熊輝強,王鶴齡,羅 璝,劉紅兵,劉月輝,張少容△
(1.江西省豐城市人民醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科 331100;2.南昌大學第二附屬醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科,南昌330006)
腫瘤細胞能否被機體的免疫系統(tǒng)攻擊與細胞內的促吞噬和抗吞噬信號的平衡表達有關。斯坦福大學醫(yī)學院的研究人員發(fā)現(xiàn)多種惡性腫瘤細胞表面攜帶了促吞噬作用的鈣網(wǎng)蛋白(calreticulin,CRT),其可發(fā)送信號招募巨噬細胞吞噬并消化這些腫瘤細胞,引起機體的抗腫瘤免疫反應。研究人員還證實腫瘤細胞表面的這個“來吃我”信號可被另一條獨立的“別吃我”CD47信號抵消。這一發(fā)現(xiàn)為某些惡性腫瘤的治療帶來了新希望[1]。CRT和CD47的表達已經(jīng)在多種人類惡性腫瘤組織中被發(fā)現(xiàn)。盡管如此,CRT和CD47表達的臨床意義仍然不明確,存有爭議。因此,本文通過RT-PCR和免疫組織化學法檢測促吞噬和抗吞噬信號作用的CRT和CD47在喉鱗癌組織中的表達水平,研究二者在喉鱗狀上皮細胞癌(laryngeal squamous cell carcinoma,LSCC)發(fā)生、發(fā)展中的作用,評估CRT、CD47的表達是否和LSCC的免疫發(fā)生有關。
1.1 一般資料 42例喉癌患者癌組織標本及18例癌旁正常組織標本(安全界外1cm)均收集于2010年1月至2011月5月南昌大學第二附屬醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科手術患者,所有標本及時裝入含有RNAstore酶的凍存管中,-80℃冰箱凍存,用于RT-PCR檢測。同時選取病理科2008年1月至2011年5月原發(fā)性LSCC病理存檔蠟塊68例,其中,男62例,女6例,年齡47~79歲,平均61.5歲,包括高分化LSCC 28例,中低分化LSCC 40例;隨機選取同期20例癌旁正常組織作為對照組。上述所取所有癌組織標本術后均經(jīng)病理檢查證實為喉鱗狀上皮細胞癌。所有患者術前均未做放、化療。
1.2 總RNA的提取及RT-PCR 總RNA的提取參照TRNzol試劑說明書進行操作,將所得的RNA沉淀、洗滌、晾干,溶于RNase-free ddH2O中。測定吸光光度值,電泳判定RNA的完整性,取A260/A280比值為1.8~2.0的RNA逆轉錄成cDNA,cDNA的合成參照TaKaRa逆轉錄試劑說明書操作,將所得的cDNA產(chǎn)物保存于-20℃冰箱中,用于PCR。引物由上海捷瑞生物工程有限公司設計并合成,CRT引物序列,sense:5′-ACA ACT TCC TCA TCA CCA AC-3′;antisense:5′-TCA TCC TCC TCA TCC TCA TC-3′,產(chǎn)物長度為211bp。CD47引 物 序 列,sense:5′-CCT TCG TCA TTG CCA TA TTG-3′;antisense:5′-TAG GAG GTT GTA TAG TCT TCT G-3′,產(chǎn)物長度為201bp。人β-actin作為內參照,其序列為:sense:5′-TGG AAG GTG GAC AGC GAG G-3′;antisense:5′-CGG GAA ATC GTG CGT GAC-3′,產(chǎn)物長度為 434bp。PCR反應體系為50μL,包括:Premix Taq 25μL、cDNA 2μL、上下游引物各1μL,加滅菌蒸餾水至50μL。PCR反應條件為:94℃預變性5min,然后進行30個循環(huán)的擴增(94℃變性30s,引物退火溫度30s,72℃延伸1min/kbp),最后72℃延伸5min。將所得PCR擴增產(chǎn)物凝膠電泳,對電泳結果進行掃描拍照。
1.3 免疫組織化學 采用鏈霉素抗生物素蛋白-過氧化酶法(SP)檢測LSCC組織中CRT、CD47蛋白及淋巴細胞的表達水平,CRT及CD47單克隆抗體為SANTA CRUZ產(chǎn)品,CD3、CD45RO單克隆抗體及SP染色試劑盒購于北京中杉金橋生物公司,抗體工作濃度為1∶100。組織切片脫蠟至水后抗原修復、室溫孵育,加一抗37℃孵育2h,具體操作參照其說明書嚴格進行,經(jīng)DAB顯色,蘇木精對比染色后,中性樹膠封片。免疫組織化學陽性結果判斷:在每張切片上隨機選取10個(×400)高倍視野相同范圍下計數(shù),并根據(jù)陽性細胞數(shù)及染色強度區(qū)分陽性等級。(1)陽性細胞數(shù)少于1%的為0分,陽性細胞小于10%為1分,11%~50%為2分,大于51%為3分;(2)染色強度:陰性為0分,弱陽性1分,中等陽性2分,強陽性3分??贵w得分為(1)+(2)。得分為3~6分者為陽性,小于3分者為陰性[3]。癌組織中淋巴細胞浸潤的計數(shù)按照 Hussein′s方法[2],選取癌組織間質和實質中淋巴細胞高浸潤的10個高倍視野區(qū)作為計數(shù)區(qū)域,避免選取腫瘤壞死區(qū)域,由2名觀察者同時計數(shù)淋巴細胞,結果用±s表示。癌組織間質中CD3+細胞大于16個/HP為高浸潤,小于或等于16個/HP為低浸潤;CD45RO+細胞大于24個/HP為高浸潤,小于或等于24個/HP為低浸潤。癌組織實質中CD3+細胞大于8個/HP為高浸潤,小于或等于8個/HP為低浸潤;CD45RO+細胞大于14個/HP為高浸潤,小于或等于14個/HP為低浸潤。
1.4 統(tǒng)計學處理 應用SPSS16.0統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計學處理,計量資料以±s表示,兩樣本均數(shù)比較采用近似t檢驗,計數(shù)資料采用χ2檢驗或Fisher精確檢驗、線性相關分析,檢驗水準α=0.05。
2.1 RT-PCR檢測結果 PCR產(chǎn)物電泳結果見圖1。在本實驗中,通過對42例LSCC新鮮標本進行RT-PCR檢測,發(fā)現(xiàn)22例可見CRT mRNA的強表達,3例為弱表達,其余未見CRT mRNA的表達,CRT mRNA在LSCC中的陽性表達率為59.5%;18例癌旁正常組織中CRT mRNA僅2例為弱表達,陽性表達率為11.1%,CRT mRNA在LSCC組織及癌旁正常組織中的相對表達量分別為(0.608 1±0.357 6)和(0.248 6±0.156 9)。在42例LSCC中,CD47mRNA的陽性表達率為54.8%(23/42),在18例癌旁正常組織中CD47mRNA低表達4例,陽性率為22.2%(4/18),CD47mRNA 在 LSCC組織及癌旁正常組織中的相對表達量分別為(0.563 7±0.350 1)和(0.260 7±0.172 9),CRT mRNA、CD47mRNA在LSCC組織中的表達明顯高于癌旁正常組織(P<0.05)。
圖1 PCR產(chǎn)物電泳結果
圖2 CRT蛋白表達(SP,×200);
圖3 CD47蛋白的表達(SP,×200);
圖4 間質中CD3+T淋巴細胞表達(SP,×200);
圖5 間質中CD45RO+T淋巴細胞(SP,×200);
圖6 實質中CD3+T淋巴細胞表達(SP,×400);
圖7 實質中CD45RO+T淋巴細胞(SP,×400)
2.2 免疫組織化學檢測結果 CRT蛋白主要表達于胞漿、胞膜中,細胞核及細胞外基質中未見表達,鏡下陽性細胞呈棕黃色(圖2)。在68例LSCC組織中,33例可見不同程度的陽性表達,其余35例未見表達。20例癌旁正常鱗狀上皮組織中CRT蛋白僅1例呈弱陽性表達。CRT蛋白在LSCC組織中的表達水平明顯高于癌旁正常鱗狀上皮組織(P<0.05)。本實驗研究了CRT與患者性別、吸煙、腫瘤T分期、淋巴結轉移、臨床分期、組織分化程度、CD3+T細胞及CD45RO+T細胞浸潤8項臨床病理參數(shù)的關系,結果顯示CRT隨著腫瘤分期、淋巴結轉移及臨床分期的增加,CRT蛋白的表達亦增加(P<0.05),CRT陽性的表達和癌組織間質和實質中高浸潤的CD45RO+細胞呈正相關,而與癌組織間質和實質中CD3+細胞浸潤及患者的其他臨床病理參數(shù)(患者性別、吸煙、組織分化程度)無相關性(表1)。CD47蛋白的表達主要位于細胞膜表面,細胞質中亦見部分表達,細胞核中未見到表達(見圖3)。CD47蛋白在LSCC中的表達率為42.6%(29/68),在癌旁正常鱗狀上皮組織中的表達率為15%(3/20),CD47蛋白在LSCC中的表達明顯高于癌旁正常鱗狀上皮組織(P<0.05)。通過與LSCC臨床病理參數(shù)的分析發(fā)現(xiàn),CD47蛋白的表達與LSCC的腫瘤分期、淋巴結轉移、臨床分期及癌組織實質中CD45RO+T細胞的浸潤密切相關(P<0.05),而與患者性別、吸煙、組織分化程度、CD3+T細胞及癌組織間質中CD45RO+T細胞的浸潤均無相關性(表1)。CD47蛋白的表達隨著CRT蛋白的表達增加而增加,其與CRT蛋白的表達呈正相關(Pearson相關系數(shù)r=0.89 P<0.05)。
表1 CRT、CD47蛋白與LSCC臨床病理參數(shù)及淋巴細胞的關系
3.1 CRT mRNA和蛋白表達 CRT是一種相對分子質量為46×103Ca2+結合蛋白,由人19號染色體上單一基因編碼,包含9個外顯子及3個不同的結構域(N、P和C),具有高度的進化保守性[3]。CRT具有多種功能,參與伴侶分子活性及細胞內Ca2+環(huán)境平衡的調節(jié),細胞間黏附信號的調控,內質網(wǎng)中折疊和低聚反應過程中粘蛋白的合成,以及抑制血管生成和腫瘤細胞生長[4]。Panaretakis等[5]研究表明,細胞表面的CRT暴露,能提供一種“來吃我”信號,招募樹突狀細胞(DCs)和巨噬細胞,導致免疫反應。CRT的表達已經(jīng)在多種腫瘤中被發(fā)現(xiàn),例如黑色素瘤、肝癌、肺癌、乳腺癌、胰腺癌及前列腺癌[6],CRT被證實參與了多種腫瘤的發(fā)生和發(fā)展。
在本研究中,CRT mRNA和蛋白在LSCC中的表達均明顯高于它的鄰近正常上皮組織(P<0.05),提示CRT可能與抑制LSCC癌變的發(fā)生有關,CRT的抑癌活性與CRT對腫瘤細胞免疫原性的產(chǎn)生有關。研究發(fā)現(xiàn),腫瘤細胞死亡的免疫原性依靠細胞膜表面的CRT的暴露,CRT暴露后能被吞噬細胞或者其他抗原提呈細胞識別(APCs)而被吞噬,在APCs期間,腫瘤相關抗原(TAA)或者腫瘤特異性抗原(TSA)同時被處理,并呈提給相應的T淋巴細胞,最后引起特異性抗腫瘤免疫反應,抑制腫瘤的發(fā)生[7]。本研究通過對癌組織間質和實質中淋巴細胞的檢測發(fā)現(xiàn),CRT的表達伴隨CD45RO+T細胞的高浸潤,二者呈正相關(P<0.05),與CD3+T細胞無相關性(P>0.05),表明免疫反應中產(chǎn)生的CD45RO+T細胞可能參與了腫瘤的發(fā)生過程。Peng等[8]在研究CRT在ⅢB期結腸癌中的表達亦發(fā)現(xiàn),CRT陽性的表達和高浸潤的CD45RO+細胞有關,認為發(fā)生在結腸癌中的CRT表達和免疫反應有關。在免疫反應中產(chǎn)生的效應細胞(例如CD3+T細胞、CD45RO+T細胞和巨噬細胞)浸潤癌組織時,能抑制癌組織的發(fā)生、發(fā)展[9]。
本研究通過檢測不同腫瘤分期、臨床分期及淋巴結轉移組的CRT表達發(fā)現(xiàn),CRT隨著腫瘤、臨床分期及淋巴結轉移的增加,CRT的表達率逐漸升高,提示CRT在LSCC的發(fā)展、侵襲轉移中起重要作用。Alur等[10]研究表明,CRT在前列腺癌中的過度表達能抑制前列腺癌細胞的生長和轉移,它的抑制功能發(fā)揮需要富含脯氨酸P-區(qū)域,該區(qū)域包括2個序列重復結構,能形成一種擴展的支臂結構使其能結合到其他的伴侶分子,例如ERp57,或者通過影響細胞內Ca2+的儲藏來發(fā)揮抑制腫瘤細胞生長的作用,從而抑制前列腺癌的發(fā)展。還有報道表明CRT能通過增加細胞與細胞間、細胞與基質間黏附發(fā)揮抑制浸潤和轉移作用。Vougas等[11]認為CRT在低分化的結腸癌中的表達高于高分化結腸癌,盡管如此,在本研究中CRT的表達和不同病理分化程度無關(P>0.05)。
3.2 CD47mRNA和蛋白表達 CD47,又稱整聯(lián)蛋白(integrin-associated protein,IAP),是一種廣泛表達于細胞膜表面的免疫球蛋白樣蛋白質,由特定的整聯(lián)蛋白、G蛋白及膽固醇組成的超分子復合物[12]。CD47的配體為信號調節(jié)蛋白alphα鏈(signal regulatory proteinαchain,SIRPα),CD47和SIRPα組成細胞間通訊系統(tǒng)(CD47-SIRPα系統(tǒng)),其在多種細胞進程中發(fā)揮重要作用,包括細胞遷移、B細胞的黏附和T細胞凋亡的活化,此外,CD47-SIRPα系統(tǒng)也與巨噬細胞的吞噬作用的負調節(jié)有關,CD47通過與SIRPα結合產(chǎn)生抑制抗性信號,下調巨噬細胞的吞噬作用,進而對固有免疫系統(tǒng)產(chǎn)生抑制作用[13]。在治療上,抗CD47單克隆抗體能結合CD47-SIRPα復合體從而促進腫瘤細胞被巨噬細胞吞噬。
Chao等通過檢測不同腫瘤細胞和正常細胞中的CRT和CD47的表達發(fā)現(xiàn),CRT陽性的細胞同時伴有高水平的CD47表達,CRT和CD47的表達有一種較強的正相關性。本研究通過檢測LSCC和癌旁正常上皮組織中的CD47表達發(fā)現(xiàn),CD47 mRNA和蛋白在LSCC組織中的表達要高于癌旁正常上皮組織,同時CD47蛋白的表達隨著腫瘤、臨床分期及淋巴結轉移的增加,CD47的表達率逐漸升高.線性相關分析表明CD47的表達和CRT呈正相關(Pearson相關系數(shù)r=0.89 P<0.05),提示CD47亦參與LSCC的發(fā)生、發(fā)展過程。CD47主要表現(xiàn)在能促使LSCC癌變的發(fā)生和發(fā)展。其機制可能與高水平或者上調表達的CD47能抵抗CRT的促吞噬及免疫激活功能,從而允許雖有CRT表達的細胞不被吞噬并獲得額外的突變,最后轉化成惡性細胞。Majeti等[14]在小鼠體內的實驗顯示,人類白血病干細胞(LSC)通過上調CD47表達,利用人CD47-鼠SIRPα機制來逃避巨噬細胞對LSC的吞噬作用,使其逃避了機體的固有免疫系統(tǒng)的殺傷作用,促使腫瘤的發(fā)生和發(fā)展。程千松等[15]研究表明CD47對T細胞凋亡過程有活化作用,能為T細胞凋亡的激活提供共刺激信號,增強T細胞受體(T cell receptor,TCR)信號轉導的效率。而在本研究中,通過評估CD47的表達和癌組織間質與實質中T淋巴細胞浸潤的關系,發(fā)現(xiàn)CD47陽性細胞的表達和癌組織實質中CD45RO+T細胞的高浸潤正相關(P<0.05),而與癌組織間質中CD45RO+T細胞及CD3+T細胞的浸潤無明顯相關性(P>0.05)。
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