王曉明,梁國(guó)棟,王巖,楊玉波,劉峰
吉林省腫瘤醫(yī)院結(jié)直腸胃腹部外科,長(zhǎng)春130012
大腸癌是常見(jiàn)的消化系統(tǒng)惡性腫瘤,位居全球腫瘤發(fā)病率和病死率的第2位,全球每年新發(fā)大腸癌病例約140萬(wàn)例[1],中國(guó)大腸癌的發(fā)病率和病死率增長(zhǎng)迅速,且發(fā)病年齡明顯提前[2-3]。結(jié)腸癌的發(fā)生、發(fā)展是一個(gè)多靶點(diǎn)參與的復(fù)雜過(guò)程。p62蛋白為原癌基因c2myc的表達(dá)產(chǎn)物,其作為一種腫瘤基因編碼的蛋白,調(diào)控著細(xì)胞周期、增殖、凋亡及自噬過(guò)程[4-6],在多種腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮重要作用[7-9]。然而,關(guān)于p62蛋白在大腸癌中作用及具體作用機(jī)制的生物學(xué)研究鮮有報(bào)道。本研究探討了60例大腸癌患者大腸癌組織和細(xì)胞中p62蛋白的表達(dá)情況及其在大腸癌細(xì)胞中的生物學(xué)特性,分析了p62蛋白在大腸癌發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)移過(guò)程中的作用,旨在為大腸癌患者的臨床個(gè)體化治療提供理論依據(jù),現(xiàn)報(bào)道如下。
選取2015年1月至2016年1月吉林省腫瘤醫(yī)院收治的大腸癌患者的臨床資料。納入標(biāo)準(zhǔn):經(jīng)病理學(xué)檢查確診為大腸癌;術(shù)前未接受過(guò)放療、化療等抗腫瘤治療;臨床資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn):合并其他部位惡性腫瘤;因其他原因在隨訪3個(gè)月內(nèi)死亡。根據(jù)納入、排除標(biāo)準(zhǔn),本研究共納入60例大腸癌患者,其中,男29例,女31例;年齡為42~60歲,中位年齡為52歲;臨床分期:I期11例,Ⅱ期14例,Ⅲ期20例,Ⅳ期15例。收集60例大腸癌患者的大腸癌組織及癌旁組織石蠟標(biāo)本。
人大腸癌HT29和SW480細(xì)胞均購(gòu)自美國(guó)模式菌種收集中心(American Type Culture Collection,ATCC);胎牛血清、胰蛋白酶均購(gòu)自美國(guó)Hy-Clone公司;鼠抗人p62單克隆抗體和辣根過(guò)氧化物酶(horseradish peroxidase,HRP)標(biāo)記的山羊抗鼠抗體均購(gòu)自美國(guó)Santa Cruze公司;即用型免疫組化試劑盒、枸櫞酸鹽緩沖液、通用型二抗、二氨基聯(lián)苯胺(diaminobenzidine,DAB)顯色液及一抗稀釋液均購(gòu)自北京中杉金橋生物技術(shù)有限公司;噻唑藍(lán)(methylthiazolyldiphenyl-tetrazolium bromide,MTT)試劑和LipofectamineTM2000轉(zhuǎn)染試劑均購(gòu)自美國(guó)Sigma公司;干擾小RNA(small interfering RNA,siRNA)由上海生工生物工程股份有限公司合成;電化學(xué)發(fā)光(electrochemiluminescence,ECL)試劑購(gòu)自美國(guó)Millipore公司;膜聯(lián)蛋白V-異硫氰酸熒光素(Annexin V-fluorescein isothiocyanate,Annexin V-FITC)和碘化丙啶(propidium iodide,PI)凋亡試劑盒購(gòu)自美國(guó)BD公司。
將人大腸癌HT29和SW480細(xì)胞接種于含20%胎牛血清、100 U/ml青霉素和100 U/ml鏈霉素的IMDM培養(yǎng)液中,置于37℃、5%CO2的培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng),每2~3天傳代一次。將處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的HT29細(xì)胞按照每孔5×104個(gè)細(xì)胞接種于6孔板中,待細(xì)胞生長(zhǎng)至70%左右時(shí),選擇p62蛋白表達(dá)水平高的HT29細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)染,細(xì)胞轉(zhuǎn)染步驟嚴(yán)格參照LipofectamineTM2000轉(zhuǎn)染試劑盒操作說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。將轉(zhuǎn)染72 h的HT29細(xì)胞分為3組:siRNA/p62組,轉(zhuǎn)染p62特異性siRNA;陰性對(duì)照組,不做任何處理;siRNA/SCR組,轉(zhuǎn)染陰性對(duì)照序列,即UU序列——5'-AUGUUUGCCAUGAGUAUUA-3'。轉(zhuǎn)染48 h后收集細(xì)胞進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。
將石蠟切片置于65℃烤箱內(nèi)烘烤6~8 h,待脫蠟返水后,采用枸櫞酸鹽緩沖液(pH=7.4)高壓抗原修復(fù)2 min,待溫度降至室溫后,采用3%過(guò)氧化氫室溫封閉30 min,去除內(nèi)源性過(guò)氧化物酶,4℃孵育一抗過(guò)夜,室溫復(fù)溫后加入通用型二抗,37℃孵育30 min,采用DAB進(jìn)行顯色,蘇木素復(fù)染,脫水、透明、封片后于顯微鏡下觀察并拍照。采用磷酸鹽緩沖液(phosphate buffered saline,PBS)作為陰性對(duì)照代替一抗。p62蛋白主要定位于細(xì)胞核,以細(xì)胞核出現(xiàn)明顯的黃色或棕黃色顆粒判定為細(xì)胞陽(yáng)性。根據(jù)陽(yáng)性細(xì)胞所占比例和染色強(qiáng)度判定免疫組織化學(xué)染色結(jié)果[10]。
采用RIPA裂解液分別提取HT29和SW480細(xì)胞總蛋白,篩選出p62蛋白表達(dá)水平高的細(xì)胞系,提取3組HT29細(xì)胞的總蛋白,十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳(sodium dodecyl sulphate-polyacryl amide gel electrophoresis,SDS-PAGE)后將蛋白轉(zhuǎn)移至聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride,PVDF)膜上;在5%脫脂奶粉中封閉1 h;加入鼠抗人p62單克隆抗體(稀釋濃度為1∶1000),4℃孵育過(guò)夜,采用三乙醇胺緩沖鹽水溶液(tris buffered saline tween,TBST)清洗3次,每次10 min;加入HRP標(biāo)記的羊抗鼠二抗(稀釋濃度為1∶500),室溫輕度振蕩1 h,應(yīng)用ECL法于暗室顯色,曝光膠片并掃描。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。蛋白的相對(duì)表達(dá)量=目的蛋白灰度值/內(nèi)參蛋白灰度值。
分別取處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的3組細(xì)胞,加入培養(yǎng)板中培養(yǎng)5 h,每組設(shè)3個(gè)復(fù)孔,24、48、72 h后每孔加入MTT,檢測(cè)490 nm波長(zhǎng)處的光密度(optical density,OD)值,計(jì)算細(xì)胞增殖率。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。
取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的3組細(xì)胞,采用無(wú)血清培養(yǎng)基培養(yǎng)12 h,在6孔板中分別輕劃2條垂直線,應(yīng)用PBS清洗未貼壁的細(xì)胞。熒光顯微鏡下分別記錄不同時(shí)間點(diǎn)(12、24 h)的細(xì)胞遷移距離,每個(gè)實(shí)驗(yàn)組設(shè)3個(gè)復(fù)孔,取其平均值。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。
采用電話隨訪的方式對(duì)所有大腸癌患者進(jìn)行隨訪,每月進(jìn)行1次電話隨訪,隨訪時(shí)間為0~12個(gè)月,隨訪內(nèi)容為患者的生存情況。
采用SPSS 13.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,計(jì)數(shù)資料以例數(shù)和率(%)表示,組間比較采用χ2檢驗(yàn)。采用Kaplan-Meier法繪制生存曲線,組間比較采用Log-rank檢驗(yàn)。計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,兩組間比較采用t檢驗(yàn),多組間比較采用單因素方差分析,多組間兩兩比較采用LSD-t檢驗(yàn),多個(gè)時(shí)間點(diǎn)重復(fù)測(cè)量數(shù)據(jù)采用重復(fù)測(cè)量方差分析。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
免疫組織化學(xué)染色結(jié)果顯示,大腸癌組織細(xì)胞核中的棕黃色顆粒較多。大腸癌組織中p62蛋白的陽(yáng)性表達(dá)率為66.7%(40/60),明顯高于癌旁組織的36.7%(22/60),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=10.812,P<0.01)。
不同遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移情況的大腸癌患者大腸癌組織中p62蛋白陽(yáng)性表達(dá)率比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01);不同年齡、性別、腫瘤直徑、分化程度和臨床分期的大腸癌患者大腸癌組織中p62蛋白陽(yáng)性表達(dá)率比較,差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。(表1)
p62陽(yáng)性表達(dá)的大腸癌患者的1年累積生存率為22.9%,p62陰性表達(dá)的大腸癌患者的1年累積生存率為72.0%。p62陽(yáng)性表達(dá)和p62陰性表達(dá)的大腸癌患者的生存情況比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=10.525,P<0.01)。(圖1)
Western blot檢測(cè)結(jié)果顯示,p62蛋白在SW480和HT29細(xì)胞中均表達(dá),HT29細(xì)胞中p62蛋白的表達(dá)水平為(0.73±0.06),明顯高于SW480細(xì)胞的(0.43±0.09),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=5.684,P<0.01)(圖2A)。HT29細(xì)胞中轉(zhuǎn)染p62蛋白72 h后,siRNA/p62組HT29細(xì)胞中p62蛋白的表達(dá)水平為(0.323±0.024),siRNA/SCR組HT29細(xì)胞中p62蛋白的表達(dá)水平為(1.510±0.216),陰性對(duì)照組HT29細(xì)胞中p62蛋白的表達(dá)水平為(1.730±0.114),3組比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=85.561,P<0.01)。siRNA/p62組HT29細(xì)胞中p62蛋白的表達(dá)水平明顯低于siRNA/SCR組和陰性對(duì)照組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=15.281、17.035,P<0.01)(圖2B)。
表1 不同臨床特征大腸癌患者大腸癌組織中 p62蛋白的陽(yáng)性表達(dá)情況
圖1 p62蛋白陽(yáng)性表達(dá)患者(n=40)與陰性表達(dá)(n=20)患者的生存曲線
圖2 Western blot法檢測(cè)p62蛋白在大腸癌HT29和SW480細(xì)胞中的表達(dá)情況
隨著時(shí)間的增加,3組HT29細(xì)胞的OD值不斷升高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F時(shí)間=1.644,P時(shí)間<0.01);組間比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F組間=65.016,P組間<0.01)。0 h時(shí),3組HT29細(xì)胞的OD值比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);72 h時(shí),3組HT29細(xì)胞的OD值比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=28.27,P<0.01)。24~72 h時(shí),siRNA/p62組HT29細(xì)胞的OD值均明顯低于陰性對(duì)照組和siRNA/SCR組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=7.047、7.047、5.774,P<0.01)。(表2)
表2 轉(zhuǎn)染后不同時(shí)間點(diǎn) 3組HT29細(xì)胞的OD值(±s)
表2 轉(zhuǎn)染后不同時(shí)間點(diǎn) 3組HT29細(xì)胞的OD值(±s)
時(shí)間0 h 24 h 48 h 0.20±0.01 0.58±0.10 0.97±0.14 0.20±0.02 0.51±0.18 0.75±0.17 0.20±0.01 0.61±0.14 0.95±0.19 72 h陰性對(duì)照組1.25±0.05 siRNA/p62組0.90±0.07 siRNA/SCR組1.23±0.07
隨著時(shí)間的增加,3組HT29細(xì)胞的遷移距離逐漸升高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F時(shí)間=35810.143,P時(shí)間<0.01);組間比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F組間=318.778,P組間<0.01)。12 h時(shí),3組HT29細(xì)胞的遷移距離比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。24 h時(shí),siRNA/p62組HT29細(xì)胞的遷移距離均短于陰性對(duì)照組和siRNA/SCR組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=5.852、8.154,P<0.01);siRNA/SCR組和陰性對(duì)照組HT29細(xì)胞的遷移距離比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。(表3)
表3 轉(zhuǎn)染后不同時(shí)間點(diǎn) 3組HT29細(xì)胞的遷移距離(mm,±s)
表3 轉(zhuǎn)染后不同時(shí)間點(diǎn) 3組HT29細(xì)胞的遷移距離(mm,±s)
時(shí)間陰性對(duì)照組siRNA/p62組siRNA/SCR組12 h 24 h 0.64±0.13 2.08±0.12 0.57±0.12 1.53±0.11 0.60±0.08 2.05±0.10
p62蛋白是一種參與自噬、凋亡和腫瘤發(fā)生的關(guān)鍵蛋白,深入研究p62蛋白以及自噬與大腸癌的關(guān)系,對(duì)闡明大腸癌的發(fā)病機(jī)制以及尋找新的大腸癌的治療策略具有積極意義。研究發(fā)現(xiàn),p62蛋白在啟動(dòng)細(xì)胞存活信號(hào)以及細(xì)胞的增殖、分化和抗凋亡基因誘導(dǎo)方面發(fā)揮著重要的作用,并且在多種腫瘤中異常表達(dá)[11-13]。Inoue等[14]采用免疫組織化學(xué)染色法分析p62蛋白在109例非小細(xì)胞肺癌患者中的表達(dá)情況,結(jié)果發(fā)現(xiàn),p62在37%的非小細(xì)胞肺癌中表達(dá),并與非小細(xì)胞肺癌患者的不良預(yù)后有關(guān),提示p62蛋白可能是影響非小細(xì)胞肺癌患者預(yù)后的重要因素。Schl?fli等[15]、吳文涌等[16]分別通過(guò)免疫組織化學(xué)法檢測(cè)人肝細(xì)胞癌中p62蛋白的表達(dá)情況,均發(fā)現(xiàn)其與肝細(xì)胞癌患者的不良預(yù)后密切相關(guān)。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),大腸癌組織中p62蛋白的陽(yáng)性表達(dá)率明顯高于癌旁組織,且p62陽(yáng)性表達(dá)患者與p62陰性表達(dá)大腸癌患者的生存情況比較,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),提示p62蛋白在大腸癌中的表達(dá)水平較高,且p62蛋白的表達(dá)情況與患者的預(yù)后密切相關(guān)。本研究還探討了大腸癌組織中p62蛋白的表達(dá)情況與患者臨床特征的關(guān)系,結(jié)果發(fā)現(xiàn),不同遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移情況的大腸癌患者大腸癌組織中p62蛋白的表達(dá)情況比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01);不同年齡、性別、腫瘤直徑、分化程度和臨床分期的大腸癌患者大腸癌組織中p62蛋白的表達(dá)情況比較,差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),提示大腸癌的發(fā)生可能與大腸癌患者的年齡、性別、腫瘤直徑、分化程度和臨床分期無(wú)關(guān),這為臨床大腸癌的治療提供了重要的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。相關(guān)研究結(jié)果顯示,p62蛋白在結(jié)腸癌化療耐藥機(jī)制中發(fā)揮著重要的作用,下調(diào)p62的表達(dá)可抑制結(jié)腸癌細(xì)胞的體外增殖和體內(nèi)生長(zhǎng)[17],這與本研究的結(jié)果基本一致,本研究結(jié)果顯示,p62蛋白在結(jié)直腸癌細(xì)胞中的表達(dá)水平較高,且p62蛋白在HT29細(xì)胞中的表達(dá)水平高于SW480細(xì)胞,并證實(shí)了下調(diào)p62蛋白的表達(dá)對(duì)細(xì)胞的增殖具有抑制作用,表明p62蛋白可能參與調(diào)控大腸癌細(xì)胞的生長(zhǎng)。為了進(jìn)一步探討p62蛋白與腫瘤轉(zhuǎn)移的關(guān)系,本研究下調(diào)p62蛋白的表達(dá)后應(yīng)用細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證,結(jié)果顯示,下調(diào)p62蛋白的表達(dá)后,HT29細(xì)胞的遷移能力受損,表明p62蛋白不僅參與大腸癌細(xì)胞的生長(zhǎng),還參與大腸癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。
綜上所述,p62蛋白參與大腸癌的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移,可能成為大腸癌進(jìn)展和預(yù)后不良的潛在標(biāo)志物之一。但本研究的不足之處在于納入的樣本量不足,因此,在后續(xù)的研究中將進(jìn)一步補(bǔ)充臨床資料、擴(kuò)大樣本量,深入研究p62蛋白在磷脂酰肌醇3-羥激酶/蛋白激酶B信號(hào)通路中的作用,以進(jìn)一步闡明大腸癌發(fā)生、發(fā)展的潛在分子機(jī)制。