張 帆, 劉 嘯, 阿迪力·麥木提敏, 安尼卡爾·安尼瓦爾,帕麗黛姆·圖爾迪, 吳佩玲
(新疆醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院口腔醫(yī)學(xué)診療中心,新疆維吾爾自治區(qū) 烏魯木齊 830000)
腮腺多形性腺瘤是由腫瘤上皮性組織和黏液樣或軟骨樣間質(zhì)所組成的一種唾液腺腫瘤,WHO根據(jù)其組織病理學(xué)及生物學(xué)特性,將其界定為臨界瘤。該疾病手術(shù)治療后易復(fù)發(fā),腫瘤浸潤(rùn)包膜或多次復(fù)發(fā)后可導(dǎo)致腫瘤惡變[1]。研究發(fā)現(xiàn),細(xì)胞遺傳學(xué)改變、細(xì)胞外基質(zhì)蛋白、癌基因、抑癌基因及黏附分子,均在腮腺多形性腺瘤的發(fā)生、惡變過程中發(fā)揮了一定的作用[2]。谷胱甘肽過氧化物酶-3(GPX-3)是已知GPX家族中唯一的細(xì)胞外亞型,是體內(nèi)重要的過氧化物分解酶之一,在清除過氧化氫及脂質(zhì)過氧化物中起重要作用[3]。研究發(fā)現(xiàn),GPX-3可以通過傳遞電子體使體內(nèi)的磷脂、脂肪酸過氧化氫減少。過氧化氫可參與腫瘤細(xì)胞的各種生物學(xué)行為過程,如腫瘤細(xì)胞的增殖、移動(dòng)及侵襲[4]。多種因素可導(dǎo)致GPX-3表達(dá)變化,并與多種疾病的發(fā)生、發(fā)展相關(guān),已有研究表明GPX-3在腫瘤組織中呈現(xiàn)低表達(dá)[5]。但國(guó)內(nèi)外有關(guān)GPX-3在腮腺多形性腺瘤中表達(dá)的報(bào)道較為罕見。本研究通過熒光定量PCR及蛋白免疫印跡法檢測(cè)腮腺多形性腺瘤及瘤旁組織中GPX-3基因和蛋白的表達(dá)水平,來(lái)探討GPX-3的表達(dá)與腮腺多形性腺瘤發(fā)生與惡變的相關(guān)性,為腮腺多形性腺瘤的基因預(yù)測(cè)及治療提供新思路。
本研究隨機(jī)選取2017-06—2019-04期間,新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院、新疆醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院,以及新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院收集的標(biāo)本(腮腺良性多形性腺瘤30例、腮腺多形性腺瘤瘤旁2 cm腺體組織30例、腮腺惡性多形性腺瘤10例)。其中男性42例,女性28例;50歲以上46例,50歲以下24例;腫瘤平均大小3.2 cm。納入標(biāo)準(zhǔn):臨床病理診斷為腮腺良、惡性多形性腺瘤(圖1)及瘤旁2 cm腺體組織的手術(shù)樣本,且均未行任何輔助治療;患者同意并簽訂樣本留取知情同意書,并記錄患者臨床資料。排除標(biāo)準(zhǔn):曾接受術(shù)前放療或化療患者的樣本組織。30例腮腺良性多形性腺瘤組織為良性組,30例腫瘤邊緣2 cm腮腺組織為正常組,10例腮腺惡性多形性腺瘤組織為惡性組。所有樣本均由2名經(jīng)驗(yàn)豐富的主治醫(yī)師及以上級(jí)別的病理醫(yī)師診斷。根據(jù)腫瘤大小從腫瘤中心至邊緣分別取多個(gè)樣本,分別分成2份,1份放置液氮罐中凍存,另1份送病理檢查,經(jīng)病理證實(shí)后納入樣本。
主要試劑和儀器包括:Trizol試劑(Invitrogen公司,美國(guó))、反轉(zhuǎn)錄試劑盒(Thermo公司,美國(guó))、熒光定量PCR試劑盒(QIAGEN公司,德國(guó))、GPX-3羊抗人多克隆抗體 (Abcam公司,英國(guó))、兔抗人βactin多克隆抗體(Abcam公司,英國(guó))、聚偏二氟乙烯膜(羅氏公司,德國(guó))、Applied Biosystems 7500熒光定量PCR儀(ABI公司,美國(guó))、凝膠成像儀(Bio-Rad 公司,美國(guó))、酶標(biāo)儀(Thermo 公司,美國(guó));GPX-3及β-actin引物均由上海生工基因合成。
圖1 腮腺良性多形性腺瘤(A)和腮腺惡性多形性腺瘤(B)的組織病理學(xué)表現(xiàn)(×100)Figure 1 Histopathological findings of benign pleomorphic adenoma of parotid gland (A)and malignant pleomorphic adenoma of parotid gland(B) (×100)
取100 mg組織,用眼科剪剪成小塊,置于組織勻漿機(jī)中研成粉末,加入1 mL Trizol試劑,靜置15 min;加入1/5體積的氯仿,混勻于冰上放置5 min。4℃下12 000 r/min離心15 min,吸取上清液至新的EP管中,加入等體積的異丙醇混勻,-20℃下放置0.5 h,4℃下12 000 r/min離心10 min。加入75%乙醇溶液1 mL,抽吸使沉淀物懸浮,4℃下12 000 r/min離心5 min,棄上清液,再次加入75%乙醇溶液;重復(fù)此步驟,后置于冰上待乙醇揮發(fā);再加入適量焦碳酸二乙酯(DEPC)水,4℃12 000 r/min離心1 min,所得溶液即為總RNA。利用Nandrop分光光度計(jì)測(cè)定RNA濃度及A260/A280比值。根據(jù)試劑盒說(shuō)明書,將RNA反轉(zhuǎn)錄為cDNA,以 cDNA為模板進(jìn)行PCR擴(kuò)增。采用相對(duì)定量法,以β-actin作為內(nèi)參基因,相關(guān)目的基因及內(nèi)參基因序列如表1所示。PCR體系為 20 μL,具體包括 2×SYBR Green PCR Master Mix、QN ROX Reference Dye 2 μL,上游、下游引物各 1.4 μL,RNase-free water 3.2 μL,cDNA 2 μL。并且每個(gè)樣本設(shè)置3個(gè)復(fù)孔,檢測(cè)3個(gè)生物學(xué)重復(fù)。反應(yīng)條件為:95℃預(yù)變性 2 min;95℃變性5 s,60℃ 退火10 s,35個(gè)循環(huán)。在Applied Biosystems 7500熒光定量PCR儀器中進(jìn)行,用 2-ΔΔCt法計(jì)算各組相對(duì)表達(dá)量,比較3組表達(dá)量的差異,并行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。
表1 熒光定量PCR引物序列Table 1 Real-time PCR primer sequences
取100 mg組織,用眼科剪剪成小塊,置于組織勻漿機(jī)中研成粉末,加入1 mL的RIPA裂解液和10 μL的苯甲基磺酰氟超聲處理。處理完后置冰上裂解0.5 h,10 000 g/min離心10 min,取中層溶液即為所提蛋白,二喹啉甲酸(BCA)法測(cè)蛋白濃度。取20 μL蛋白在12%SDS-PAGE中進(jìn)行電泳,半干法轉(zhuǎn)膜,5%脫脂奶粉室溫封閉2 h,4℃一抗孵育過夜。用1×TBST洗膜3次,每次15 min,加入二抗室溫孵育2 h。用 1×TBST洗膜 3次,每次15 min,之后在暗室中加入ECT發(fā)光劑進(jìn)行顯影,Image Lab軟件分析各條帶灰度值,以GPX-3蛋白條帶與β-actin蛋白條帶的比值作為GPX-3蛋白的相對(duì)表達(dá)量。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次,比較3組表達(dá)量的差異,并行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。
使用SPSS 21.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,采用K-S檢驗(yàn)數(shù)據(jù)是否呈正態(tài)分布,Levene檢驗(yàn)方差齊性,GPX-3 mRNA及蛋白表達(dá)量采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤表示,不符合正態(tài)分布則使用秩和檢驗(yàn),多組組間差異性檢驗(yàn)采用ANOVA方差分析,兩兩比較以對(duì)照組為參照進(jìn)行Dunnett檢驗(yàn),GPX-3在不同年齡、性別及腫瘤大小中的表達(dá)陽(yáng)性率運(yùn)用獨(dú)立四格表χ2檢驗(yàn),均以雙側(cè)P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
腮腺良性多形性腺瘤、腮腺惡性多形性腺瘤中mRNA的相對(duì)表達(dá)量明顯低于瘤旁組織,且腮腺惡性多形性腺瘤中mRNA的相對(duì)表達(dá)量最低,組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01,表 2、圖 2、圖 3)。
表2GPX-3 mRNA在瘤旁腺體組織及腮腺良惡性多形性腺瘤中的表達(dá)結(jié)果(例)Table 2 Expression of GPX-3 mRNA in para-tumor glandular tissue and benign and malignant parotid pleomorphic adenoma(case)
圖2 熒光定量PCR分析GPX-3基因在瘤旁腺體組織及腮腺良惡性多形性腺瘤中的相對(duì)表達(dá)量Figure 2 Quantitative PCR analysis of GPX-3 gene in paraneoplastic glandular tissue,benign and malignant parotid pleomorphic adenoma
腮腺多形性腺瘤瘤旁腺體組織、腮腺良性多形性腺瘤、腮腺惡性多形性腺瘤中蛋白的表達(dá)量分別為 0.94±0.01、0.35±0.02、0.11±0.01(表 3),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。GPX-3 蛋白在腮腺良、惡性多形性腺瘤中的表達(dá)明顯低于瘤旁組織(P<0.01,表3、圖4、圖 5)。
圖3 腮腺良惡性多形性腺瘤中GPX-3基因相對(duì)瘤旁腺體組織的表達(dá)分布Figure 3 Expression distribution of GPX-3 gene in benign and malignant pleomorphic adenomas of the parotid gland relative to adjacent tumor tissue
表3 GPX-3蛋白在瘤旁腺體組織、腮腺良惡性多形性腺瘤中的表達(dá)結(jié)果(例)Table 3 Expression of GPX-3 protein in paraneoplastic glandular tissue,benign parotid pleomorphic adenoma,malignant parotid pleomorphic adenoma(case)
圖4 蛋白免疫印跡法分析GPX-3蛋白在瘤旁腺體組織及腮腺良惡性多形性腺瘤中的表達(dá)Figure4 Western blot analysis of GPX-3 protein expression in para-glandularglandulartissue,benignparotidpleomorphicadenoma,malignantparotidpleomorphicadenoma
如表4、表5所示:GPX-3 mRNA和蛋白在腮腺多形性腺瘤中的表達(dá),與患者的年齡、性別、腫瘤大小、組織學(xué)分級(jí)及分化程度無(wú)關(guān)(均P>0.05),但與腮腺惡性多形性腺瘤的TNM分期、惡性成分比例有關(guān)(均P<0.05)。
圖5 GPX-3蛋白在瘤旁腺體組織及腮腺良惡性多形性腺瘤中的表達(dá)分布Figure 5 GPX-3 protein expression and distribution in benign and malignant pleomorphic adenomas of the parotid glands and parotid glands
腮腺多形性腺瘤的發(fā)生起源于腺管和肌上皮細(xì)胞,是名副其實(shí)的“混合瘤”,其病理學(xué)表現(xiàn)多樣,可見腫瘤性上皮組織和黏液樣或軟骨樣間質(zhì),根據(jù)其成分比例,可分為細(xì)胞豐富型和間質(zhì)豐富型。一般認(rèn)為,細(xì)胞豐富型相對(duì)較易惡變,間質(zhì)豐富型相對(duì)較易復(fù)發(fā)。若處理不當(dāng),則易導(dǎo)致腫瘤復(fù)發(fā)[6]。如何減少術(shù)后復(fù)發(fā)是腮腺多形性腺瘤的一大挑戰(zhàn)。許多學(xué)者認(rèn)為,術(shù)中腫瘤切除不完全易導(dǎo)致復(fù)發(fā)[7],故腮腺多形性腺瘤的切除范圍一直是研究的熱點(diǎn)。程晗菲等[8]發(fā)現(xiàn),基質(zhì)金屬蛋白酶-9(matrix metalloprotein-9,MMP-9)及血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)在惡性腮腺多形性腺瘤中呈高表達(dá),相比瘤旁1 cm組織,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),證實(shí)瘤旁1 cm是腮腺多形性腺瘤切除的安全界限。而劉志明等[9]研究發(fā)現(xiàn),人第10號(hào)染色體缺失的磷酸酶(phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome then,PTEN)在腮腺多形性腺瘤及瘤旁0.5~1.0 cm組織中表達(dá)均低于正常腺體組織(P<0.05),而PTEN在瘤旁2 cm組織與正常腺體組織中表達(dá)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P>0.05),這為本實(shí)驗(yàn)采取瘤旁2 cm組織為正常對(duì)照組提供了理論依據(jù)。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),GPX-3在腮腺多形性腺瘤與瘤旁組織中的表達(dá)有顯著差異 (P<0.05),在基因和蛋白的表達(dá)量上支持臨床病理診斷。
表4 GPX-3 mRNA與腮腺多形性腺瘤臨床病理特征的關(guān)系(例)Table 4 Relationship between GPX-3 mRNA and clinicopathological features of parotid pleomorphic adenoma(case)
表5 GPX-3蛋白與腮腺多形性腺瘤臨床病理特征的關(guān)系(例)Table 5 Relationship between GPX-3 protein and clinicopathological features of parotid pleomorphic adenoma(case)
GPX家族有8個(gè)成員 (GPX1-GPX8),其主要功能是催化谷胱甘肽 (GSH)轉(zhuǎn)化為還原型谷胱甘肽(GSSG)[10-11]。GPX-3是目前已知唯一含有細(xì)胞外抗氧化異構(gòu)體的硒半胱氨酸,它能消除機(jī)體內(nèi)的過氧化氫和脂質(zhì)過氧化物,阻斷活性氧自由基對(duì)機(jī)體的損害。GPX-3異常失活可能導(dǎo)致組織細(xì)胞中ROS的過度產(chǎn)生和積累,引起上皮細(xì)胞DNA損傷,最終導(dǎo)致腫瘤發(fā)生[12]。多種報(bào)道顯示GPX-3是一種有效抑制腫瘤發(fā)展的基因。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)GPX-3在乳腺癌中的表達(dá)明顯低于相應(yīng)的癌旁組織,GPX-3的表達(dá)與乳腺癌的惡性程度及預(yù)后有關(guān)[13]。Zhou等[14]發(fā)現(xiàn)GPX-3高甲基化導(dǎo)致GPX-3在胃癌中表達(dá)下調(diào)。而關(guān)于GPX-3在腮腺多形性腺瘤中的表達(dá)少有報(bào)道。本研究通過熒光定量PCR和蛋白印跡法,檢測(cè)了GPX-3mRNA及其蛋白在腮腺良、惡性多形性腺瘤及瘤旁組織中的表達(dá),發(fā)現(xiàn)GPX-3 mRNA及蛋白的表達(dá)在腮腺良惡性多形性腺瘤中較瘤旁正常組織中明顯下降,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P<0.05),提示GPX-3參與了腮腺多形性腺瘤的發(fā)生及惡變。本研究結(jié)果與GPX-3在其他腫瘤中的表達(dá)趨勢(shì)一致,包括肺癌[15]、甲狀腺癌[16]、結(jié)腸癌[17]、黑色素瘤[18]、食管腺癌[19]、胃癌[14]等。而在臨床病理特征上,GPX-3在腮腺多形性腺瘤中的表達(dá)與患者年齡、性別、腫瘤大小、組織學(xué)分級(jí)及分化程度無(wú)明顯關(guān)系,但與腮腺惡性多形性腺瘤的TNM分期、侵襲性、惡性成分比例有關(guān),這與在乳腺癌中發(fā)現(xiàn)的結(jié)果基本一致。本研究結(jié)果提示,GPX-3的低表達(dá)與腮腺多形性腺瘤的發(fā)生、發(fā)展及惡變密切相關(guān),為GPX-3作為一種輔助因子來(lái)預(yù)測(cè)腮腺多形性腺瘤是否惡變,并評(píng)估預(yù)后提供了理論基礎(chǔ)。但因腮腺惡性多形性腺瘤較為少見,故本研究惡性組樣本較少,可能使本研究中GPX-3與腮腺多形性腺瘤惡性程度的關(guān)系,與其他惡性腫瘤的相關(guān)研究結(jié)果略有差異。后期值得在更大樣本中,進(jìn)一步研究GPX-3與腮腺多形性腺瘤復(fù)發(fā)及惡變的關(guān)系。
關(guān)于GPX-3的表達(dá)機(jī)制,有研究顯示DNA甲基化是導(dǎo)致基因表達(dá)沉默的常見機(jī)制之一[19],國(guó)外研究發(fā)現(xiàn)GPX-3高甲基化可能導(dǎo)致GPX-3在腫瘤中呈現(xiàn)低表達(dá)[20],且Zhou等[14]發(fā)現(xiàn)GPX-3高甲基化可能是老年胃癌患者術(shù)后復(fù)發(fā)的預(yù)后指標(biāo)。本研究探討了GPX-3的表達(dá)與腮腺多形性腺瘤發(fā)生及惡變的相關(guān)性,但GPX-3高甲基化與其表達(dá)下降的關(guān)系仍需進(jìn)一步研究。最新研究通過調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞中的GPX-3水平來(lái)抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)及更新,進(jìn)一步為GPX-3對(duì)腫瘤的靶向治療提供了潛在可能[21]。本研究發(fā)現(xiàn)GPX-3在腮腺多形性腺瘤中的表達(dá)下降,且GPX-3的低表達(dá)與腮腺多形性腺瘤的發(fā)生及惡變密切相關(guān),故GPX-3有望成為腮腺多形性腺瘤惡變及預(yù)后的生物學(xué)指標(biāo)。目前GPX-3對(duì)腫瘤的作用機(jī)制尚不明確,在臨床的靶向治療上仍需進(jìn)一步研究。隨著GPX-3作用機(jī)制研究的深入,它終將在腫瘤基因靶向治療上進(jìn)一步被突破,為腮腺多形性腺瘤復(fù)發(fā)及惡變的治療提供新思路,從而減少反復(fù)手術(shù)對(duì)患者造成的創(chuàng)傷。