郭新宇，田鵬，張鵬，劉毅，劉健康

河南省人民醫(yī)院阜外華中心血管病醫(yī)院普外科，鄭州 450000

胃癌是發(fā)病率和病死率均較高的腫瘤之一，發(fā)病早期癥狀缺乏特異性，導(dǎo)致早期診斷率明顯較低，但進(jìn)展期胃癌患者的預(yù)后明顯差于早期胃癌，因此，尋找影響胃癌預(yù)后的風(fēng)險(xiǎn)因素十分重要[1-2]。叉頭框蛋白 C1（forkhead box C1，F(xiàn)OXC1）家族龐大且功能廣泛，DNA結(jié)合區(qū)域有特殊的翼狀螺旋結(jié)構(gòu)是其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，已有研究證實(shí)，F(xiàn)OX參與調(diào)控機(jī)體免疫、糖和脂類代謝、細(xì)胞周期和凋亡并保持胚胎干細(xì)胞的多功能性[3-4]。FOX家族成員之一的FOXC1被證實(shí)與腫瘤細(xì)胞的增殖、浸潤轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，在多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮作用[5]。上皮鈣粘蛋白（E-cadherin）是鈣依賴鈣粘著素家族成員之一，主要分布于非神經(jīng)細(xì)胞的上皮組織，主要功能是介導(dǎo)同種細(xì)胞間的黏附[6]。早期研究發(fā)現(xiàn)，E-cadherin黏附系統(tǒng)可明顯抑制腫瘤轉(zhuǎn)移，破壞多種惡性腫瘤的黏附功能，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞離散從而發(fā)生侵襲和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移[7]。目前，關(guān)于FOXC1和E-cadherin在胃癌臨床預(yù)后中的相關(guān)性及對腫瘤細(xì)胞生物學(xué)行為的影響的報(bào)道較少，因此，本研究探討FOXC1、E-cadherin在胃癌中的表達(dá)及與患者臨床特征和預(yù)后的關(guān)系，并分析FOXC1、E-cadherin對胃癌細(xì)胞增殖、侵襲的影響及作用機(jī)制，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 對象與方法

1.1 研究對象

選取2013年3月至2014年3月在河南省人民醫(yī)院胃腸外科一個(gè)病區(qū)手術(shù)治療的97例胃癌患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：病理學(xué)診斷證實(shí)為胃癌；癌旁正常組織距離腫瘤邊緣外2 cm以上且經(jīng)病理學(xué)證實(shí)未發(fā)生癌變。排除標(biāo)準(zhǔn)：合并其他惡性腫瘤的患者；術(shù)前接受放化療、免疫治療或其他治療。97例胃癌患者中男50例，女47例；年齡38～80歲，平均（55.16±10.43）歲；＜50歲41例，≥50歲56例；TNM分期：Ⅰ～Ⅱ期33例，Ⅲ～Ⅳ期64例；病理類型均為腺癌；分化程度：低分化65例；中分化21例，高分化11例；淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移74例，未轉(zhuǎn)移23例；腫瘤直徑：≥3 cm 69例，＜3 cm 28例；浸潤深度：未及漿膜層24例，突破漿膜層73例。取97例胃癌患者的胃癌組織及相應(yīng)的癌旁正常組織標(biāo)本。本研究經(jīng)本院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)通過，所有患者及家屬均知情同意并簽署知情同意書。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 細(xì)胞和主要試劑 胃癌細(xì)胞系SGC7901和人永生化正常胃黏膜細(xì)胞系GES-1均購自中國科學(xué)院（上海）細(xì)胞庫，干擾質(zhì)粒pLVTHM-shFOXC1及陰性對照pLVTHM-shNC均由上海吉瑪公司設(shè)計(jì)并完成，Anti-FOXC1抗體-ChIP Grade（山羊多克隆抗體 to FOXC1-ChIP Grade，ab5079）、辣根過氧化物酶（horseradish peroxidase，HRP）標(biāo)記的驢抗山羊IgG、Anti-E-cadherin抗體（兔多克隆抗體to E-cadherin，ab15148）、HRP標(biāo)記的山羊抗兔IgG均購自美國Abcam公司，通用二步法檢測試劑盒（PV9000）及二氨基聯(lián)苯胺（diaminobenzidine，DAB）顯色試劑盒（ZLI-9018）均購自北京中杉金橋生物技術(shù)有限公司。

1.2.2 免疫組化法檢測FOXC1、E-cadherin的表達(dá)情況 取胃癌組織及相應(yīng)癌旁正常組織樣本固定包埋并切片，常規(guī)脫蠟和水化后，置于檸檬酸鹽緩沖液中高壓修復(fù)，采用3%雙氧水室溫下浸泡以阻斷內(nèi)源性過氧化物酶，封閉，分別加入稀釋好的FOXC1、E-cadherin一抗4℃過夜孵育，次日復(fù)溫后磷酸鹽緩沖液（phosphate buffered solution，PBS）洗滌干凈，分別加入稀釋好的HRP標(biāo)記的驢抗山羊IgG、山羊抗兔IgG，室溫孵育30 min，PBS洗滌。加入適量DAB孵育5 min，去離子水終止反應(yīng)，蘇木素復(fù)染，自來水沖洗后依次梯度乙醇脫水，二甲苯浸泡透明后干燥，中性樹膠封片，鏡檢觀察并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

結(jié)果判定：由兩名經(jīng)驗(yàn)豐富的病理醫(yī)師對病理切片進(jìn)行盲評。每張切片隨機(jī)選取5個(gè)高倍視野，每個(gè)視野隨機(jī)計(jì)數(shù)200個(gè)細(xì)胞，以細(xì)胞出現(xiàn)黃色或棕黃色顆粒為陽性表達(dá)，依據(jù)染色強(qiáng)度及陽性細(xì)胞比例進(jìn)行評分。染色強(qiáng)度計(jì)分：無著色計(jì)0分，淡黃色染色計(jì)分，棕黃色染色計(jì)2分，棕褐色染色計(jì)3分。陽性細(xì)胞所占比例計(jì)分：無陽性細(xì)胞計(jì)0分，＜25%計(jì)1分，25%～50%計(jì)2分，51%～75%計(jì)3分，＞75%計(jì)4分。將染色強(qiáng)度和陽性細(xì)胞所占比例評分相加，≥3分為陽性，＜3分為陰性。

1.2.3 穩(wěn)定干擾細(xì)胞系建立 將對數(shù)生長期的293FT細(xì)胞消化后加入含10%胎牛血清的高糖培養(yǎng)基，均勻鋪至6孔板中，置于37℃、5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，待細(xì)胞融合度達(dá)70%時(shí)換為無血清培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng)。采用Lipofectamine 2000轉(zhuǎn)染試劑并參照說明書，分別將干擾質(zhì)粒pLVTHM-shFOXC1及陰性對照pLVTHM-shNC轉(zhuǎn)染至293FT細(xì)胞，48 h后收獲慢病毒液，分別感染備好的SGC7901細(xì)胞，48 h后用熒光顯微鏡觀察綠色熒光蛋白（green fluorescent protein，GFP），將構(gòu)建成功的穩(wěn)定干擾細(xì)胞系分別記為SGC7901-shFOXC1和SGC7901-shNC，同時(shí)設(shè)置SGC7901空白對照。

1.2.4 蛋白質(zhì)印跡法（Western blot）檢測細(xì)胞中FOXC1、E-cadherin的相對表達(dá)量 分別提取空白對照SGC7901、人永生化正常胃黏膜細(xì)胞系GES-1、穩(wěn)定干擾細(xì)胞系SGC7901-shFOXC1及陰性對照SGC7901-shNC的總蛋白，二喹啉甲酸（bicinchoninic acid，BCA）蛋白定量試劑盒測定含量。加入上樣緩沖液后煮沸以制備蛋白樣品，取適量加入配制好的十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳（sodium dodecylsulfate-polyacrylamide gel electrophoresis，SDS-PAGE）凝膠，電泳后轉(zhuǎn)聚偏二氟乙烯（polyvinylidene fluoride，PVDF）膜，加入含5%脫脂奶粉的封閉液室溫下孵育2 h。分別加入適量用封閉液稀釋的FOXC1、E-cadherin一抗，4℃冰箱過夜。次日復(fù)溫后加入PBST洗膜，分別加入適量稀釋好的HRP標(biāo)記的驢抗山羊IgG、山羊抗兔IgG，室溫震蕩孵育2 h，PBST洗膜后加入電化學(xué)發(fā)光（electrochemiluminescence，ECL）避光5 min，暗室曝光并拍照，同時(shí)以甘油醛-3-磷酸脫氫酶（glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase，GADPH）作為內(nèi)參蛋白，計(jì)算FOXC1、E-cadherin的相對表達(dá)量。

1.2.5 平板克隆實(shí)驗(yàn)檢測細(xì)胞增殖能力 將空白對照SGC7901、人永生化正常胃黏膜細(xì)胞系GES-1、穩(wěn)定干擾細(xì)胞系SGC7901-shFOXC1及陰性對照SGC7901-shNC細(xì)胞消化后，接種于6孔板，每孔5×103，輕輕混勻后繼續(xù)于37 ℃、5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，隔周更換新鮮培養(yǎng)液，2周后用考馬斯亮藍(lán)染色，并在顯微鏡下計(jì)數(shù)菌落形成數(shù)量。重復(fù)實(shí)驗(yàn)3次，取平均數(shù)。

1.2.6 Transwell實(shí)驗(yàn)檢測細(xì)胞侵襲能力 將基質(zhì)膠Matrigel用無血清1640培養(yǎng)基以1∶5進(jìn)行稀釋，并取50 μl加入每個(gè)Transwell小室中，37℃靜置待其凝固后使用。實(shí)驗(yàn)前12 h將細(xì)胞培養(yǎng)液換成無血清培養(yǎng)基，消化細(xì)胞后用滅菌PBS清洗并計(jì)數(shù)，加入無血清培養(yǎng)基重懸細(xì)胞使其密度為5×105/ml，取250 μl加入至Transwell小室中，下室中加入600 μl含10%胎牛血清的1640，并保證下室與Transwell小室間無氣泡產(chǎn)生。37℃、5%CO2培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)24 h后棄掉Transwell小室中培養(yǎng)液，PBS洗滌，4%多聚甲醛固定下室面，PBS洗滌后，室溫下加入0.1%結(jié)晶紫染液避光染色15 min，用棉簽將小室上層未遷移細(xì)胞輕輕擦掉，倒置晾干，置于倒置熒光顯微鏡下取5個(gè)高倍視野觀察，并計(jì)數(shù)穿過基質(zhì)膠的細(xì)胞數(shù)。重復(fù)實(shí)驗(yàn)3次取平均數(shù)。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 18.0軟件對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，多組間比較采用單因素方差分析，兩組間比較采用獨(dú)立t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以例數(shù)和率（%）表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)或秩和檢驗(yàn)；生存分析采用Kaplan-Meier法，組間比較采用Log-rank檢驗(yàn)；相關(guān)分析采用Spearman相關(guān)分析；以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 不同組織中FOXC1和E-cadherin表達(dá)情況的比較

胃癌組織中FOXC1蛋白的陽性表達(dá)率為74.23%（72/97），高于癌旁正常組織的42.27%（41/97），差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=20.039，P＜0.05）。胃癌組織中E-cadherin蛋白的陽性表達(dá)率為29.90%（29/97），低于癌旁正常組織的100%（97/97），差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=104.698，P＜0.05）。

2.2 不同臨床特征胃癌患者胃癌組織中FOXC1和E-cadherin表達(dá)情況的比較

不同性別、年齡胃癌患者胃癌組織中FOXC1、E-cadherin蛋白陽性表達(dá)率比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。TNM分期為Ⅲ～Ⅳ期、分化程度為低中分化、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、腫瘤直徑≥3 cm、基層浸潤深度突破漿膜層胃癌患者胃癌組織中FOXC1蛋白陽性表達(dá)率較高、E-cadherin蛋白陽性表達(dá)率較低，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。（表1）

2.3 胃癌患者胃癌組織中FOXC1和E-cadherin表達(dá)的相關(guān)性

Spearman相關(guān)分析結(jié)果顯示，胃癌患者胃癌組織中FOXC1表達(dá)與E-cadherin表達(dá)呈負(fù)相關(guān)（r=-0.645，P=0.000）。

2.4 預(yù)后情況的比較

以電話或定期門診復(fù)查的方式對97例胃癌患者進(jìn)行5年的隨訪，隨訪截止時(shí)間為2019年3月31日，總生存期（overall survival，OS）指從手術(shù)開始至患者死亡或隨訪結(jié)束的時(shí)間。結(jié)果顯示，F(xiàn)OXC1陽性表達(dá)患者的5年生存率為56.94%，低于陰性患者的88.00%，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=7.862，P＜0.05）；E-cadherin陽性表達(dá)患者的5年生存率為100%，高于陰性患者的50.00%，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=22.325，P＜0.05）。FOXC1陰性 E-cadherin陽性患者5年生存率最高，為100%；其后依次為FOXC1和E-cadherin均陰性、FOXC1和E-cadherin均陽性，分別為80.00%、77.78%；FOXC1陽性E-cadherin陰性患者的5年生存率最低，為50.79%。

表1 不同臨床特征胃癌患者胃癌組織中FOXC1和E-cadherin表達(dá)情況的比較

2.5 不同細(xì)胞系中FOXC1和E-cadherin表達(dá)情況的比較

空白對照SGC7901、陰性對照SGC7901-shNC細(xì)胞中FOXC1蛋白的相對表達(dá)量均高于人永生化正常胃黏膜細(xì)胞系GES-1，E-cadherin蛋白的相對表達(dá)量均低于人永生化正常胃黏膜細(xì)胞系GES-1，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；穩(wěn)定干擾細(xì)胞系SGC7901-shFOXC1中FOXC1蛋白的相對表達(dá)量低于空白對照SGC7901和陰性對照SGC7901-shNC，E-cadherin蛋白的相對表達(dá)量高于空白對照SGC7901和陰性對照SGC7901-shNC，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。（圖1、表2）

圖1 Western blot檢測不同細(xì)胞系中FOXC1和E-cadherin的表達(dá)情況

2.6 FOXC1表達(dá)對胃癌細(xì)胞株SGC7901增殖能力的影響

平板克隆實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，穩(wěn)定干擾細(xì)胞系SGC7901-shFOXC1細(xì)胞克隆數(shù)為（186±46），明顯低于空白對照SGC7901的（895±204）和陰性對照SGC7901-shNC細(xì)胞的（884±226），差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué) 意 義（t=7.581、6.767，P＜0.01）；空 白 對 照SGC7901和陰性對照SGC7901-shNC細(xì)胞克隆數(shù)比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=0.081，P=0.937）。

表2 不同細(xì)胞系中FOXC1和E-cadherin蛋白的相對表達(dá)量（±s）

注：a與人永生化正常胃黏膜細(xì)胞系GES-1比較，P＜0.05；b與空白對照SGC7901比較，P＜0.05；c與陰性對照SGC7901-shNC比較，P＜0.05

細(xì)胞系FOXC1蛋白E-cadherin蛋白GES-1 SGC7901 SGC7901-shNC SGC7901-shFOXC1 F值P值0.09±0.031.68±0.32 0.67±0.15a0.18±0.09a 0.72±0.17a0.17±0.08a 0.24±0.08b c1.35±0.24b c 19.99342.409 0.0000.000

2.7 FOXC1表達(dá)對胃癌細(xì)胞株SGC7901侵襲能力的影響

Transwell實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，穩(wěn)定干擾細(xì)胞系SGC7901-shFOXC1通過Matrigel基質(zhì)膠的數(shù)量為（46±13），明顯少于空白對照SGC7901的（176±57）和陰性對照SGC7901-shNC的（186±64），差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=4.972、4.794，P＜0.01），空白對照SGC7901和陰性對照SGC7901-shNC通過Matrigel基質(zhì)膠的數(shù)量比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=0.261，P=0.800）。

3 討論

轉(zhuǎn)錄因子是一類通過調(diào)控特定的靶基因，對細(xì)胞、組織及器官的生長發(fā)育、分化、代謝等生物學(xué)過程發(fā)揮作用的關(guān)鍵性蛋白。存在于低等生物至高等生物中具有廣泛功能的FOX是一類龐大的轉(zhuǎn)錄因子家族成員，因其DNA結(jié)合區(qū)域存在特殊的翼狀螺旋結(jié)構(gòu)，即“叉頭區(qū)”，因此，被稱為叉頭框轉(zhuǎn)錄因子。目前，已發(fā)現(xiàn)不同種屬中從A～S等19個(gè)亞組共100多個(gè)FOX家族成員[8-9]。研究顯示，作為叉頭框轉(zhuǎn)錄因子家族成員之一，F(xiàn)OXC1參與了多種生物學(xué)過程，其基因遺傳突變與胚胎發(fā)育異常密切相關(guān)[10-11]；此外，F(xiàn)OXC1還可促進(jìn)卵巢癌、乳腺癌、胰腺癌等腫瘤的進(jìn)展，其過渡表達(dá)嚴(yán)重影響患者的預(yù)后[12-14]。本研究結(jié)果顯示，F(xiàn)OXC1在胃癌組織中高表達(dá)，可能作為促癌分子參與了胃癌的發(fā)生發(fā)展過程。此外，TNM分期越高、分化程度為低中分化、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、腫瘤直徑越大、組織浸潤程度越深，F(xiàn)OXC1陽性表達(dá)率越高，表明FOXC1與腫瘤的惡性程度呈正相關(guān)，且促進(jìn)了胃癌的侵襲和轉(zhuǎn)移。

作為黏附分子家族成員之一，E-cadherin在鈣離子參與下具有維持細(xì)胞間黏附連結(jié)、組織上皮完整性的作用，E-cadherin基因本身因具有跨膜結(jié)構(gòu)特征而能參與細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)[15]。上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）參與多種實(shí)體腫瘤侵襲及轉(zhuǎn)移的重要過程，其基本特征為E-cadherin基因缺失或表達(dá)下調(diào)，這主要是因?yàn)镋-cadherin基因功能障礙可破壞腫瘤細(xì)胞間的黏附功能，從而使腫瘤細(xì)胞易于脫離原發(fā)灶并發(fā)生轉(zhuǎn)移[16-17]。諸多腫瘤相關(guān)的研究結(jié)果顯示，E-cadherin蛋白表達(dá)下調(diào)增強(qiáng)了惡性腫瘤的侵襲能力，使患者預(yù)后較差[18]。本研究發(fā)現(xiàn)，胃癌組織中E-cadherin蛋白的陽性表達(dá)率低于癌旁正常組織，表明E-cadherin在胃癌組織中呈低表達(dá)且發(fā)揮抑癌基因的作用。此外，TNM分期越晚、分化程度為低中分化、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、腫瘤直徑越大、組織浸潤越深，胃癌患者胃癌組織中E-cadherin的陽性表達(dá)率越低，表明E-cadherin與腫瘤的惡性程度呈負(fù)相關(guān)，且抑制胃癌的侵襲轉(zhuǎn)移。

Spearman結(jié)果顯示，胃癌患者胃癌組織中FOXC1表達(dá)與E-cadherin表達(dá)呈負(fù)相關(guān)（r=-0.645，P=0.000）。預(yù)后情況顯示，F(xiàn)OXC1陽性表達(dá)患者的5年生存率低于陰性表達(dá)患者，E-cadherin陽性表達(dá)患者的5年生存率高于陰性表達(dá)患者，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。進(jìn)一步證實(shí)FOXC1促進(jìn)胃癌進(jìn)展且不利于患者預(yù)后，E-cadherin則與FOXC1相反，抑制胃癌利于患者良好預(yù)后。

本研究成功構(gòu)建了穩(wěn)定干擾細(xì)胞FOXC1細(xì)胞系，以進(jìn)一步研究FOXC1和E-cadherin在胃癌細(xì)胞中的相關(guān)性及其作用機(jī)制。結(jié)果顯示，空白對照SGC7901、陰性對照SGC7901-shNC細(xì)胞中FOXC1蛋白的相對表達(dá)量均高于人永生化正常胃黏膜細(xì)胞系GES-1，E-cadherin蛋白的相對表達(dá)量均低于人永生化正常胃黏膜細(xì)胞系GES-1，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），與組織檢測結(jié)果相一致。SGC7901-shFOXC1細(xì)胞中，F(xiàn)OXC1基因被敲低而表達(dá)下調(diào)，表明穩(wěn)轉(zhuǎn)干擾細(xì)胞系構(gòu)建成功，同時(shí)，E-cadherin表達(dá)上調(diào)，提示E-cadherin的表達(dá)能被FOXC1抑制，再次證實(shí)二者呈負(fù)相關(guān)性。研究顯示，腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程中，可能存在FOXC1基因表觀遺傳學(xué)的改變，F(xiàn)OXC1基因可能是通過調(diào)控細(xì)胞周期蛋白cyclin D1的表達(dá)影響細(xì)胞增殖[19-20]。本研究的平板克隆實(shí)驗(yàn)表明，敲低FOXC1的表達(dá)后，SGC7901細(xì)胞克隆數(shù)明顯減少，說明FOXC1蛋白能促進(jìn)胃癌細(xì)胞增殖。Transwell實(shí)驗(yàn)表明，敲低FOXC1的表達(dá)后，SGC7901細(xì)胞通過Matrigel基質(zhì)膠的數(shù)量明顯減少，說明FOXC1蛋白能增強(qiáng)胃癌細(xì)胞的侵襲能力。

綜上所述，胃癌組織中FOXC1呈高表達(dá)，E-cadherin呈低表達(dá)，二者呈負(fù)相關(guān)；FOXC1通過促進(jìn)胃癌細(xì)胞增殖、抑制E-cadherin表達(dá)來促進(jìn)EMT進(jìn)程，從而提高胃癌細(xì)胞的侵襲能力，最終導(dǎo)致胃癌的發(fā)生發(fā)展并影響患者的預(yù)后。