程 哲,汪潮潮,吳 娟,王 棒,周星辰
(蚌埠醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院神經(jīng)外科,安徽 蚌埠 233000)
膠質(zhì)瘤(glioma)為最常見的原發(fā)性中樞性神經(jīng)系統(tǒng)的惡性腫瘤,具有高致死致殘率[1-3],其中膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(GBM)的發(fā)病率最高,占原發(fā)中樞系統(tǒng)惡性腫瘤的46.1%。盡管目前膠質(zhì)瘤的診療技術(shù)不斷更新,包括最大范圍內(nèi)的腫瘤切除術(shù)聯(lián)合放化療、基因靶向治療、免疫治療及電場療法等,但膠質(zhì)瘤患者平均生存期僅為12 個月,且5 年生存率不足5%[4-7],因此,研究膠質(zhì)瘤的發(fā)病機(jī)制尤為重要。雙功能凋亡調(diào)節(jié)器(bifunctional apoptosis regulator,BFAR),其可以調(diào)控凋亡信號通路,一方面其能促進(jìn)Bcl-2 和Bcl-XL 的相互作用,同時其也可以直接或間接與Caspase-8 和Caspase-10 的前體作用,從而阻礙Fas介導(dǎo)的凋亡信號通路[8]。研究表明[9],BFAR 在組織中的表達(dá)具有高度特異性,在腦組織中為高表達(dá)。但目前關(guān)于BFAR 與起源于腦組織的膠質(zhì)瘤研究較少,基于此,本研究通過腫瘤相關(guān)數(shù)據(jù)庫來分析BFAR在膠質(zhì)瘤中組織標(biāo)本中的表達(dá)情況以及其與膠質(zhì)瘤患者臨床預(yù)后之間的關(guān)系,現(xiàn)報道如下。
1.1 數(shù)據(jù)庫分析 使用癌癥基因組圖譜(cancer genome atlas,TCGA)在線數(shù)據(jù)庫(GEPIA,http://gepia.cancer-pku.cn/) 分 析BFAR 在 低 級 別 膠 質(zhì) 瘤(LGG)及膠質(zhì)瘤母細(xì)胞瘤(GBM)中的表達(dá),應(yīng)用中國腦膠質(zhì)瘤基因圖譜(Chinese glioma genome atlas,CGGA,http:/www.cgga.org.cn)數(shù)據(jù)庫分析BFAR 在各個級別膠質(zhì)瘤中的表達(dá)情況。
1.2 材料 人腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞U251、T98 和LN229 由蘇州大學(xué)附屬第二醫(yī)院腦神經(jīng)實驗室惠贈;正常人腦星形細(xì)胞株NHA 購于合肥希研生物公司;細(xì)胞培養(yǎng)液DMEM 及胎牛血清(FBS)購自美國Gibco 公司;Trizol試劑購于上海Sangon Biotech 公司;RIPA、PMSF 試劑及BCA 試劑盒購于上海碧云天公司;BFAR 及GAPDH 引物由上海Sangon Biotech 合成;EasyScript One-Step gDNA Removal and cDNA Synthesis Super Mix 及TransStart Tip Green qPCR Super Mix 購 于TRANS 公司;BFAR、GAPDH 一抗購于中國ABclonal公司;二抗(羊抗兔)購于BIOMIKY 公司。
1.3 實時熒光定量聚合酶鏈反應(yīng)(qRT-PCR) 提取細(xì)胞總RNA,測定RNA 濃度。根據(jù)試劑盒中步驟:在每個反應(yīng)中加入2.0 μg RNA,70 ℃溫浴3 min,取出后冷卻至室溫,加0.5 μl 逆轉(zhuǎn)錄酶后置于37 ℃水浴60 min。20 μl 反應(yīng)體系中含2 μl cDNA,在Roche Light Cycler96 儀器上進(jìn)行45 個循環(huán)反應(yīng),按照94 ℃預(yù)變性30 s,94 ℃變性5 s,60 ℃退火15 s,72 ℃延伸10 s。設(shè)3 個重復(fù)組,結(jié)果以2-ΔΔCT值計算。BFAR 及GAPDH 的引物如下:BFAR 正向,5'-GAGTTTGCTTGGGACTGGTTGGAG-3',反 向,5'-GAGGCACGGTCTTCAGTTCACTTC -3';GAPDH 正向,5'-CAGGAGGCATTGCTGATGAT-3',反向,5'-GAAGGCTGGGGCTCATTT-3',以GAPDH 的mRNA表達(dá)水平作為內(nèi)參。
1.4 Western Blot 提取細(xì)胞總蛋白,BCA 法測蛋白質(zhì)濃度,配置8%的分離膠,5%的濃縮膠;每孔上樣10 μl,分別以濃縮膠80 V,30 min,分離膠120 V,1 h電泳;200 mA 濕轉(zhuǎn)2 h;1% BSA 室溫下封閉1 h;一抗:BFAR(1∶1000)、GAPDH(1∶1000)4 ℃孵育過夜,二抗:1∶10000 室溫下孵育1 h;ECL 曝光顯影。
1.5 統(tǒng)計學(xué)方法 數(shù)據(jù)統(tǒng)計采用GrapPad Prism 8 及SPSS 17.0 軟件處理,計量資料以()表示,兩組間比較采用t檢驗,多組間比較采用方差分析,生存分析采用Log-Rank 檢驗,以P<0.05 表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 BFAR 在膠質(zhì)瘤中的表達(dá)情況 基于TCGA 數(shù)據(jù)庫分析顯示,低級別膠質(zhì)瘤BFAR 的表達(dá)高于非瘤腦組織(P<0.05);膠質(zhì)母細(xì)胞瘤BFAR 表達(dá)高于非瘤腦組織(P<0.05),且隨著膠質(zhì)瘤惡性程度增加,BFAR 的表達(dá)量增加,見圖1。
2.2 BFAR 在膠質(zhì)瘤中的預(yù)后情況 BFAR 低表達(dá)的膠質(zhì)瘤患者總體生存時間長于BFAR 高表達(dá)的膠質(zhì)瘤患者(P<0.05);高表達(dá)BFAR 的高級別膠質(zhì)瘤患者總體生存期短于低表達(dá)BFAR 的高級別膠質(zhì)瘤患者(P<0.05);異檸檬酸脫氫酶(IDH)野生型膠質(zhì)瘤患者BFAR 表達(dá)高于IDH 突變型患者(P<0.05);非1p/19q 聯(lián)合缺失的膠質(zhì)瘤患者BFAR 表達(dá)高于1p/19q 聯(lián)合缺失的患者(P<0.05),見圖2。
2.3 BFAR 在膠質(zhì)瘤中與凋亡相關(guān)基因表達(dá)的相關(guān)性 基于TCGA 數(shù)據(jù)庫分析顯示,膠質(zhì)瘤中BFAR與抗凋亡相關(guān)蛋白Bcl-xl、Bcl-w、Mcl-1 表達(dá)及促凋亡相關(guān)蛋白Bax、Bad、Bim 表達(dá)密切相關(guān)(P<0.05),見圖3。
2.4 BFAR 在膠質(zhì)瘤細(xì)胞中表達(dá)情況 BFAR 蛋白在膠質(zhì)瘤細(xì)胞U251、T98 和LN229 中的表達(dá)比正常星形膠質(zhì)細(xì)胞NHA 中高(P<0.05);定量PCR 顯示,BFAR mRNA 在膠質(zhì)瘤細(xì)胞U251、T98 和LN229 中的表達(dá)比正常星形膠質(zhì)細(xì)胞NHA 中高(P<0.05),見圖4。
圖1 BFAR 在膠質(zhì)瘤中的表達(dá)情況
圖3 膠質(zhì)瘤中BFAR 的表達(dá)與凋亡相關(guān)基因的關(guān)系
圖4 膠質(zhì)瘤細(xì)胞中BFAR 表達(dá)情況
膠質(zhì)瘤具有高度的侵襲性和致死性,雖然臨床上治療方式不斷更新,但患者的總體預(yù)后仍較差[10]。因此,在膠質(zhì)瘤的發(fā)病機(jī)制及相關(guān)藥物治療中需積極探索尋找新的基因或者通路來調(diào)控膠質(zhì)瘤的生長及侵襲[11]。BFAR 為凋亡調(diào)控相關(guān)基因,然而有關(guān)其在膠質(zhì)瘤中的研究甚少。
本研究基于TCGA 數(shù)據(jù)庫分析顯示,低級別膠質(zhì)瘤BFAR 的表達(dá)高于非瘤腦組織(P<0.05);膠質(zhì)母細(xì)胞瘤BFAR 表達(dá)高于非瘤腦組織(P<0.05),且隨著膠質(zhì)瘤惡性程度增加,BFAR 的表達(dá)量增加;且BFAR 低表達(dá)的膠質(zhì)瘤患者總體生存時間長于BFAR 高表達(dá)的膠質(zhì)瘤患者(P<0.05);高表達(dá)BFAR的高級別膠質(zhì)瘤患者總體生存期短于低表達(dá)BFAR的高級別膠質(zhì)瘤患者(P<0.05),提示膠質(zhì)瘤中BFAR 的表達(dá)情況可以作為其預(yù)后判斷的指標(biāo)之一。異檸檬酸脫氫酶家族包括IDH1、IDH2 和IDH3這3 種異構(gòu)酶,膠質(zhì)瘤多伴有IDH1、2 的突變,而伴有IDH 突變的膠質(zhì)瘤患者往往預(yù)后較好[12]。少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤中染色體1p/19q 聯(lián)合性缺失最為常見,1p/19q 聯(lián)合缺失的膠質(zhì)瘤患者總生存期和無進(jìn)展生存期較長[13-15]。大量研究表明膠質(zhì)瘤一旦合并IDH突變及1p/19q 聯(lián)合缺失其對放化療更敏感。本研究中異檸檬酸脫氫酶(IDH)野生型膠質(zhì)瘤患者BFAR表達(dá)高于IDH 突變型患者(P<0.05);非1p/19q 聯(lián)合缺失的膠質(zhì)瘤患者BFAR 表達(dá)高于1p/19q 聯(lián)合缺失的患者(P<0.05),提示膠質(zhì)瘤中IDH 突變及1p/19q 聯(lián)合缺失可使膠質(zhì)瘤患者對放化療更敏感,因此BFAR 影響膠質(zhì)瘤預(yù)后很有可能與膠質(zhì)瘤的放化療相關(guān)。
BFAR 被認(rèn)為可以調(diào)控凋亡信號通路,一方面可以作用于抗凋亡相關(guān)基因,另一方面可以調(diào)控于促凋亡相關(guān)基因,其對凋亡信號的調(diào)控處于動態(tài)平衡狀態(tài)。本研究基于TCGA 數(shù)據(jù)庫分析顯示,膠質(zhì)瘤中BFAR 與抗凋亡相關(guān)蛋白Bcl-xl、Bcl-w、Mcl-1表達(dá)及促凋亡相關(guān)蛋白Bax、Bad、Bim 表達(dá)密切相關(guān)(P<0.05),但關(guān)于膠質(zhì)瘤中BFAR 調(diào)控凋亡相關(guān)通路及基因的機(jī)制還需要大量基礎(chǔ)研究進(jìn)一步探索。此外,本研究結(jié)果顯示,BFAR 蛋白在膠質(zhì)瘤細(xì)胞U251、T98 和LN229 中的表達(dá)比正常星形膠質(zhì)細(xì)胞NHA 中高(P<0.05);定量PCR 顯示,BFAR mRNA 在膠質(zhì)瘤細(xì)胞U251、T98 和LN229 中的表達(dá)比正常星形膠質(zhì)細(xì)胞NHA 中高(P<0.05),提示BFAR在膠質(zhì)瘤細(xì)胞中表達(dá)上調(diào)。
綜上所述,BFAR 在膠質(zhì)瘤中表達(dá)上調(diào)且與膠質(zhì)瘤患者的預(yù)后密切相關(guān),其中與促凋亡及抗凋亡相關(guān)基因表達(dá)關(guān)系密切。然而BFAR 在膠質(zhì)瘤中是如何調(diào)控凋亡通路及其與膠質(zhì)瘤的耐放化療之間的關(guān)系都需要進(jìn)一步的研究,其很有可能成為膠質(zhì)瘤治療的靶點基因。