李銘旭,仲成成,張功銘,胡偉,3,王仲,3
(徐州醫(yī)科大學附屬連云港醫(yī)院 1.肝膽外科 2.病理科,江蘇 連云港 222001;3.南京醫(yī)科大學康達學院第一附屬醫(yī)院 肝膽外科,江蘇 連云港 222001)
胰腺癌是最惡性的消化道腫瘤之一,是所有癌癥中第四大致死原因[1-2]。胰腺癌早期癥狀不明顯,且易侵犯血管,80%~85%的患者在診斷時已經(jīng)失去了根治性切除的機會[3-4]。手術(shù)切除是唯一可能治愈胰腺癌的方法。然而,其高復發(fā)率嚴重阻礙了胰腺癌患者術(shù)后預后的改善[5]。早期診斷困難、腫瘤易轉(zhuǎn)移和多藥耐藥性是導致預后不良的重要原因[6-7]。因此揭示胰腺癌快速增殖和高度侵襲的分子機制,尋找重要的相關(guān)致病因子,明確細胞內(nèi)各分子間的調(diào)控機制,對胰腺癌患者的預后有重要意義。
DEP結(jié)構(gòu)域蛋白質(zhì)1B(DEPDC1B)位于5號染色體12.1,最早是在人類乳腺癌細胞MDA-MB231中通過mRNA表達譜發(fā)現(xiàn)的[8],并進一步發(fā)現(xiàn)在胎盤和睪丸中表達,而在心臟和小腸中很少表達。研究發(fā)現(xiàn)DEPDC1B調(diào)節(jié)多種細胞活動功能,包括細胞增殖、遷移、侵襲、細胞周期進展及細胞骨架結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)[9-10]。在口腔癌[11]、非小細胞肺癌[12]、前列腺癌[13]、肝癌[14]中DEPDC1B過度表達。目前DEPDC1B在胰腺癌組織中的表達及其臨床意義尚未清楚。本研究通過檢索癌癥基因組圖譜(The Cancer Genome Atlas,TCGA)數(shù)據(jù)庫和高通量基因表達(Gene Expression Omnibus,GEO)數(shù)據(jù)庫,研究DEPDC1B與胰腺癌患者預后的相關(guān)性,并通過免疫組織化學方法檢測和驗證DEPDC1B在胰腺癌組織中的表達情況,分析其與胰腺癌臨床病理特征及預后的關(guān)系,以期判斷其作為胰腺癌臨床預后指標的可能性。
下載并分析了GEO 數(shù)據(jù)庫中的胰腺癌隊列GSE28735、GSE16515、GSE21501、GSE15471,并分析具有臨床預后資料的數(shù)據(jù)集GSE28735和GSE21501。從TCGA下載胰腺癌的RNA-seq數(shù)據(jù)及臨床信息。缺乏臨床信息的患者被排除在外。
選取2010—2019年連云港市第一人民醫(yī)院接受手術(shù)切除的胰腺癌患者,97例患者具有完整的臨床病理。其中,男性59例,女性38例;年齡37~92歲,中位年齡63歲。所有標本術(shù)后病理均證實為胰腺導管癌,高中分化66例,低分化31例。按照國際抗癌聯(lián)盟(UICC)TNM分期標準:I~IIA期51例,IIB~IV期46例。所有入組患者術(shù)前均未接受任何針對腫瘤的治療。
手術(shù)切除的胰腺癌與癌旁組織標本經(jīng)4%多聚甲醛固定包埋在石蠟后切成4 μm厚的切片。之后切片脫水、固定并用蓋玻片覆蓋。根據(jù)公布的方案進行IHC試驗[15]。樣品與抗DEPDC1B的兔多克隆抗體一起孵育(5 g/mL稀釋,PA5-72875,Invitrogen,CA,美國)。
免疫組化評分[16-17]由陽性細胞比率和染色強度組成,根據(jù)陽性細胞比率:<25%為1 分,25%~50%為2分,51%~75%為3分,>75%為4分;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;將DEPDC1B表達的陽性細胞比率和染色強度相乘,陽性細胞率與染色強度之積分為0~4分為DEPDC1B陰性表達,5~12分為陽性表達;由2名病理醫(yī)師采用雙盲法獨立評估免疫組化評分。
使用了R包中的“survival”、“survminer”來確定生存曲線的最佳截斷值來繪制Kaplan-Meier 生存率曲線[18-19],臨床相關(guān)數(shù)據(jù)分析采用SPSS 23.0統(tǒng)計軟件,計數(shù)資料以例數(shù)(百分率)[n(%)]表示,采用χ2檢驗或Fisher確切概率法,使用單因素和多因素Cox回歸分析來比較DEPDC1B對預后的影響,P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
2.1.1 DEPDC1B 在胰腺癌組織中高表達通過TCGA、GEO 數(shù)據(jù)庫分析DEPDC1B 在腫瘤組織和非腫瘤正常組織中的表達水平,結(jié)果顯示,在TCGA、GSE16515、GSE15471、GSE28735 數(shù) 據(jù)集中,胰腺癌組織中的DEPDC1B 表達量明顯高于非腫瘤正常組織,差異有統(tǒng)計學意義(TCGA:P=0.002;GSE16515、GSE15471、GSE28735:均P<0.001)(圖1)。
圖1 在匹配的非腫瘤組織與腫瘤組織DEPDC1B 基因表達的比較 A:TCGA;B:GSE16515;C:GSE15471;D:GSE28735Figure 1 Comparison of DEPDC1B gene expressionSBetween cancer tissues and paired non-tumoral tissues A: TCGA; B: GSE16515; C: GSE15471; D: GSE28735
2.1.2 DEPDC1B 表達與胰腺癌預后的關(guān)系為進一步明確DEPDC1B 的表達與胰腺癌患者預后之間的關(guān)系,在GSE28735 數(shù)據(jù)集和TCGA 數(shù)據(jù)集中提取了有關(guān)DEPDC1B 的臨床相關(guān)參數(shù),選取最佳截斷值后運用Kaplan-Meier 生存曲線進行分析。GSE28735 與TCGA 中,DEPDC1B 的低表達與良好的預后明顯有關(guān)(GSE28735:P=0.032;TCGA:P<0.001)(圖2A-B),在GSE21501 中DEPDC1B 表達與胰腺癌患者預后無明顯相關(guān)性(P=0.14)(圖2C)。
圖2 DEPDC1B 表達與胰腺癌預后的關(guān)系 A:GSE28735;B:TCGA;C:GSE21501Figure 2 Relationship between DEPDC1B expression and prognosis of pancreatic cancer A: GSE28735; B: TCGA; C:GSE21501
2.1.3 胰腺癌患者預后影響因素Cox 單因素分析發(fā)現(xiàn),在TCGA 數(shù)據(jù)集中,DEPDC1B 的表達水平、年齡與胰腺癌患者預后明顯有關(guān)(均P<0.05),腫瘤分期、性別與胰腺癌患者總體生存率無明顯關(guān) 系( 均P>0.05); 在GSE21501 數(shù) 據(jù) 集 中, N 分期與胰腺癌患者預后明顯有關(guān)(均P<0.05),DEPDC1B 表達水平、腫瘤分期、性別與胰腺癌患者總體生存率無明顯關(guān)系(均P>0.05)。多因素分析發(fā)現(xiàn),在TCGA 數(shù)據(jù)集中,DEPDC1B 的表達水平、年齡與胰腺癌患者預后的獨立影響因素(均P<0.05),腫瘤分期、性別與胰腺癌患者總體生存率無明顯關(guān)系(均P>0.05)(表1)。
表1 3 個隊列總生存率影響因素的單變量和多變量分析Table 1 Univariate and multivariate analysis of the influencing factors for overall survival rates in the 3 cohorts
2.2.1 DEPDC1B 在胰腺癌及癌旁組織中的表達通過上述數(shù)據(jù)集的結(jié)果,收集我院97 例胰腺癌患者的臨床樣本及數(shù)據(jù),通過免疫組化方法進一步驗證上述結(jié)果,發(fā)現(xiàn)DEPDC1B 主要表達于胰腺癌細胞的胞漿,DEPDC1B 蛋白的陽性表達率為69.07%(67/97);而在癌旁組織中DEPDC1B 陽性表達率僅為11.34%(11/97),低于胰腺癌組織(χ2=62.058,P<0.001)(圖3)。
2.2.2 DEPDC1B 表達與胰腺癌臨床病理特征的關(guān)系在97 例胰腺癌患者中,DEPDC1B 表達與胰腺癌分化程度、臨床分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)(P=0.031、P<0.001、P<0.001),而與胰腺癌患者的年齡、性別、腫瘤大小、部位、神經(jīng)浸潤、血管侵犯及遠處轉(zhuǎn)移均無明顯相關(guān)性(均P>0.05) (表2)。
圖3 免疫組化檢測DEPDC1B 的表達(×100)Figure 3 Immunohistochemical staining for DEPDC1B expression (×100)
表2 DEPDC1B表達與胰腺癌患者臨床特征的關(guān)系[n(%)]Table 2 Relations if DEPDC1B expression with the clinicopathologic features of pancreatic cancer patients [n (%)]
2.2.3 DEPDC1B 表達與胰腺癌患者預后的關(guān)系在97 例胰腺癌患者中,采用Kaplan-Meier 生存曲線發(fā)現(xiàn)DEPDC1B 表達與預后明顯有關(guān)(P<0.001)(圖4);Cox 單因素分析結(jié)果顯示,胰腺癌組織中DEPDC1B 表達、臨床分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移均與胰腺癌預后有關(guān)(P=0.001、P=0.019、P=0.007),而患者年齡、性別、腫瘤大小、部位、分化程度及神經(jīng)浸潤與預后無關(guān)(均P>0.05)。Cox 多因素回歸分析結(jié)果顯示DEPDC1B 表達、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移是影響胰腺癌患者預后的獨立危險因素(HR=1.126,95%CI=1.012~1.253,P=0.029;HR=4.198,95%CI=1.105~15.954,P=0.035)(表3)。
圖4 97 例胰腺癌患者中不同DEPDC1B 表達水平患者的生存曲線Figure 4 Survival curves of cases with different DEPDC1B expression levels in the 97 pancreatic cancer patients
表3 97 例胰腺癌患者預后因素的Cox 回歸模型分析Table 3 Cox regression model analysis of factors in the 97 pancreatic cancer patients
DEPDC1B基因包含兩個重要的結(jié)構(gòu)域:DEP結(jié)構(gòu)域和Rho-GAP結(jié)構(gòu)域[20-21],DEP結(jié)構(gòu)域在介導膜定位和調(diào)節(jié)廣泛的細胞功能中起一定作用,例如確定細胞極性和測定視網(wǎng)膜感光細胞的高度特異度信號[22];DEP結(jié)構(gòu)域還使蛋白質(zhì)能夠與G蛋白偶聯(lián)受體和帶負電荷的膜磷脂相互作用,并介導GPCR信號通路[23];而Rho-GAP結(jié)構(gòu)域負責Rho-GAP酶信號轉(zhuǎn)導[9]。DEPDC1B可以與多種信號分子相互作用,從剪接調(diào)節(jié)劑到跨膜蛋白,DEPDC1B的表達受到P53的正向調(diào)控,這是由于DEPDC1B在轉(zhuǎn)錄起始處與P63存在結(jié)合位點[24-25];此外,DEPDC1B是協(xié)調(diào)有絲分裂中死亡事件和細胞周期過程所必需的[26]。在口腔癌細胞系中,DEPDC1B通過Rac1-ERK1/2信號軸促進細胞的生長、侵襲,該過程主要由Rho-GAP結(jié)構(gòu)域介導[11]。 在非小細胞肺癌細胞系中,DEPDC1B通過激活Wnt/β-catenin通路來促進腫瘤細胞的遷移和侵襲[12]。在膀胱癌細胞系中,DEPDC1B通過調(diào)控SHC1在膀胱癌中的發(fā)生發(fā)展從而起到腫瘤促進劑的作用[27]。在膠質(zhì)母細胞瘤細胞系中,小干擾RNA(siRNA)抑制內(nèi)源性DEPDC1表達抑制細胞活力并且誘導細胞凋亡[28]。DEPDC1B在非小細胞肺癌[12]、前列腺癌[29]中組織中高表達,且與病理分化程度相關(guān)。本研究顯示,在TCGA、GSE16515、GSE15471、GSE28735數(shù)據(jù)集中,胰腺癌組織中的DEPDC1B表達量顯著高于非腫瘤正常組織;而在97例胰腺癌患者組織中DEPDC1B的表達明顯高于癌旁組織,與上述結(jié)果一致,并且在低分化組中表達要明顯高于高分化組,表明了DEPDC1B與胰腺癌分化程度呈正相關(guān),提示DEPDC1B的高表達可能與胰腺癌細胞的遷移和侵襲相關(guān)。
在惡性黑色素瘤中敲除DEPDC1B抑制了惡性黑色素瘤的細胞遷移和侵襲,而在惡性黑色素瘤組織中DEPDC1B的異位表達促進了腫瘤細胞的遷移和侵襲[30]。此外,在口腔癌中,DEPDC1B在培養(yǎng)的胚胎成纖維細胞系中誘導細胞遷移,并在口腔癌細胞系中誘導細胞侵襲[11]。膠質(zhì)母細胞瘤細胞中DEPDC1B高表達可以促進上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化及增殖、侵襲[31]。筆者先前的細胞學實驗發(fā)現(xiàn)干擾DEPDC1B表達后能抑制胰腺癌細胞株P(guān)ANC-1和CFPAC-1的遷移和侵襲,過表達DEPDC1B反而起到促進作用[32]。DEPDC1B與胰腺癌臨床樣本的關(guān)系仍不明確,本研究發(fā)現(xiàn)DEPDC1B高表達與胰腺癌患者臨床分期較晚(IIB~IV)、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)。無論在TCGA、GSE28735數(shù)據(jù)集,還是我們97例胰腺癌樣本中,DEPDC1B低表達組與高表達組相比,具有生存優(yōu)勢,總生存期相對延長。提示DEPDC1B可能參與胰腺癌進展,可以作為預測胰腺癌侵襲與轉(zhuǎn)移的潛在指標,可能為尋找胰腺癌藥物治療靶點提供有用的信息。
本研究進一步分析來自TC G A 及GSE數(shù)據(jù)庫的RNA-seq數(shù)據(jù)及臨床信息,并使用Cox單因素及多因素分析,發(fā)現(xiàn)在TCGA數(shù)據(jù)庫中,DEPDC1B表達與胰腺癌患者預后密切相關(guān),是影響胰腺癌患者預后的獨立危險因素;隨后對97例胰腺癌患者進行Kaplan-Meier生存分析及單因素Cox分析發(fā)現(xiàn),DEPDC1B陽性表達較陰性表達患者的生存時間縮短,預后相對較差。通過Cox多因素分析發(fā)現(xiàn),DEPDC1B陽性表達可以作為判斷胰腺癌患者預后的獨立危險因素。與上述TCGA數(shù)據(jù)庫中結(jié)果一致。
綜上所述,胰腺癌組織中高表達的DEPDC1B可能參與胰腺癌的發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)移過程,與胰腺癌的惡性程度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及預后不良有關(guān),并可作為判斷胰腺癌預后的重要指標。