董勝肖,靳海峰#,陳連剛,劉爽,劉惠敏,劉文格,劉貞
解放軍白求恩國際和平醫(yī)院1消化內科,2呼吸科,3腫瘤科,4病理科,石家莊 0500820
p75神經(jīng)營養(yǎng)素受體(neurotrophin receptor,NTR)是由399個氨基酸組成的I型細胞跨膜糖蛋白,其分布較為廣泛,表達于多種細胞的表面,如中樞神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)元和免疫系統(tǒng)的中性粒細胞、T淋巴細胞、B淋巴細胞等[1]。目前,關于p75NTR在腫瘤細胞惡性生物學行為中的作用尚存在爭議。國外有研究顯示,p75NTR具有類抑癌基因的活性,可以通過抑制腫瘤細胞的增殖和誘導腫瘤細胞的凋亡,從而抑制膀胱癌和前列腺癌的生長[2-3]。但是,國內也有研究認為,p75NTR可以促進喉癌細胞的增殖活性,并且與喉癌的發(fā)生、發(fā)展、轉移、分化等密切相關[4]。本研究探討了p75NTR在胃癌組織中的表達情況及其對胃癌細胞侵襲能力的影響,并分析其在胃癌轉移中的作用,旨在為臨床胃癌靶向治療藥物的研發(fā)提供新的思路,現(xiàn)報道如下。
收集2015年10月至2016年8月于解放軍白求恩國際和平醫(yī)院行手術切除的胃癌患者的胃癌組織標本及其相應的癌旁(距腫瘤組織邊緣≥5 cm)正常組織標本。納入標準:①均經(jīng)病理組織學檢查確診為胃癌;②胃癌組織及癌旁正常組織標本均來源于手術后;③術前均未行放化療;④臨床資料完整;⑤存在明確的TNM分期和組織分化程度。排除標準:①轉移性胃癌;②有腫瘤相關治療史。根據(jù)納入、排除標準,本研究共選取80例胃癌患者的胃癌組織(每例患者僅取一份病理組織)標本和相應的80例癌旁正常組織標本。80例胃癌患者中,男49例,女31例;年齡為22~78歲,平均年齡為(59.18±10.64)歲;組織分化程度:中+高分化56例,低+未分化24例;TNM分期按照國際抗癌聯(lián)盟(Union for International Cancer Control,UICC)和美國癌癥聯(lián)合委員會(American Joint Committee on Cancer,AJCC)頒布的第7版胃癌分期標準[5]進行分期:I期11例,Ⅱ期27例,Ⅲ期34例,Ⅳ期8例。
利用胃癌患者的活檢組織進行體外細胞培養(yǎng),獲得胃癌細胞株。免疫組化SP試劑盒和二氨基聯(lián)苯胺(diaminobenzidine,DAB)顯色試劑盒均購自北京中杉金橋生物技術有限公司,胎牛血清、RPMI1640培養(yǎng)基、0.25%胰蛋白酶、脂質體LipofectamineTM2000轉染試劑盒均購自美國Invitrogen公司,ECL Western blot檢測試劑盒購自美國Amersham公司,超凈工作臺購自賽默飛世爾科技(中國)有限公司,CO2培養(yǎng)箱購自上海喬躍電子科技有限公司,核酸蛋白檢測儀購自上海嘉鵬科技有限公司,光學顯微鏡購自日本Nikon公司,電轉移儀購自美國Bio-Rad公司,質粒抽提試劑盒購自美國Promega公司,總RNA提取試劑、逆轉錄試劑盒、實時熒光聚合酶鏈反應(real time-polymerase chain reaction,RT-PCR)特異性定量引物、內參均購自大連Takara公司。
1.3.1 細胞培養(yǎng) 在無菌條件下,取新鮮的胃癌組織標本放入離心管,保存于4℃溫度下。將切成碎塊的胃癌組織置于無菌培養(yǎng)皿中,加入2 ml 0.25%胰蛋白酶,孵育30 min,經(jīng)200目篩網(wǎng)過濾后獲得單細胞懸液,加入紅細胞裂解液,裂解細胞;1000 r/min離心5 min,離心半徑為19 cm,棄除上清液,加入含10%胎牛血清的完全培養(yǎng)基重懸,將細胞置于37℃、5%CO2的細胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。24~48 h更換培養(yǎng)液,48 h傳代1次。
1.3.2 免疫組織化學染色法 取石蠟包埋組織進行切片,切片厚度為1~2 μm,嚴格按照免疫組化SP試劑盒說明書的步驟進行操作。每個切片隨機選擇10個視野,觀察p75NTR的陽性表達情況。p75NTR陽性判斷標準:以細胞膜和細胞質呈棕黃色顆粒判定為p75NTR陽性表達。①染色強度評分標準:無著色為0分,淺黃色為1分,棕黃色為2分,棕褐色為3分;計算10個視野下的染色平均分值。②陽性細胞所占百分比評分標準:0分,陽性細胞所占百分比為0;1分,陽性細胞所占百分比為1%~10%;2分,陽性細胞所占百分比為11%~50%;3分,陽性細胞所占百分比為51%~75%;4分,陽性細胞所占百分比>75%。根據(jù)染色指數(shù)判定染色結果,染色指數(shù)=陽性細胞所占百分比評分×細胞染色強度評分;其中,染色指數(shù)為0~1分為p75NTR陰性表達,染色指數(shù)≥2分為p75NTR陽性表達[6]。
1.3.3 細胞轉染及分組 ①構建慢病毒干擾載體:從GenBank中獲得編碼人p75NTR基因(NM-003483)的序列;選擇pGMLV-綠色熒光蛋白基因(green fluorescence protein gene,GFP)慢病毒載體,構建慢病毒重組質粒,并轉染至感受態(tài)細胞DH5α中。采用質粒抽提試劑盒提取慢病毒重組質粒和包裝質粒,并轉染至293T細胞中,測定慢病毒滴度。②建立p75NTR基因過表達穩(wěn)定細胞系:提前1天在相應備行轉染的6孔板上接種5×105個細胞,培養(yǎng)24 h后,待細胞融合度達50%~60%時,嚴格按照脂質體轉染說明書的步驟將p75NTR序列或無序序列轉染至細胞,置于37℃、5%CO2的細胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24~48 h。提取細胞RNA及蛋白,驗證目的基因的表達情況及轉染效率。將胃癌細胞分為兩組:陰性對照(NC)組(轉染無序序列)和p75NTR轉染組(轉染p75NTR序列)。
1.3.4 RT-PCR檢測細胞中p75NTRmRNA的表達情況 按照總RNA提取試劑操作說明提取胃癌細胞的總RNA。以上述提取的總RNA中的mRNA作為模板,按照mRNA逆轉錄說明書將所提取的mRNA逆轉錄為cDNA,保存于-20℃的條件中備用。將25 μl反應體系(Taq Mix22 μl+cDNA模板1 μl+上下游引物各1 μl)按程序擴增:95 ℃ 3 min預變性;95℃ 30 s變性,60℃ 30 s退火(U6、p75NTR退火溫度分別為60℃、57.8℃),72℃5 min延伸,共40個循環(huán)。以U6作為內參,進行RT-PCR檢測。U6上游引物為5'-TGGCGATGGCAGTGTCTTAG-3',下游引物為5'-GTGCAGGGTCCGAGGT-3';p75NTR上游引物為5'-CAGCTTTGAGGTTCGTGTTTGT-3', 下 游 引 物 為 5'-ATGCTCTTCTTTTTTGCGGAAA-3'。實驗重復3次。根據(jù)熒光定量PCR儀的使用說明調整基線,將閾值設定在熒光值對數(shù)圖的線性部分,從軟件中讀取Ct值。ΔCt=樣品Ct均值-內參Ct均值,ΔΔCt=ΔCt-(隨機陰性對照樣品Ct均值-內參Ct均值),應用2-ΔΔCt法計算目的基因mRNA的相對表達量。
1.3.5 Transwell小室檢測細胞的侵襲能力 將誘導分化后的胃癌原代細胞(每孔1×105個細胞)100 μl單層接種至Transwell上層小室內,加入不含血清的RPMI1640培養(yǎng)基;下室加入600 μl含10%胎牛血清的RPMI1640培養(yǎng)液;將Transwell小室置于37℃、5%CO2的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48 h。于下室中加入足量的甲醛固定液,結晶紫染色,采用磷酸鹽緩沖液(phosphate buffer saline,PBS)沖洗3次,置于倒置光學顯微鏡下計數(shù)。顯微鏡下隨機選取5個視野觀察侵襲細胞數(shù)目,每個視野計數(shù)3次,取平均值。實驗重復3次。
1.3.6 細胞黏附實驗 在96孔培養(yǎng)板中每孔加入100 μl Matrigel膠,4℃預冷過夜。加入含5%胎牛血清的PBS室溫孵育30 min,調整細胞濃度,以每孔1×105個細胞接種至96孔板中,加入含0.1%胎牛血清的RPMI1640培養(yǎng)基。置于37℃、5%CO2的細胞培養(yǎng)箱中孵育45 min后,棄上清,每孔加入100 μl含0.2%Cristal viole(t75%乙醇配制),室溫染色15 min后,PBS沖洗細胞2次,干燥。每孔加入100 μl含5%十二烷基硫酸鈉(sodium dodecyl sulfate,SDS)的50%乙醇裂解細胞,靜置30 min后,測定540 nm波長處的吸光度值。實驗重復3次。
1.3.7 蛋白質印跡法(Western blot)檢測細胞中p75NTR蛋白的表達情況 將細胞培養(yǎng)瓶中的培養(yǎng)液倒掉,加入苯甲基磺酰氟(phenylmethylsulfonyl fluoride,PMSF)細胞裂解液,提取細胞總蛋白。加入SDS上樣緩沖液充分混勻,置于95℃水浴箱中10 min,使蛋白變性。進行十二烷基硫酸鈉聚丙烯酰胺凝膠(sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gelelectrophoresis,SDS-PAGE)電泳分離,將蛋白條帶轉移至聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride,PVDF)膜上。浸入密封液中,室溫密閉1 h。加入p75NTR抗體(1∶1000稀釋)孵育過夜。采用TBST液沖洗3次,加入二抗,37℃孵育1 h,取適量的ECL試劑顯影5 min,采用凝膠成像分析系統(tǒng)測定凝膠光密度值。采用Western blot檢測p75NTR蛋白表達水平的變化。實驗重復3次。
采用SPSS 18.0軟件對-數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。計量資料以均數(shù)±標準差(±s)表示,組間比較采用t檢驗;計數(shù)資料以例數(shù)和率(%)表示,組間比較采用χ2檢驗。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
免疫組化染色結果顯示:胃癌組織中p75NTR蛋白的陽性表達率為26.25%(21/80),明顯低于癌旁正常組織的73.75%(59/80),差異有統(tǒng)計學意義(χ2=36.100,P<0.01)。
腫瘤直徑<5 cm、TNM分期為I~Ⅱ期、無淋巴結轉移胃癌患者胃癌組織中的p75NTR蛋白陽性表達率均高于腫瘤直徑≥5 cm、TNM分期為Ⅲ~Ⅳ期、有淋巴結轉移的胃癌患者,差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。不同年齡、性別、分化程度胃癌患者胃癌組織中的p75NTR蛋白的陽性表達情況比較,差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。(表1)
表1 不同臨床特征的胃癌患者p75NTR陽性表達情況比較
經(jīng)RT-PCR和Western blot檢測,結果顯示,p75NTR轉染后,NC組胃癌細胞中p75NTRmRNA的相對表達量為(0.42±0.10),低于p75NTR轉染組胃癌細胞中的(1.39±0.11),差異有統(tǒng)計學意義(t=17.972,P<0.05)。NC組胃癌細胞中p75NTR蛋白的相對表達量為(0.37±0.09),低于p75NTR轉染組胃癌細胞中的(2.25±0.14),差異有統(tǒng)計學意義(t=32.594,P<0.05)。
p75NTR轉染組胃癌細胞的黏附率為(27.85±6.114)%,低于NC組的(100.0±10.35)%,差異有統(tǒng)計學意義(t=16.976,P<0.05)。p75NTR轉染組胃癌細胞的侵襲率為(20.98±4.33)%,低于NC組的(100.0±6.79)%,差異有統(tǒng)計學意義(t=27.754,P<0.05)。
胃癌發(fā)展至一定程度后便會發(fā)生轉移,多數(shù)早期胃癌患者的臨床癥狀缺乏特異性,且胃癌的病程較短,惡化程度較高,大部分胃癌患者確診時已表現(xiàn)出明顯的胃癌轉移的癥狀,并很快出現(xiàn)惡病質[7]。胃癌的轉移途徑較多,胃癌患者的情況不同,胃癌的轉移途徑亦不同。左鎖骨上淋巴結、肝臟、腹腔轉移均是胃癌的最常見轉移途徑;胃癌發(fā)生腹腔廣泛轉移時患者可出現(xiàn)腹腔積液的癥狀,發(fā)生肝臟轉移時患者可出現(xiàn)肝腫大及相關癥狀。研究顯示,淋巴結轉移是胃癌轉移的重要途徑,而且發(fā)生較早[8]。淋巴結轉移占胃癌轉移的70%;胃下部腫瘤常轉移至幽門下淋巴結、胃下淋巴結、腹腔動脈旁淋巴結等,而胃上部腫瘤常轉移至胰旁淋巴結、賁門旁淋巴結、胃上淋巴結等[9]。晚期胃癌可轉移至主動脈周圍和膈上淋巴結,甚至可轉移至左鎖骨上淋巴結。隨著腫瘤的生長,腫瘤侵犯胃壁越深、越廣,發(fā)生轉移的風險就越大。根據(jù)轉移的先后順序將胃癌轉移分為3組:第1組,距離瘤體最近且貼于胃壁上的淺組淋巴結,一般發(fā)生于胃癌局限于黏膜下層時[8];第2組,引流淺淋巴結的深組淋巴結,發(fā)生于胃癌侵犯黏膜肌層時;第3組,包括腹腔動脈旁、腹主動脈、肝門、腸系膜根部及結腸中動脈周圍淋巴結,也可發(fā)生遠處淋巴結轉移,如左鎖骨上淋巴結,此組轉移多為腫瘤侵犯至漿膜層時發(fā)生[10]。發(fā)生第3組淋巴結轉移時,胃癌患者已經(jīng)失去了根治的機會。
胃癌的直接轉移指的是腫瘤生長并侵入胃壁后,可繼續(xù)向縱深方向生長,突破漿膜層,直接侵犯相鄰器官和組織(以大網(wǎng)膜、肝、胰、橫結腸為常見,其次為空腸、膈肌甚至腹壁)[11]。胃癌轉移直接關系到手術方式的選擇及是否能夠行根治性切除。一般僅存在鄰近臟器局限性轉移時,可行手術切除,但是若轉移范圍較大,則難以行根治性手術切除。浸潤型胃癌可沿黏膜或漿膜直接向食管或十二指腸發(fā)展。腫瘤一旦侵及漿膜,極容易向周圍鄰近器官或組織如肝、胰、脾、橫結腸、空腸、膈肌大網(wǎng)膜及腹壁等浸潤。腫瘤細胞脫落時,也可種植于腹腔、盆腔、卵巢與直腸膀胱陷凹等位置[11]。
近年來,研究證實,p75NTR對于部分腫瘤的發(fā)展具有抑制作用,被認為是一種潛在的腫瘤抑制劑[12]。研究顯示,p75NTR對前列腺癌的生長具有明顯的抑制作用[13];但是,也有研究發(fā)現(xiàn),p75NTR對黑色素瘤細胞的腦轉移具有促進作用[14]。兩項研究的結論存在矛盾,提示p75NTR發(fā)揮的作用并不是固定的,可能會因環(huán)境與腫瘤的不同而發(fā)揮不同的作用[15]。本研究先通過Western blot檢測p75NTR在胃癌組織和癌旁正常組織中的表達情況,探討了不同臨床特征胃癌患者p75NTR的陽性表達情況,又觀察了p75NTR表達對胃癌細胞侵襲細胞外基質的能力和黏附能力的影響,結果顯示,p75NTR蛋白在胃癌組織中的陽性表達率為26.25%,明顯低于癌旁正常組織的73.75%(P<0.01),而且上調p75NTR的表達后,胃癌細胞的黏附率和侵襲率均降低,表明過表達p75NTR對胃癌細胞的侵襲和黏附能力均具有抑制作用,提示p75NTR可能在胃癌的發(fā)生過程中起著重要作用。
綜上所述,p75NTR在胃癌組織中的陽性表達率明顯低于癌旁正常組織,腫瘤直徑≥5 cm、TNM分期為I~Ⅱ期、無淋巴結轉移胃癌患者胃癌組織中的p75NTR陽性表達率均較高,且能夠抑制胃癌細胞的侵襲能力和黏附能力,對于臨床上靶向治療胃癌具有一定的參考意義。