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        EPAS-1基因甲基化水平及蛋白表達(dá)與腎透明細(xì)胞癌臨床特征的相關(guān)性

        2021-11-22 06:52:18陳海濱趙建軍程小龍譚超
        疑難病雜志 2021年11期
        關(guān)鍵詞:甲基化基因蛋白

        陳海濱,趙建軍,程小龍,譚超

        腎癌又稱腎細(xì)胞癌,約占每年新發(fā)成人惡性腫瘤的3%,是最常見的惡性腫瘤之一,且其發(fā)病率在過去的幾十年一直呈現(xiàn)不斷上升的趨勢[1-2]。腎細(xì)胞癌最常見的組織類型為腎透明細(xì)胞癌,約占腎細(xì)胞癌的85%[3]。腎透明細(xì)胞癌的發(fā)病機(jī)制目前尚不明確,但研究表明,基因甲基化可能與其發(fā)生、發(fā)展有一定聯(lián)系[4]。內(nèi)皮PAS區(qū)域蛋白1(endothelial PAS domain protein 1,EPAS-1)又稱缺氧誘導(dǎo)因子2,與腫瘤血管生成及預(yù)后具有密切聯(lián)系,是惡性腫瘤的獨立預(yù)后因素[5]。雖然缺氧誘導(dǎo)因子在腎細(xì)胞癌中的研究較多[6-7],但關(guān)于EPAS-1基因甲基化及蛋白表達(dá)水平與腎透明細(xì)胞癌的關(guān)系研究仍較少。因此,現(xiàn)分析EPAS-1基因甲基化及蛋白表達(dá)水平與腎透明細(xì)胞癌臨床特征及預(yù)后的關(guān)系,以期為腎透明細(xì)胞癌基因治療提供新的靶點,報道如下。

        1 資料與方法

        1.1 臨床資料 選取2014年2月—2015年8月于河北工程大學(xué)附屬醫(yī)院泌尿外二科診治腎透明細(xì)胞癌患者86例的癌組織為研究對象(腎透明細(xì)胞癌組),男52例,女34例,年齡46~76(59.92±11.49)歲。選取其癌旁正常組織作為癌旁對照組。(1)納入標(biāo)準(zhǔn):①經(jīng)影像學(xué)檢查、臨床特征及病理證實確診為腎透明細(xì)胞癌患者,符合腎透明細(xì)胞癌診療指南[8];②病歷資料齊全者;③術(shù)前未接受過放療、化療等輔助治療。(2)排除標(biāo)準(zhǔn):①有嚴(yán)重精神障礙者;②合并其他惡性腫瘤或有惡性腫瘤史者;③合并其他感染性疾病及嚴(yán)重肝、腎功能異常者;④已參與其他臨床試驗或因其他原因不能參與本試驗者。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)[審批號:2014(K)020],患者及家屬知情同意并簽署知情同意書。

        1.2 試劑與材料 (1)試藥試劑:DNA抽提試劑盒(德國QIAGEN公司),CpGenome DNA Modification Kit(德國Merck Millipore公司),DAB顯色試劑盒(武漢純度生物科技有限公司),EPAS-1抗體(武漢益普生物科技有限公司),PTG19-T載體(上海信帆生物科技有限公司),XL-10 Gold感受態(tài)細(xì)胞(上海烜雅生物科技有限公司);(2)儀器設(shè)備:PCR儀(美國Bio-Rad公司),紫外分光光度計(美國Thermo Fisher公司),顯微鏡(日本Olympus公司)。

        1.3 觀測指標(biāo)與方法

        1.3.1 樣品采集及保存:術(shù)中采集患者腎透明細(xì)胞癌組織及其癌旁正常組織,一部分置于-80℃保存用于提取DNA;一部分10%甲醛固定標(biāo)本后,進(jìn)行梯度脫水、透明、浸蠟、包埋及切片(厚度4 μm)。

        1.3.2 EPAS-1基因甲基化測定:DNA抽提試劑盒提取腎透明細(xì)胞癌組織及其癌旁正常組織基因組DNA,紫外分光光度計檢測DNA純度。DNA純度檢測后進(jìn)行PCR反應(yīng),PCR反應(yīng)體系共50 μl:模板DNA(50 ng/μl)2 μl,上下游引物(10 μmol/L)各1 μl,2×PCR Mix 25 μl,雙蒸水(ddH2O) 21 μl。PCR擴(kuò)增條件:95℃預(yù)變性6 min,94 ℃ 15 s,55 ℃ 30 s,75 ℃ 40 s,40個循環(huán)。由上海生工生物工程股份有限公司合成引物及測序,甲基化數(shù)據(jù)用BIQ Analyzer軟件分析和整理。EPAS-1甲基化引物序列上游:5'-GAGTAGGAAGGGTATAAGG-3',下游:5'-TCCCGAAGTTAGAGGGACCA-3';非甲基化引物序列上游:5'-GGTTGTCGTATACCTGGACT-3',下游:5'-GTTGTCCGCCTACCTTCTGAAG-3'。以2-△△CT法計算EPAS-1基因甲基化水平。

        1.3.3 EPAS-1蛋白水平檢測:采用免疫組織化學(xué)法檢測組織EPAS-1蛋白表達(dá)水平。將切片脫蠟、水化及抗原熱修復(fù)(乙二胺四乙酸二鈉緩沖液100℃);滴加過氧化物酶阻斷溶液,并采用動物非免疫血清室溫封閉;滴加一抗EPAS-1(1∶50稀釋),陰性對照為聚丁二酸丁二醇酯(PBS)緩沖液;生物素標(biāo)記的二抗進(jìn)行室溫孵育后滴加鏈霉菌抗生物素—過氧化物酶溶液;PBS緩沖液沖洗后,DAB顯色,蘇木精復(fù)染,梯度乙醇脫水,二甲苯透明,中性樹膠封片,鏡檢,之后采取半定量法進(jìn)行評分。雙盲進(jìn)行結(jié)果判定,每張切片分別由2名病理科醫(yī)師判讀,每個標(biāo)本取2次觀察評分的平均值。按染色強(qiáng)度計分:棕褐色為3分,棕黃色為2分,淺黃色為1分,無色為0分;按照陽性細(xì)胞率計分,陽性細(xì)胞百分?jǐn)?shù)≥76%,51%~75%,26%~50%,6%~25%,≤5%分別判定為4、3、2、1、0分。將上述2項得分相乘,總分<5分為陰性(-),≥5分為陽性(+)。

        1.3.4 隨訪情況:手術(shù)后5年內(nèi)采用電話、入戶和患者入院復(fù)查等方式進(jìn)行隨訪,術(shù)后第1~3年每3~6個月隨訪1次,4~5年每6個月隨訪1次。其生存期從手術(shù)之日起計算,隨訪截至2020年8月31日。

        1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 利用SPSS 22.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。計數(shù)資料以頻數(shù)或率(%)表示,組間比較行χ2檢驗;采用Kaplan-Meier法分析腎透明細(xì)胞癌患者EPAS-1甲基化水平及蛋白表達(dá)與預(yù)后的關(guān)系,用Log-rank進(jìn)行生存曲線顯著性檢驗,采用多因素Cox回歸分析影響腎透明細(xì)胞癌預(yù)后的因素。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

        2 結(jié) 果

        2.1 2組EPAS-1基因甲基化狀態(tài)及蛋白表達(dá)比較 腎透明細(xì)胞癌組EPAS-1基因甲基化率為62.79%(54/86),顯著高于癌旁對照組的16.28%(14/86),差異有統(tǒng)計學(xué)意義(χ2/P=38.914/0.000)。腎透明細(xì)胞癌組EPAS-1蛋白表達(dá)陽性率為23.26%(20/86),顯著低于癌旁對照組的65.12%(56/86),差異有統(tǒng)計學(xué)意義(χ2/P=30.553/0.000),見圖1。

        癌旁正常組織 腎透明細(xì)胞癌組織

        2.2 癌組織EPAS-1基因甲基化水平及蛋白表達(dá)在不同臨床/病理特征中比較 不同性別、年齡、WHO/ISUP分級患者中癌組織EPAS-1基因甲基化率及蛋白表達(dá)陽性率比較,差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);腫瘤直徑≥4.0 cm、Fuhrman分級高級別癌組織EPAS-1甲基化率高于腫瘤<4.0 cm、Fuhrman分級低級別患者(P<0.01),蛋白表達(dá)陽性率低于腫瘤<4.0 cm、Fuhrman分級低級別患者,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),見表1。

        表1 腎透明細(xì)胞癌患者癌組織EPAS-1基因甲基化水平及蛋白表達(dá)在不同臨床/病理特征中比較 [例(%)]

        2.3 癌組織EPAS-1基因甲基化水平及蛋白表達(dá)與腎透明細(xì)胞癌患者預(yù)后的關(guān)系 Kaplan-Meier法結(jié)果顯示,EPAS-1基因甲基化腎透明細(xì)胞癌患者5年生存率51.85%(28/54),低于EPAS-1基因非甲基化患者的78.13%(25/32),差異有統(tǒng)計學(xué)意義(χ2=5.865,P=0.015);EPAS-1蛋白陽性表達(dá)腎透明細(xì)胞癌患者5年生存率85.00%(17/20),高于EPAS-1蛋白陰性表達(dá)患者的54.55%(36/66),差異有統(tǒng)計學(xué)意義(χ2=6.020,P=0.014)。

        2.4 影響腎透明細(xì)胞癌患者預(yù)后的多因素Cox回歸分析 EPAS-1基因甲基化是影響腎透明細(xì)胞癌患者死亡的獨立危險因素(P<0.01),EPAS-1蛋白陽性表達(dá)是影響腎透明細(xì)胞癌患者死亡的保護(hù)因素(P<0.01),見表2。

        表2 影響腎透明細(xì)胞癌患者預(yù)后的多因素Cox回歸分析

        3 討 論

        腎細(xì)胞癌早期臨床表現(xiàn)不典型,通過影像學(xué)及病理檢查等確診時,多已屬于晚期,預(yù)后較差[9-10]。對于晚期的腎細(xì)胞癌患者,疾病無法根治,且存在耐藥問題[11-13]。目前關(guān)于腎透明細(xì)胞癌的生物標(biāo)志物研究較少,因此,尋找切實有效的腎透明細(xì)胞癌腫瘤標(biāo)志物顯得尤為重要。

        表觀遺傳學(xué)改變是多種腫瘤的特征,而DNA甲基化驅(qū)動轉(zhuǎn)錄調(diào)控是表觀遺傳的重要組成,也是腫瘤細(xì)胞中一些功能基因沉默或失活的常見機(jī)制[14-15]。已有研究表明,DNA甲基化在腎透明細(xì)胞癌中發(fā)揮重要作用[16]。EPAS-1是細(xì)胞和組織缺氧的主要轉(zhuǎn)錄因子,在低氧引起的酶或因子變化中起到重要作用[17]。EPAS-1主要在低氧區(qū)域誘導(dǎo)表達(dá),同時調(diào)節(jié)腫瘤為適應(yīng)低氧狀態(tài)所必需的基因表達(dá),進(jìn)而在血管生長、能量代謝、腫瘤發(fā)生發(fā)展中起重要作用[18]。目前關(guān)于EPAS-1與腎透明細(xì)胞癌病理學(xué)參數(shù)、預(yù)后的關(guān)系及其在腎透明細(xì)胞癌中的差異表達(dá)均尚不清楚。本研究結(jié)果顯示,與癌旁對照組相比,腎透明細(xì)胞癌組EPAS-1基因甲基化率顯著升高,EPAS-1蛋白表達(dá)陽性率顯著降低,與成永忠等[19]研究結(jié)果中EPAS-1的作用相似。提示EPAS-1基因啟動子高甲基化及蛋白低表達(dá)可能與腎透明細(xì)胞癌的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)。此外,本研究中癌組織EPAS-1基因甲基化、蛋白表達(dá)與腫瘤直徑及Fuhrman分級有關(guān),提示EPAS-1基因甲基化可能參與腎透明細(xì)胞癌的侵襲和轉(zhuǎn)移等過程,且基因甲基化可能多發(fā)生于腫瘤≥4.0 cm、Fuhrman分級高級別的腎透明細(xì)胞癌患者。Xu等[20]研究顯示,EPAS-1啟動子甲基化可降低EPAS-1 mRNA在非小細(xì)胞肺癌中的表達(dá)水平。本研究5年生存分析及影響因素結(jié)果提示,EPAS-1基因發(fā)生甲基化及蛋白低表達(dá)可能不利于患者預(yù)后。結(jié)合既往研究,推測可能機(jī)制為:缺氧時穩(wěn)定的EPAS-1反式激活,進(jìn)一步促進(jìn)EPAS-1啟動子的特異性甲基化,其甲基化可能導(dǎo)致EPAS-1基因在腎透明細(xì)胞癌中的表達(dá)失活,進(jìn)而使得EPAS-1蛋白無法參與細(xì)胞周期的調(diào)控,導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞迅速生長,腎透明細(xì)胞癌患者病情加重,死亡幾率增加。

        綜上所述,EPAS-1基因甲基化及蛋白表達(dá)水平與腎透明細(xì)胞癌的臨床病理特征及預(yù)后密切相關(guān),對EPAS-1基因甲基化的研究可能為今后尋找更多的腎透明細(xì)胞癌腫瘤分子生物學(xué)標(biāo)志物起到積極的推動作用。然而本研究檢測甲基化過程中有可能會出現(xiàn)非特異性擴(kuò)增,進(jìn)而可能會造成研究結(jié)果存在一定的偏倚,有待今后采用更先進(jìn)的檢測技術(shù)、納入更多樣本進(jìn)一步深入探究。

        利益沖突:所有作者聲明無利益沖突

        作者貢獻(xiàn)聲明

        陳海濱:提出研究方向、研究思路,研究選題,設(shè)計論文框架,撰寫論文;趙建軍:設(shè)計研究方案、研究流程,論文撰寫;程小龍:實施研究過程,數(shù)據(jù)收集,分析整理試驗數(shù)據(jù),進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析;譚超:進(jìn)行文獻(xiàn)調(diào)研與整理,論文修改

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