)果是可信和有價(jià)值的。此外,Asad等[19]發(fā)現(xiàn)PTK7在92.86%(13/14)正常輸卵管上皮和45.10%(92/204)上皮性卵巢腫瘤組織中表達(dá)陽性,該研究不同于既往研究的結(jié)果,是唯一報(bào)道PTK7在正常組織中比在腫瘤組織呈現(xiàn)更高比例的陽性表達(dá);雖然其中的原因尚不清楚,但這一發(fā)現(xiàn)提示PTK7在維持組織功能方面可能也起著重要作用。并且,既往的薈萃分析研究結(jié)果表明PTK7高表達(dá)提示更高的癌癥風(fēng)險(xiǎn)、更高的組織學(xué)分級(jí)、更低的總生存率和無病生存率[5],和本研究的結(jié)果一致。進(jìn)一步查閱文獻(xiàn),發(fā)現(xiàn)與PTK7表達(dá)水平低的腫瘤細(xì)胞相比較,其表達(dá)水平高的腫瘤細(xì)胞表現(xiàn)出更強(qiáng)的增殖、DNA合成、入侵和遷移能力[5,16]。然而,Golubkov等[23-25]報(bào)道 PTK7則能抑制癌細(xì)胞的侵襲和遷移。目前,PTK7在不同腫瘤中的這些不同功能和機(jī)制仍不明確。本研究結(jié)果顯示,在胰腺癌細(xì)胞系中,PTK7能通過調(diào)節(jié)增殖相關(guān)因子Ki-67和PCNA的水平進(jìn)而促進(jìn)胰腺癌細(xì)胞的增殖,并且其異常高表達(dá)提示不良的預(yù)后。這可能提示,在胰腺癌組織中PTK7通過促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖的機(jī)制參與胰腺癌的發(fā)生發(fā)展,產(chǎn)生了一系列的生物學(xué)效應(yīng),進(jìn)而影響了胰腺癌分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和脈管內(nèi)瘤栓,從而導(dǎo)致患者預(yù)后不良。
另外,在PTK7和惡性腫瘤機(jī)制的關(guān)系,也有一些有價(jià)值的線索:Golubkov等[25]發(fā)現(xiàn)全長膜PTK7通過下調(diào)肌凝蛋白的鏈磷酸化來降低纖維肉瘤HT1080細(xì)胞的遷移效率;然而,PTK7針對(duì)基質(zhì)金屬蛋白酶的蛋白水解片段則能促進(jìn)HT1080細(xì)胞的侵襲。PTK7在癌細(xì)胞通過蛋白酶的裂解,形成各種消化片段;與完整的PTK7相比,這些蛋白水解產(chǎn)物發(fā)揮不同的功能[5]。最近,有幾項(xiàng)研究試圖解釋清楚PTK7在不同類型惡性腫瘤中的明確作用和機(jī)制:Shin等[16]發(fā)現(xiàn)PTK7通過激活A(yù)P-1和NF-κB增加細(xì)胞的侵襲能力;有研究發(fā)現(xiàn)在神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞系中,PTK7通過調(diào)節(jié)TGF-b/Smad signaling信號(hào)通路來抑制細(xì)胞增殖和致瘤潛能,并誘導(dǎo)CD44細(xì)胞凋亡[26]。但是,這些研究都是將全長的PTK7作為一個(gè)整體進(jìn)行分析,而忽視了PTK7的不同片段蛋白水解產(chǎn)物的不同作用。
綜上所述,本研究結(jié)果表明,PTK7過度表達(dá)與胰腺導(dǎo)管腺癌的惡性臨床病理特征相關(guān),提示更差的總體生存率和更短的無病生存時(shí)間,表明PTK7可以作為預(yù)測胰腺導(dǎo)管腺癌不良預(yù)后的一種生物標(biāo)志物。并且,體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)PTK7能通過調(diào)節(jié)增殖的相關(guān)因子來促進(jìn)胰腺癌細(xì)胞增殖。然而,需要在體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)中進(jìn)一步研究其相關(guān)的機(jī)制。相信隨著對(duì)其作用機(jī)制的深入研究,PTK可能會(huì)成為胰腺導(dǎo)管腺癌治療的一個(gè)新靶點(diǎn)。