浮鳳洲,范曉麗,孫 莉,△
(桂林醫(yī)學(xué)院臨床:1.醫(yī)學(xué)院;2.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院,廣西桂林541004)
肝細(xì)胞肝癌(以下簡稱肝癌)是我國最常見的惡性腫瘤之一,具有高發(fā)病率和高病死率的特點,近年來其發(fā)病率呈增高趨勢。Wnt 通路由多種癌基因和抑癌基因編碼的蛋白質(zhì)組成,是一種與調(diào)節(jié)胚胎發(fā)育以及腫瘤發(fā)生發(fā)展相關(guān)的蛋白信號傳導(dǎo)通路[1]。Wnt 通路與腫瘤相關(guān)的研究已成為當(dāng)前的研究熱點。Wnt 信號通路中與β-catenin 聚集密切相關(guān)的信號通路稱為經(jīng)典Wnt 信號通路,除此以外的Wn t 信號通路稱為非經(jīng)典Wnt 信號通路。Wnt10b 是Wnt 家族成員之一,由2.2 kb的m RNA編碼的389個氨基酸構(gòu)成,相對分子質(zhì)量為43 ×103。研究證實Wnt10b 通過經(jīng)典途徑在腫瘤發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮作用,并且在體外肝癌細(xì)胞株的研究中發(fā)現(xiàn)Wnt10b高表達(dá)[2]。本研究采用熒光定量PCR和Western blot 技術(shù)分別檢測33例肝癌組織及其對應(yīng)癌旁組織中Wnt10b m RNA及蛋白的表達(dá),初步探討Wnt10b 在肝癌中的表達(dá)規(guī)律及其與臨床病理參數(shù)之間的相關(guān)性。
1.1 材料
1.1.1 組織標(biāo)本 收集2012年6月至2013年5月桂林醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院原發(fā)性肝細(xì)胞肝癌手術(shù)標(biāo)本33對,按照C1、N1、C2、N2……C32、N32、C33、N33 編號,C代表癌組織,N代表癌旁組織。所有入組患者術(shù)前均未經(jīng)放化療及其他抗癌治療。
1.1.2 試劑 RNAiso 試劑、PrimeScript RT reagent Kit With gDNA Eraser 試劑盒、SYBR Green PCR試劑盒均購自大連Takara 公司,BCA蛋白定量試劑盒購自北京博奧森生物科技有限公司,鼠抗人單克隆抗體及羊抗鼠IgG購自美國Aviva Systems Biology公 司,β-actin鼠 抗 人 單 克 隆 抗 體 購 自 美 國Santa Cruz 公司。引物均由Invi t rogen 公司合成。Wnt10b 正向引物:5′-TTG ATA CCC ACA ACC GCA AT-3′;Wnt10b 反向引物:5′-GTG CTC GCT CAC AGA AGT CAG G-3′,β-actin正向引物:5′-GGC ATC CTC ACC CTG AAG T-3′,β-actin 反向引物:5′-GGG ATA GCA CAG CCT GGA T-3′,
1.1.3 儀器 ABI 7500 FAST熒光定量PCR擴(kuò)增儀,美國ABI 公司;紫外分光光度計,美國ABI 公司;電泳轉(zhuǎn)膜儀,北京六一儀器公司。
1.2 方法
1.2.1 分離腫瘤及癌旁組織 手術(shù)標(biāo)本切除后立即取材,避開腫瘤壞死與出血部位,無菌條件下取腫瘤組織及癌旁組織(用工具尺測量距瘤塊外緣3 cm以上)各2 塊,標(biāo)本大小約1 cm ×1cm ×1 cm,一塊置于甲醛固定液中固定,制做組織切片并進(jìn)行蘇木素-伊紅(HE)染色,邀2 名病理學(xué)專家對切片進(jìn)行病理學(xué)鑒定,另一塊在組織離體后20 min 內(nèi)置于液氮中速凍,然后儲存于-80 ℃冰箱,用于RNA和蛋白提取。
1.2.2 總R N A和蛋白的提取 取凍存的組織標(biāo)本,每例組織標(biāo)本稱取100 mg 加入1 m L RNAiso,在冰浴中進(jìn)行勻漿處理,直至勻漿液呈顆粒無透明狀,向勻漿裂解液中加入0.2 m L的氯仿,蓋緊離心管蓋,用手猛烈振蕩15 s,待乳液充分乳化,無分相現(xiàn)象后,室溫靜置5 min,然后12000 r/min 4℃離心15 min,取出分相清楚的離心管,轉(zhuǎn)移上清液至新的離心管中,加入等體積的異丙醇,充分混勻,室溫靜置10 min,12000 r/min 4 ℃離心10 min,有沉淀析出,棄上清液,75%乙醇洗滌沉淀后小心棄去乙醇,室溫干燥沉淀5 min,加入0.04 m L焦碳酸二乙酯(DEPC)水溶解沉淀。采用1.2%瓊脂糖凝膠電泳檢測總RNA的均一性和完整性,用紫外分光光度計測定總RNA的純度和含量,A260/A280在1.8~2.0之間時,讀取RNA濃度。
1.2.3 cDNA合成 按PrimeScript RT reagent Kit With gDNA Eraser 試劑盒說明書分兩步進(jìn)行cDNA合成,第一步:取總RNA 3.0μL,Oligo d T Primer 1.0μL,d NTP mixture 1.0 μL,RNase free d H2O 4.5μL,反應(yīng)條件為42 ℃2 min;第二步:向第一步反應(yīng)管中加5 ×PrimeScript Buffer 4.0μL,RNase Inhibitor 0.5 μL,PrimeScript RTase 1.0 μL,RNase Free d H2O 4.5μL,反應(yīng)條件為37 ℃15 min,85 ℃5 s。反應(yīng)產(chǎn)物放于-20 ℃冰箱保存。
1.2.4 熒光定量PCR采用SYBR法,使用ABI 7500 Fast Real Time PCR System進(jìn)行PCR擴(kuò)增和結(jié)果分析,反應(yīng)體系:2 ×SYBR Premix Ex Taq TMⅡ10.0μL,上、下游引物各0.8 μL,50 ×ROX Reference DyeⅡ0.4μL,cDNA模板2μL,加去RNase 水至20μL。兩步法PCR擴(kuò)增:95℃30 s;95℃3 s,60℃30 s,40個循環(huán)。每個樣品均作復(fù)管反應(yīng),重復(fù)3次,以DEPC 處理水作為陰性對照。所有樣品均在相同反應(yīng)條件下進(jìn)行Wnt10b m RNA檢測。采用2-△△CT法對擴(kuò)增產(chǎn)物定量計算,△CT=CTWnt10b-CTβ-actin,△△CT=△CT 癌-△CT癌旁=(CTwnt10b-CTβ-actin)癌-(CTWnt10b-CTβ-actin)癌旁。C代表Cycle(擴(kuò)增循環(huán)數(shù)),T代表threshol ds(擴(kuò)增域值),CT值的含義是:每個反應(yīng)管內(nèi)的熒光信號到達(dá)設(shè)定的域值時所經(jīng)歷的循環(huán)數(shù)。
1.2.5 PCR產(chǎn)物測序 在CEQ8000 測序儀上進(jìn)行PCR產(chǎn)物測序,以鑒定PCR產(chǎn)物特異性。
1.2.6 Western blot 檢測Wnt10b 蛋白的表達(dá) 分別提取肝癌和癌旁組織的總蛋白,經(jīng)12%十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)分離后,轉(zhuǎn)移電泳產(chǎn)物至硝酸纖維素膜上,于5%脫脂奶粉中室溫封閉1.5 h。加一抗(鼠抗人Wnt10b 單克隆抗體,1∶1500 稀釋),置于4℃冰箱反應(yīng)過夜。TBST洗滌3遍,每次10 mi n,加二抗(羊抗鼠Ig G抗體,1∶1000 稀釋),室溫培育2 h,暗室發(fā)光。以鼠抗人β-actin單克隆抗體(1∶1500稀釋)作為內(nèi)參照,Wnt10b 蛋白的相對表達(dá)量以Wnt10b/β-actin 灰度值比表示。
1.3 統(tǒng)計學(xué)處理 采用SPSS17.0 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)處理,癌組織與癌旁組織比較采用配對t檢驗,Wnt10b mRNA表達(dá)與臨床病理參數(shù)間的比較采用兩樣本t檢驗,檢驗水準(zhǔn)為α=0.05,以P<0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 HE染色鑒定組織病理特征 共收集標(biāo)本33對,通過HE 染色,病理鑒定所有組織標(biāo)本病理特征,高分化肝癌7 對,中分化肝癌17 對,低分化肝癌9 對,見圖1。
圖1 癌及癌旁組織病理學(xué)圖片(HE ×200)
2.2 組織總R N A提取及實時定量P C R采用Trizol 法提取組織總RNA,取產(chǎn)物5μL 上樣量于1.2%瓊脂糖凝膠電泳,電泳結(jié)果可見18S 和28S 兩條清晰條帶,提示總RNA高質(zhì)量提取成功。將RNA反轉(zhuǎn)錄后進(jìn)行熒光定量PCR檢測,通過熒光定量PCR擴(kuò)增曲線,產(chǎn)物到達(dá)平臺期,對融解曲線分析,可以看到單一的峰型,說明擴(kuò)增產(chǎn)物有較高的特異性。PCR產(chǎn)物比較采用CT法定量,根據(jù)2-ΔΔCt值反映出Wnt10b 在不同樣本的表達(dá)水平,見圖2。
2.3 Wnt10b m RNA在肝癌及癌旁組織中的表達(dá)差異 將每個樣品的2-△△CT值作為觀察值,反映Wnt10bmRNA在33 對肝癌組織標(biāo)本中的表達(dá)量,對Wnt10b mRNA在肝癌和癌旁組織中的2-△△CT進(jìn)行配對t 檢驗,結(jié)果顯示:Wnt10b mRNA在肝癌組織中的表達(dá)量顯著高于癌旁組織,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),見表2。
圖2 Wnt10b mRNA在肝癌及癌旁組織中的表達(dá)
2.4 Wnt10b 蛋白在肝癌及癌旁組織中的表達(dá)差異 Western blot 結(jié)果顯示:肝癌組織中Wnt10b 蛋白表達(dá)水平明顯高于癌旁組織,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),見表2。Wnt10b 和βactin 灰度值見圖3。
2.5 肝癌組織中Wn t 10 bmRNA的表達(dá)與臨床病理參數(shù)的關(guān)系 肝癌組織中Wnt10b mRNA的表達(dá)與患者的年齡、性別、組織分化程度及臨床分期無關(guān)(P>0.05),見表3。
表2 癌組織和癌旁組織中Wnt10b mRNA和 蛋白的表達(dá)(±s)
表2 癌組織和癌旁組織中Wnt10b mRNA和 蛋白的表達(dá)(±s)
a:P<0.01,與癌旁組織比較。
組別 n mRNA 2-△△CT蛋白質(zhì)癌組織 339.4441±7.6787a 0.2439±0.0826值a 335.3547±5.79050.1903±0.0936癌旁組織
圖3 Western blot 檢測Wnt10b 在肝癌及癌旁組織中蛋白的表達(dá)
表3 組織中Wnt10b 的表達(dá)與臨床病理參數(shù)的比較(±s)
表3 組織中Wnt10b 的表達(dá)與臨床病理參數(shù)的比較(±s)
P1:高分化組和中分化組比較;P2:中分化組和低分化組比較;P3高分化組和低分化組比較;P4:Ⅱ期和Ⅲ期比較;P5:Ⅲ期和Ⅳ期比較;P6:Ⅱ期和Ⅳ期比較。
項目 n Wnt10b mRNA 2-△△CT 值P 0.6703 男 229.0325±7.7348 女 1110.2672±7.8693年齡 0.9465 <60 歲 209.5181±8.5656 ≥60 歲 139.3301±6.4064分化程度 高 78.9668±8.54420.9730(P1) 中 179.0941±8.17660.6685(P2) 低 910.4763±6.76230.6986(P3)臨床分期 Ⅱ 108.3789±5.86620.5679(P4) Ⅲ 1510.2817±8.18100.7207(P5) Ⅳ 89.0398±8.74130.8572(P6)性別
Wnt 經(jīng)典信號通路在調(diào)節(jié)組織器官的生成、增殖和分化,以及維持機(jī)體穩(wěn)態(tài)中起重要作用[3]。經(jīng)典Wnt 信號通路的構(gòu)成和激活機(jī)制的研究已相對完善,人們認(rèn)識到經(jīng)典Wnt 信號通路并不僅是一條單純的線性信號傳導(dǎo)通路,而是一條多基因參與,擁有多個作用位點的相對開放的信號途徑,參與該途徑的蛋白及其作用機(jī)制相對復(fù)雜。Wnt 蛋白是Wnt 基因編碼的分泌性蛋白,屬于經(jīng)典途徑的有:Wnt1、Wnt2、Wnt3、Wnt3a、Wnt8a、Wnt8b、Wnt10a、Wnt10b[2]。之前的研究表明Wnt 經(jīng)典信號通路參與了消化系統(tǒng)腫瘤和女性生殖系統(tǒng)腫瘤的形成。研究證實,Wnt2 在食管細(xì)胞癌中通過激活經(jīng)典信號通路,促進(jìn)食管癌細(xì)胞的生長[4];據(jù)報道,Wnt1[5]、Wnt2[6]在胃癌組織中異常表達(dá)。趙玉潔等[7]研究發(fā)現(xiàn)Wnt3a 在正常宮頸組織、宮頸上皮內(nèi)瘤變組織及宮頸鱗癌組織中的表達(dá)逐漸升高,可能參與了宮頸鱗狀上皮的惡性轉(zhuǎn)化過程,促進(jìn)宮頸上皮內(nèi)瘤變向?qū)m頸鱗癌轉(zhuǎn)化。另研究發(fā)現(xiàn),Wnt10a 高表達(dá)時,腎癌細(xì)胞株的β連環(huán)蛋白(β-catenin)聚集、細(xì)胞周期素D1(cyclin D1)與禽類髓細(xì)胞病毒致癌基因同系物(c-myc)表達(dá)增加[8],而當(dāng)Wnt10b的表達(dá)被抑制后,細(xì)胞內(nèi)的β-catenin 聚集減少,cyclin D1 與cmyc 表達(dá)下降,同時也導(dǎo)致細(xì)胞增殖、遷移、侵襲力等下降[9]。
研究表明,Wnt 經(jīng)典信號通路各蛋白表達(dá)水平的改變及相關(guān)基因的突變參與了原發(fā)性肝癌的發(fā)生發(fā)展[10-12]。30%~70%的肝癌中發(fā)現(xiàn)Wnt 經(jīng)典通路關(guān)鍵因子β-catenin 在胞內(nèi)聚集[13]。Wei 等[14]發(fā)現(xiàn)Wnt1 在肝癌組織及其細(xì)胞系中表達(dá)增高,Wnt1 蛋白抗體能夠降低肝癌細(xì)胞系Huh7 和Hep40 的增生及生存能力,誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡,抑制經(jīng)典Wnt 信號通路,而對正常肝細(xì)胞生長無影響。同樣有研究認(rèn)為Wnt1 可以作為一個重要指標(biāo)預(yù)測肝癌術(shù)后復(fù)發(fā)[15]。Yoshikawa 等[16]發(fā)現(xiàn)7/10 的肝癌和1/2 的結(jié)腸癌細(xì)胞株表達(dá)大量的Wnt10b mRNA。Yuzugullu 等[2]研究發(fā)現(xiàn)在高分化和低分化的11 種肝癌細(xì)胞系中Wnt3 和Wnt10b 均表達(dá)上調(diào)。因此,Wnt10b 的異常表達(dá)參與了肝癌的發(fā)生,可能扮演著一個重要角色。本文從臨床肝癌組織著手,運(yùn)用熒光定量PCR技術(shù)和Western blot 技術(shù),對肝癌組織中Wnt10b 基因轉(zhuǎn)錄和蛋白水平進(jìn)行相對準(zhǔn)確的定量檢測和分析,敏感性和特異性較高。通過分析肝癌組織和癌旁組織中Wnt10b 基因和蛋白的表達(dá)變化規(guī)律,以研究Wnt10b 在肝癌發(fā)生發(fā)展中的作用。
研究結(jié)果示,Wnt10b mRNA及蛋白在肝癌組織中表達(dá)水平高于癌旁組織,研究結(jié)果與Yuzugullu 等[2]的一致,由結(jié)果可見Wnt10b 基因和蛋白表達(dá)趨勢呈現(xiàn)出一致性,作者分析Wnt10b 表達(dá)的上調(diào)可能是在基因轉(zhuǎn)錄水平,而Wn t 10b 在肝癌組織的異常高表達(dá)提示,Wnt10b 可能在肝癌的發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮著癌基因樣的作用,在正常肝細(xì)胞向癌細(xì)胞轉(zhuǎn)化過程中起著正向促進(jìn)作用,而非抑制作用。而Wnt10b m RNA和蛋白的表達(dá)與患者的性別、年齡、腫瘤分化程度及臨床分期無關(guān),作者分析可能存在以下4 方面原因:(1)樣本含量小、存在樣本選擇偏倚和信息偏倚;(2)以及RT-PCR和Western blot 結(jié)果出現(xiàn)假陽性;(3)人體組織中基因和蛋白表達(dá)的個體差異比較大;(4)肝癌的發(fā)生發(fā)展是一系列基因和蛋白的參與,存在著多種信息傳導(dǎo)通路異常傳導(dǎo)的病理過程,Wnt10b 對于肝癌不是一個絕對獨(dú)立的因素,只是整個肝癌信號網(wǎng)絡(luò)中的一個點。根據(jù)Wnt 信號通路的傳導(dǎo)機(jī)制,Wn t 10b 在整個Wn t 信號通路傳導(dǎo)過程中的啟動階段發(fā)揮重要作用,從Wnt10b 的異常表達(dá)到一系列靶基因的激活則可能受多種因子和信號通路的調(diào)節(jié),而非簡單的線性傳導(dǎo)。作者認(rèn)為,進(jìn)一步研究Wnt10b 下游靶基因的作用機(jī)制,探明Wnt10b 介導(dǎo)的整條Wnt 信號通路中的各個環(huán)節(jié)以及尋找通路中抑制腫瘤細(xì)胞增殖的關(guān)鍵靶點十分重要。故本課題下一階段將進(jìn)行Wnt10b 在肝癌中下游靶基因的作用機(jī)制的研究,以及利用構(gòu)建慢病毒載體和基因干擾技術(shù)探討Wnt10b 基因沉默后對肝癌細(xì)胞株的影響。
[1] Anastas JN,Moon RT.WNT signalling pathways as therapeutic targets in cancer[J].Nat Rev Cancer,2013,13(1):11-26.
[2] Yuzugullu H,Benhaj K,Ozturk N,et al.Canonical Wnt signaling is antagonized by noncanonical Wnt5a in hepatocellular carcinoma cells[J].Mol Cancer,2009,8:90.
[3] Yang YZ.Wnt signaling in development and disease[J].Cell Biosci,2012,2(1):14.
[4] Fu L,Zhang C,Zhang LY,et al.Wnt2 secreted by tumour fibroblasts promotes tumour progression in oesophageal cancer by activation of the Wnt/β-catenin signalling pathway[J].Gut,2011,60(12):1635-1643.
[5] 劉燦均,蔡圣強(qiáng),車彥軍.Wnt-1 和PAR-1 在胃癌中的表達(dá)及其病理特征的相關(guān)性研究[J].實用臨床醫(yī)藥雜志,2011,15(15):3-6.
[6] 馮紅,梁春華,王建敏,等.胃癌發(fā)生發(fā)展中β-連環(huán)蛋白異常表達(dá)與Wnt 傳導(dǎo)通路激活的關(guān)系[J].中國全科醫(yī)學(xué),2009,12(14):1265-1267.
[7] 趙玉潔,胡建鵬,章一涓.Wnt-3a 和β-catenin 在宮頸上皮內(nèi)瘤變及宮頸鱗癌中的表達(dá)及意義[J].安徽醫(yī)科大學(xué)學(xué)報,2012,47(12):1457-1460.
[8] Hakim SG,Kosmehl H,Sieg P,et al.Altered expression of cell-cell adhesion moleculesβ-catenin/E-cadherin and related Wnt-signaling pathway in sporadic and syndromal keratocystic odontogenic tumors[J].Clin Oral Investig,2011,15(3):321-328.
[9] Galbraith RL,Poole EM,Duggan D,et al.Polymorphisms in WNT6 and WNT10A and colorectal adenoma risk[J].Nutr Cancer,2011,63(4):558-564.
[10] Mukherjee N,Bhattacharya N,Alam N,et al.Subtypespecific alterations of the Wnt signaling pathway in breast cancer:clinical and prognostic significance[J].Cancer Sci,2012,103(2):210-220.
[11] Syed Sameer A,Shah ZA,Abdullah S,et al.Analysis of molecular aberrations of Wnt pathway gladiators in colorectal cancer in the Kashmiri population[J].Hum Genomics,2011,5(5):441-452.
[12] Pacheco-Pinedo EC,Morrisey EE.Wnt and Kras signaling-dark siblings in lung cancer[J].Oncotarget,2011,2(7):569-574.
[13] Lee HC,Kim M,Wands JR.Wnt/frizzled signaling in hepatocellular carcinoma[J].Front Biosci,2006,11:1901-1915.
[14] Wei W,Chua MS,Grepper S,et al.Blockade of Wnt-1 signaling leads to anti-tumor effects in hepatocellular carcinoma cells[J].Mol Cancer,2009,8:76.
[15] Lee HH,Uen YH,Tian YF,et al.Wnt-1 protein as a prognostic biomarker for hepatitis B-related and hepatitis C-related hepatocellular carcinoma after surgery[J].Cancer Epidemiol Biomarkers Prev,2009,18(5):1562-1569.
[16] Yoshikawa H,Matsubara K,Zhou XA,et al.WNT10B functional dualism:beta-Catenin/Tcf-dependent growth promotion or Independent suppression with deregulated expression in cancer[J].Mol Biol Cell,2007,18(11):4292-4303.