陸景潤,肖 斌,鄧 淳,李緯瑋,李林海,黃 健,張 姝
乳腺癌是發(fā)生在乳腺上皮組織的惡性腫瘤,是最常見的女性腫瘤,也是導(dǎo)致癌癥死亡的主要原因,嚴(yán)重威脅女性的健康和生命[1-3]。隨著手術(shù)、放化療、內(nèi)分泌治療等治療策略的不斷完善及多模態(tài)成像設(shè)備的應(yīng)用,乳腺癌的治療療效得到了極大的改善[4-5]。然而,乳腺癌的轉(zhuǎn)移與復(fù)發(fā)仍不能得到有效的控制,是乳腺癌患者死亡的主要原因[6]。此外,目前臨床上尚缺乏診斷乳腺癌的特異性標(biāo)志物。因此,尋找乳腺癌診斷和預(yù)后評估的標(biāo)志物,以明確診斷乳腺癌并根據(jù)預(yù)后監(jiān)測指導(dǎo)全程最佳治療達(dá)到減少復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移的目的具有重要的研究意義。
CBL(又稱c-CBL或CBL2)基因位于人類染色體11q23.3上,其編碼的CBL蛋白是Casitas B系淋巴瘤(Casitas B-lineage Lymphoma,CBL)蛋白家族的一員,是一種具有RING(Really Interesting New Gene)指結(jié)構(gòu)域的E3泛素-蛋白質(zhì)連接酶[7-8]。CBL作為酪氨酸激酶信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的負(fù)性調(diào)控因子[9-13],有報道稱CBL蛋白通過其E3活性參與下游受體酪氨酸激酶的負(fù)調(diào)控。同時,其表達(dá)水平受miRNA等分子的上游調(diào)控,在乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展及治療中發(fā)揮重要作用,但CBL在乳腺癌組織中的表達(dá)水平及其在不同類型的乳腺癌中的表達(dá)情況,以及在乳腺癌患者診斷和預(yù)后評估中的作用鮮有報道。本研究旨在分析CBL在乳腺癌組織中的表達(dá)水平及其在不同類型乳腺癌組織中的表達(dá)差異,并探討CBL在乳腺癌診斷及評估乳腺癌患者臨床預(yù)后中的作用,為將CBL作為乳腺癌診斷、分型分期的輔助標(biāo)準(zhǔn)以及評估預(yù)后的分子指標(biāo)提供理論參考。
1.1 數(shù)據(jù)及材料從USCS Xena(https://xenabrowser.net)數(shù)據(jù)庫下載1217個乳腺組織樣本的測序數(shù)據(jù),其中包括CBL基因表達(dá)譜矩陣、樣本臨床信息和生存信息。IHC實驗的主要儀器和試劑:烤箱購自中國上?;厶﹥x器制造有限公司;組化筆購自Gene tech公司;顯微鏡購自CIC公司;組織芯片掃描儀購買自3D HISTECH公司;脫色搖床、EDTA(pH9.0)抗原修復(fù)液、PBS緩沖液、3%雙氧水、BSA、蘇木精染液、蘇木精分化液、蘇木精返藍(lán)液、中性樹膠、HRP標(biāo)記山羊抗兔抗體、組化試劑盒DAB顯色劑購自中國武漢塞維爾生物科技有限公司;無水乙醇、二甲苯購自國藥集團化學(xué)試劑有限公司;兔抗人CBL多克隆抗體購自美國Bioworld公司;組織芯片由中國上海芯超生物科技有限公司提供,包括乳腺癌組織和癌旁組織。
1.2方法
1.2.1CBL基因在乳腺癌組織與癌旁組織中的表達(dá)分析下載的樣本包括乳腺癌組織(n=1104)和癌旁組織(n=113),檢驗兩樣本中CBL基因的表達(dá)差異。從乳腺癌分子分型、病理類型等方面分析CBL基因的表達(dá)情況。根據(jù)下載的臨床信息中乳腺癌組織雌激素受體、孕激素受體、人類表皮生長因子受體2的狀態(tài)將乳腺癌樣本分為Luminal A(n=424)、Luminal B(n=135)、HER2+(n=37)和TNBC(n=111)。分析比較CBL基因的差異表達(dá)。按照乳腺癌組織病理類型分成乳腺浸潤性導(dǎo)管癌(n=882)、乳腺浸潤性小葉癌(n=211)、混合型組織(n=39)、黏液性癌(n=18)、其他(n=47),比較CBL在5種不同病理類型乳腺癌樣本中的表達(dá)。
1.2.2CBL基因表達(dá)與乳腺癌TNM分級及臨床分期的相關(guān)性分析根據(jù)腫瘤體積和臨近組織受累范圍,將乳腺癌樣本分為T1(n=310)、T2(n=706)、T3(n=150)、T4(n=47)、TX(n=3);根據(jù)區(qū)域淋巴結(jié)受累情況分為N0(n=563)、N1(n=416)、N2(n=132)、N3(n=82)、NX(n=23);根據(jù)是否有遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移分為cM0 (i+)(n=7)、M0(n=1014)、M1(n=24)、MX(n=171)。按照不同臨床分期分為Ι期(n=202)、Ⅱ期(n=693)、Ⅲ期(n=275)、Ⅳ期(n=22)、其他(n=12)。比較CBL在乳腺癌不同TNM分級和臨床分期間的表達(dá),判斷CBL基因表達(dá)與乳腺癌不同TNM分級及臨床分期間是否存在相關(guān)性。
1.2.3Kaplan-Meier(KM)生存曲線分析共有1203例乳腺癌樣本具有臨床預(yù)后信息和CBL基因表達(dá)信息,根據(jù)基因表達(dá)值的中位數(shù)2.152分為高表達(dá)組(≥2.152)和低表達(dá)組(<2.152),分析CBL表達(dá)水平對患者預(yù)后的影響,判斷CBL基因是否為乳腺癌預(yù)后相關(guān)基因。
1.2.4采用IHC法檢測乳腺癌組織與癌旁組織中CBL蛋白表達(dá)選取了包含有乳腺癌患者癌組織和癌旁組織的組織芯片(HBre-Duc060CS-04)進(jìn)行免疫組化染色實驗。組織芯片于烤箱烘烤1 h后,脫蠟,梯度水化;置于盛滿EDTA抗原修復(fù)緩沖液(pH9.0)的修復(fù)盒中于微波爐內(nèi)進(jìn)行抗原修復(fù),PBS(pH7.4)洗滌3次;放入3%雙氧水溶液中室溫避光孵育25 min以阻斷內(nèi)源性過氧化物酶,PBS(pH7.4)洗滌3次;3%BSA 均勻覆蓋組織,室溫封閉30 min;在芯片上滴加CBL蛋白抗體(1∶100稀釋),4 ℃孵育過夜,PBS(pH7.4)洗滌3次;滴加HRP標(biāo)記二抗(1∶200稀釋),室溫孵育50 min,PBS(pH7.4)洗滌3次;DAB顯色液,蘇木精復(fù)染;流水沖洗蘇木精返藍(lán)液后梯度脫水,中性樹膠封固;采用組織芯片掃描儀將組織切片上所有的組織信息掃描成像,形成文件。應(yīng)用Quant center中的densito quant軟件自動識別,并設(shè)置組織切片上所有的深棕色為強陽性,棕黃色為中度陽性,淺黃色為弱陽性,藍(lán)色細(xì)胞核為陰性。進(jìn)而對每個組織點進(jìn)行識別分析出強陽性、中度陽性、弱陽性及陰性的面積(單位:像素)和陽性的百分比,最后進(jìn)行H-score的評分;分析乳腺癌組織與癌旁組織免疫組化染色評分結(jié)果,判斷2組樣本中CBL蛋白的表達(dá)差異。
2.1CBL基因在乳腺癌組織與癌旁組織中的表達(dá)乳腺癌組織CBL基因表達(dá)(2.15±0.64)較癌旁組織(2.65±0.38)下調(diào)(P<0.05)。4種分子分型乳腺癌組織中的CBL表達(dá)量較癌旁組織明顯降低(P<0.05);在不同分子分型的乳腺癌中,三陰性型乳腺癌組織中CBL基因的表達(dá)量最高(P<0.05);Luminal B型乳腺癌組織CBL基因的表達(dá)量較Luminal A型降低(P<0.05)。在不同病理類型的乳腺癌樣本中,浸潤性導(dǎo)管癌、浸潤性小葉癌以及黏液性癌組織中CBL基因的表達(dá)水平較混合型組織乳腺癌降低(P<0.05),浸潤性導(dǎo)管癌中CBL基因的表達(dá)水平高于浸潤性小葉癌(P<0.05)。見表1。表明CBL可能成為乳腺癌分類診斷的輔助分子標(biāo)志物。
分類nCBL基因的表達(dá)分子分型 三陰性型1112.393±0.531? HER2+型372.056±0.715?# Luminal A型4242.239±0.485?# Luminal B型1352.132±0.500?#△ 癌旁組織1132.653±0.380病理類型 浸潤性導(dǎo)管癌8822.210±0.531▲ 浸潤性小葉癌2112.129±0.650▲☆ 混合型組織乳腺癌392.521±0.550 黏液性癌182.134±0.310▲ 其他472.219±0.548
與癌旁組織比較,*P<0.05;與三陰性型比較,#P<0.05;與Luminal A型比較,△P<0.05;與混合型組織乳腺癌比較,▲P<0.05;與浸潤性導(dǎo)管癌比較,☆P<0.05
2.2CBL基因表達(dá)與乳腺癌TNM分級及臨床分期的相關(guān)性
2.2.1CBL基因表達(dá)與乳腺癌TNM分級的相關(guān)性T1至T3CBL基因的表達(dá)量逐漸降低(P<0.05),說明CBL基因的表達(dá)變化可能與乳腺癌T1、T2、T3分級相關(guān),并且與腫瘤體積和臨近組織受累范圍相關(guān)。N0中CBL基因的表達(dá)量較N1升高(P<0.05),說明CBL基因的表達(dá)量可能與乳腺癌由N0期向N1期的發(fā)展相關(guān)。在cM0 (i+)、M0、M1中CBL基因表達(dá)量差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),表明CBL基因的表達(dá)量可能與乳腺癌遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移無關(guān)。見表2。
2.2.2CBL基因表達(dá)與乳腺癌臨床分期的相關(guān)性Ι期至Ⅲ期CBL基因的表達(dá)量逐漸降低(P<0.05)。表明CBL基因的表達(dá)水平可能與乳腺癌的臨床分期Ι期、Ⅱ期、Ⅲ期相關(guān),并且隨著癌癥的發(fā)展逐漸降低,但是與Ⅳ期分期無關(guān)。見表2。
分期nCBL基因的表達(dá)譜矩陣T分期 T13102.225±0.497 T27062.149±0.660? T31502.019±0.491?# T4472.138±0.515 Tx32.224±0.249N分期 N05632.195±0.533 N14162.148±0.620△ N21322.166±0.532 N3822.093±0.485 Nx231.895±0.573M分期 cM0(i+)72.196±0.309 M010142.187±0.610 M1242.058±0.500 Mx1711.969±0.613臨床分期 Ⅰ期2022.228±0.5223 Ⅱ期6932.163±0.650▲ Ⅲ期2752.103±0.590▲☆ Ⅳ期222.044±0.523 其他122.210±0.388
與T1比較,*P<0.05;與T2比較,#P<0.05;與N0比較,△P<0.05;與Ⅰ期比較,▲P<0.05;與Ⅱ期比較,☆P<0.05
2.3ROC曲線評估CBL基因的診斷效能乳腺癌組織中CBL mRNA診斷乳腺癌的ROC曲線下面積為0.768,說明CBL在乳腺癌的臨床診斷中具有較高的價值。見圖1。
圖 1 CBL mRNA診斷乳腺癌的 ROC 曲線
Figure1ROCcurveofCBLmRNAindiagnosisofbreastcancer
2.4乳腺癌患者預(yù)后生存分析生存分析結(jié)果顯示:與CBL基因低表達(dá)組相比,CBL基因高表達(dá)組生存率相對較高。log-rank檢驗結(jié)果顯示:CBL基因為預(yù)后相關(guān)基因,高表達(dá)CBL與乳腺癌患者的預(yù)后良好呈正相關(guān)(P<0.05)。見圖2。
圖 2 CBL高低表達(dá)生存曲線
Figure2SurvivalcurveofCBLhighandlowexpression
2.5CBL蛋白在乳腺癌組織與癌旁組織中的表達(dá)免疫組織化學(xué)染色結(jié)果顯示,與癌旁組織CBL蛋白表達(dá)(150.87±33.41)相比,乳腺癌組織(106.48±37.59)表達(dá)下調(diào),差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見圖3。
圖 3 代表性腫瘤組織及其臨近正常組織的免疫組織化學(xué)染色結(jié)果( ×20)
Figure3Immunohistochemicalstainingresultsofrepresentativetumortissuesandtheiradjacentnormaltissues(×20)
E3泛素-蛋白連接酶CBL能夠催化泛素分子從泛素偶聯(lián)酶(E2)向特定底物的轉(zhuǎn)移,該蛋白的N-末端磷酸酪氨酸結(jié)合結(jié)構(gòu)域能夠與多種酪氨酸磷酸化底物相互作用并靶向底物進(jìn)行降解,在多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用。在乳腺癌中,CBL在不同調(diào)控機制中發(fā)揮的作用也不同,甚至相反。有報道稱,CBL可介導(dǎo)EGFR泛素化降解增多而使乳腺腫瘤的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移受到抑制[14],同時在乳腺癌曲妥珠單抗靶向治療中也發(fā)揮積極的作用[15-16]。相反,CBL可通過抑制TGF-β信號傳導(dǎo)的腫瘤抑制活性來增強乳腺腫瘤形成[17];miR-124-3p通過直接結(jié)合CBL的3'-UTR負(fù)調(diào)控CBL的表達(dá),而過表達(dá)CBL能夠減弱miR-124-3p對乳腺癌細(xì)胞增殖和侵襲的抑制作用[18]。此外,在乳腺癌抗雌激素治療中,CBL通過下調(diào)c-Src的表達(dá)和抑制他莫昔芬誘導(dǎo)的細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶和AKT活性使MCF-7細(xì)胞對TAM敏感[19];CBL還通過抑制ER-c-Src-HER2復(fù)合物的形成來逆轉(zhuǎn)HER2過表達(dá)乳腺癌細(xì)胞對TAM的耐藥性[20]。在其他癌癥中,如肺癌、骨肉瘤等,CBL起到抑制的作用[21-22]。
本研究通過數(shù)據(jù)庫挖掘結(jié)合組織芯片分析,闡明了CBL在乳腺癌組織和癌旁組織中的表達(dá)情況,揭示了CBL mRNA的表達(dá)與乳腺癌分子分型、TNM分級、臨床分期、病理分型和預(yù)后的相關(guān)性。與癌旁組織相比,CBL mRNA及蛋白在乳腺癌組織中的表達(dá)水平明顯下調(diào)。以病理學(xué)診斷作為金標(biāo)準(zhǔn)繪制ROC曲線,結(jié)果顯示CBL mRNA水平診斷乳腺癌的ROC曲線下面積為0.768,在乳腺癌診斷中具有較高的價值。同時,生存分析顯示:CBL基因為預(yù)后相關(guān)基因,高表達(dá)CBL mRNA與乳腺癌患者的預(yù)后良好呈正相關(guān)(P<0.05)。另外,通過數(shù)據(jù)庫資料分析還發(fā)現(xiàn),CBL mRNA在不同分子分型、病理類型、TNM分級和臨床分期的乳腺癌組織中的表達(dá)量有差異,并且CBL mRNA的表達(dá)量與乳腺癌T1、T2、T3之間分級,N0、N1之間分級,Ι期、Ⅱ期、Ⅲ期之間分期有相關(guān)性,此外,CBL在乳腺癌的TNM分級各級及其在臨床分期各期中的表達(dá)情況存在相似性,即在一定范圍內(nèi),隨著癌癥的進(jìn)展,由T1至T3、N0至N1、Ι期至Ⅲ期,CBL mRNA的表達(dá)水平逐漸降低,但其表達(dá)水平可能與乳腺癌遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移無關(guān)。AJCC癌癥分期手冊規(guī)定當(dāng)乳腺癌發(fā)生遠(yuǎn)處器官轉(zhuǎn)移時(T1-4N0-3M1)即為臨床分期Ⅳ期,而我們的實驗結(jié)果顯示,CBL基因的表達(dá)量可能與乳腺癌遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移和臨床分期Ⅳ期無關(guān),這與AJCC癌癥分期手冊的規(guī)定相符。進(jìn)一步驗證了CBL作為乳腺癌分類診斷標(biāo)志物的可能性。
有文獻(xiàn)報道,EGFR的過表達(dá)與乳腺癌的發(fā)生、惡性程度和預(yù)后差相關(guān)[23-24], 而在EGFR的調(diào)節(jié)過程中,CBL可介導(dǎo)EGFR泛素化降解增多而對乳腺癌起抑制作用[14]。結(jié)合本研究結(jié)果,我們提出CBL可能是乳腺癌中的潛在的抑癌基因。同時,這從一方面對本研究的結(jié)果:隨著癌癥的進(jìn)展,CBL的表達(dá)水平逐漸降低,進(jìn)行解釋。本研究結(jié)果還指出:高表達(dá)CBL與乳腺癌患者的預(yù)后良好呈正相關(guān),這與已報道的CBL在肺癌患者預(yù)后評估中的作用一致[21]。
綜上所述,本研究為CBL作為乳腺癌診斷、分型分期的輔助標(biāo)準(zhǔn)以及評估預(yù)后的分子指標(biāo)提供了可靠的理論參考。CBL作為E3泛素-蛋白連接酶,我們接下來的研究將從篩選CBL蛋白的相互作用底物入手,從全新的角度進(jìn)一步研究闡明乳腺癌的發(fā)病機制及CBL在乳腺癌發(fā)生發(fā)展中的作用機制。