宋燕州,康志龍,蘇一男,張毅明,趙新,李志偉,李偉
近年來,隨著診斷技術的不斷發(fā)展,原發(fā)性肝細胞肝癌患者的早期發(fā)現(xiàn)率得到了明顯的提高,且針對肝癌發(fā)生及發(fā)展過程中分子機制的研究為肝癌的治療提供了不同的靶位點,使得肝癌患者預后較前有了顯著提高。然而,受困于其較高的惡性程度及治療措施的限制性,導致因肝癌所致死亡人數(shù)仍高居于所有腫瘤性死亡患者的第四位[1,2]。NEK7(NIMA-related kinase 7)是一種與細胞周期調控及微管形成有著密切關系的蛋白激酶,研究表明其家族成員在肝癌、膽管癌、乳腺癌及卵巢癌等多種腫瘤細胞中均具有不同程度的異常表達[3-5],而其本身也與膽囊癌的發(fā)生發(fā)展有著密切的關系[6]。本研究擬探究NEK7在肝癌組織中的表達情況,并探究其與肝癌患者生存時間的關系,以期為肝癌的分子靶向治療提供新的基因位點。
從TCGA資料庫(http://gdac.broadinstitute.org/)下載371例具有完整mRNA數(shù)據(jù)和臨床數(shù)據(jù)的患者,采用Illumina HiSeq mRNA Seq和Illumina HiSeq miRNA Seq 3級數(shù)據(jù)分析軟件進行數(shù)據(jù)的整合,Cox回歸分析和LASSO計算重要預后變量,Spearman相關性分析進行與肝癌預后密切相關的各個mRNA分子與目的基因NEK7表達的相關性分析。
本研究收集了醫(yī)院2011年1月~2013年6月行手術治療且經病理結果證實的85例原發(fā)性肝細胞肝癌患者的相關病例資料進行統(tǒng)計、歸納、分析。針對所有患者進行術后隨訪,術后失訪患者13例,有效隨訪72例。所有患者及健康體檢者均得到本人或家屬的知情同意,并報我院倫理委員會批準。
NEK7引物由北京三博遠志生物公司合成,NEK7單克隆抗體購自美國Proteintech公司,F(xiàn)ast200總RNA提取試劑盒購自飛捷生物公司,SP-9000通用型試劑盒購自日本TAKARA公司,DAB顯色劑購自中國中杉生物公司,Leica2126石蠟切片機購自萊卡儀器有限公司,顯微鏡及圖像掃描儀購自奧林巴斯公司,PCR儀購自Roche公司。
于生物標本庫中調取以上所述85例肝癌患者手術切除肝癌標本,隨機選取20例標本,距腫瘤邊緣1~2 cm處切取相同大小癌旁組織,對照組采用20例正常肝臟組織(以上標本均經病理結果確認),所有組織均固定于10%甲醛溶液中,24 h時后取出,固定組織后進行包埋,制作蠟塊、切片后進行免疫組織化學染色。石蠟切片60℃烘烤2 h,二甲苯溶液及乙醇進行脫蠟水化,抗原修復后于BSA封閉液中孵育,分別添加1∶200稀釋后NEK7單克隆抗體、SV試劑盒中聚合HRP標記抗羊IgG,DAB顯色、蘇木素復染后予以脫水、透明化,封片后予以烤干。NEK7表達結果的判定流程:隨機觀察5個400倍視野,計算陽性表達NEK7細胞/總細胞數(shù),按以下數(shù)據(jù)對組織進行分類:陰性表達:0~30%;弱陽性表達:30%(含30%)~60%,強陽性表達:60%(含60%)以上。
針對所有肝癌患者,自其手術后進行電話隨訪,以患者死亡時間為隨訪終止時間,85例肝癌患者中,失訪患者13例,有效隨訪72例。
采用SPSS 20.0對所得數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,組間差異的比較采用卡方檢驗及t檢驗,檢驗不同NEK7表達情況與肝癌患者生物學特征之間的關系,分析影響肝癌患者的預后因素,Kaplan-Meier繪制NEK7陽性與陰性患者的生存曲線。以上比較均以P<0.05為差異具有統(tǒng)計學意義。
371例具有完整mRNA數(shù)據(jù)和臨床數(shù)據(jù)的患者,經過Cox回歸分析和LASSO計算后CCDC21、GTF3C2和DBF4為與患者預后密切相關的mRNA分子,Spearman相關性分析表明CCDC21及GTF3C2與NEK7之間的表達具有顯著的相關性(表1),提示NEK7與肝癌的關系密切。
表1 mRNA數(shù)據(jù)與NEK7之間的相關性
免疫組化結果表明,相較于癌旁組織及肝臟組織,肝癌組織中NEK7呈陽性表達(圖1),不同分化肝癌組織中,低分化肝癌組織NEK7呈強陽性表達,高分化肝癌組織中呈弱陽性表達(圖2),肝癌組織中NEK7陽性表達率高于癌旁組織及肝臟組織,其在三種組織中陽性表達率差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.001)(表2)。
圖1 不同組織NEK7表達情況A:肝癌組織;B:癌旁組織;C:肝臟組織;400×
圖2 不同分化肝癌組織NEK7表達情況A:低分化肝癌組織NEK7呈強陽性表達;B:高分化肝癌組織NEK7呈弱陽性表達,400×
表2 NEK7在肝癌、癌旁及肝臟組織中的表達情況[n(%)]
單因素分析比較表明,在肝癌組織中NEK7陽性表達及陰性表達與臨床病理特征如性別、年齡、是否合并肝炎、Child分級、肝癌分期、分化程度及腫瘤大小等差異情況均無相關性,與是否合并癌栓及生存時間之間則顯著相關,進一步分析則表明,組織中NEK7是否呈強陽性表達與臨床病理特征如性別、年齡、是否合并肝炎、肝癌分期、腫瘤大小等均無顯著相關性,與腫瘤的分化程度、Child分級、是否合并癌栓及生存時間之間具有相關性(表3)。
表3 NEK7表達情況與肝癌臨床病理特征關系
針對可能影響患者生存時間的臨床病理特征進行單因素分析,結果表明:患者生存時間與臨床病理特征如性別、年齡、是否合并肝炎、Child分級、肝癌分期及腫瘤大小等無顯著相關性,與分化程度、是否合并癌栓及NEK7表達情況之間則具有相關性(表4)。
表4 患者生存時間與臨床病理特征之間關系
根據(jù)肝癌組織中NEK7陽性及陰性表達情況,將患者分為兩組,Kaplan-Meier繪制患者生存時間曲線,相比較于NEK7陰性表達患者,NEK7陽性表達組患者的總生存率顯著降低(圖3)。
圖3 不同NEK7表達肝癌患者Kaplan-Meier相較于NEK7陰性表達患者,NEK7陽性表達患者生存時間顯著縮短
1975年,Morris等[7]在對曲霉菌有絲分裂突變體的研究中,將鑒定出來的細胞周期突變體命名為nim(never in mitoshs),進一步的研究在nim中發(fā)現(xiàn)了4個等位基因nimA[8],功能學研究表明nimA可以編碼一種絲/蘇氨酸蛋白激酶,進而通過調節(jié)紡錘體極而影響有絲分裂。隨后Letwin等[9]從小鼠中分離出了與nimA相關的基因,即NEK1基因,隨后相繼分離出了與NEK1相似的基因家族,即NEK基因家族[10]。
NEK家族異常表達的結果常會導致細胞周期的調控異常,使得細胞的分化、增殖出現(xiàn)異常,進而導致腫瘤細胞的產生。Hayward等[11]研究表明乳腺癌中NEK2具有異常高表達的現(xiàn)象;Kokuryo等[12]的研究則顯示膽管癌中NEK2呈高表達狀態(tài);Cao等[13]在肝癌細胞的研究結果則表明NEK6與肝癌的發(fā)生發(fā)展之間具有一定的關聯(lián)性。
作為NEK家族中的重要一員,NEK7在多種實體腫瘤中呈不同程度的高表達狀態(tài),既往研究表明在膽囊癌組織中NEK7同樣呈高表達狀態(tài),且與患者生存時間之間呈現(xiàn)顯著的相關性[6];Yan等[14]研究顯示NEK7促進胰腺癌細胞的遷移、侵襲、粘附、增殖和肝轉移能力,NEK7的高表達患者伴隨著較差的預后生存結果。本研究結果表明相較于肝癌癌旁組織及正常肝臟組織,NEK7在肝癌組織中呈高表達狀態(tài),研究結論與Wang等[6]膽囊癌中研究結果相一致。進一步分析表明NEK7表達水平及強度與是否合并有癌栓及肝癌組織分化程度相關,提示NEK7可能促進了肝癌細胞的分化能力及侵襲轉移能力,然而針對肝癌分期及腫瘤大小等病理學特征比較之后,NEK7陽性表達情況并無顯著差別,提示本研究樣本數(shù)據(jù)可能不夠充分,另一方面則表明NEK7可能參與了肝癌整個發(fā)生、發(fā)展過程,且影響力未隨著時間的推移而減弱。生存分析表明高表達NEK7的肝癌患者,其生存時間較低表達者顯著縮短,預后因素分析則表明NEK7為影響肝癌患者生存時間的危險因素,表明NEK7作為肝癌患者預后預測的靶標分子的可行性,針對NEK7高表達患者,術后早期即可采取有效的干預措施,節(jié)省醫(yī)療資源的同時,可有效延長術后高危肝癌患者的生存時間。
總之,鑒于NEK在各種類型腫瘤細胞系中高度表達,其可能與多種腫瘤的快速復發(fā)和不良結果相關,抑制NEK可在體外和體內對多種類型的腫瘤產生抗癌作用[15]。后續(xù)體外實驗及動物實驗研究中進一步探究NEK7與肝癌細胞生物學行為之間的相關性,及其產生影響的具體分子機制,將有可能使NEK7成為肝癌診斷及治療的靶向分子。