范 丹 ,宋文靜 ,2,張艷輝 ,戚 紅 ,古 強(qiáng) ,2,董學(xué)易 ,2,劉 芳 ,2,趙秀蘭 ,2,孫保存 ,2,
(1.天津醫(yī)科大學(xué)病理學(xué)教研室,天津300070;2.天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院病理科,天津300052;3.天津醫(yī)科大學(xué)腫瘤醫(yī)院病理科,天津300060)
卵巢癌是女性生殖器官三大惡性腫瘤之一,其發(fā)病率居宮頸癌和宮體癌之后,其死亡率居首位,是女性最主要的惡性腫瘤之一。卵巢癌起病隱匿、進(jìn)展快,缺乏有效的早期診斷手段,約70%的患者一經(jīng)發(fā)現(xiàn)即已為晚期,治療及預(yù)后極其差[1]。因此,對(duì)卵巢癌發(fā)生機(jī)制和疾病進(jìn)展的研究一直是婦科惡性腫瘤研究中的難點(diǎn)與熱點(diǎn)問(wèn)題[2]。血管生成擬態(tài)(VM)是由腫瘤細(xì)胞自身變形模仿內(nèi)皮細(xì)胞組成的微循環(huán)管道,內(nèi)壁無(wú)內(nèi)皮細(xì)胞襯覆,與宿主血管連接使腫瘤細(xì)胞獲得血液供應(yīng),對(duì)患者的生存預(yù)后有很大影響。最近,配對(duì)相關(guān)同源框1(paired related homoeobox 1,PRRX1)蛋白已被證實(shí)為一個(gè)新的上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)的誘導(dǎo)因子,其在乳腺癌、肺癌中表達(dá)可抑制腫瘤轉(zhuǎn)移,提示良好預(yù)后;而在胃癌、結(jié)直腸癌中的表達(dá)與轉(zhuǎn)移和預(yù)后差相關(guān)[3-6],但目前對(duì)該因子在卵巢癌中表達(dá)及其具體的臨床意義的研究少有報(bào)道。本研究旨在初步探討PRRX1在卵巢癌中表達(dá)情況及其與VM的關(guān)系,以及PRRX1通過(guò)何種途徑影響VM形成,從而闡明PRRX1對(duì)卵巢癌轉(zhuǎn)移及預(yù)后的影響。
1.1 病例情況 62例卵巢癌標(biāo)本來(lái)自于天津醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院1991年1月-1999年12月期間收治的卵巢癌患者。年齡21~80歲,其中<50歲者22例,≥50歲者40例。這些病例均進(jìn)行了病理學(xué)診斷:漿液性42例,黏液性9例,子宮內(nèi)膜樣癌11例;高分化24例,中分化12例,低分化26例;FIGO分期Ⅰ期20例,Ⅱ期9例,Ⅲ期33例;39例出現(xiàn)轉(zhuǎn)移或復(fù)發(fā),23例未出現(xiàn)轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā);43例患者出現(xiàn)腹水,19例患者未出現(xiàn)腹水;VM陽(yáng)性組21例,VM陰性組41例。
1.2 實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1 免疫組化 免疫組化采用SP法染色。所有標(biāo)本均為石蠟包埋組織,5μm厚切片,經(jīng)二甲苯脫蠟,無(wú)水乙醇脫水,3%H2O2封閉內(nèi)源性過(guò)氧化酶30min,梯度乙醇水化,微波熱修復(fù)10 min,自然冷卻后自來(lái)水沖洗和PBS平衡后,山羊血清于室溫封閉30min,一抗孵育4℃過(guò)夜。次日室溫恢復(fù)1 h后PBS洗3次,加二抗孵育1 h,PBS洗3次,DAB顯色,自來(lái)水沖洗,蘇木精復(fù)染核,脫水封片。PRRX1(1∶100)為兔抗人多克隆抗體來(lái)自 Novus Biologicals公司;Wnt5a(1∶100)為兔抗人抗體來(lái)自 R&D Biosystems公司;β-catenin(1:150)為小鼠抗人單克隆抗體來(lái)自北京中杉金橋公司;CD31(1∶50)為兔抗人單克隆抗體來(lái)自北京中杉金橋公司。
1.2.2 CD31與PAS雙重染色 免疫組化常規(guī)染完CD31后,滴加過(guò)碘酸鈉孵育15min于室溫中,自來(lái)水沖洗5min后蒸餾水洗5次,然后滴加雪夫試劑,置于37℃孵箱避光20min,自來(lái)水沖洗20 min后蒸餾水洗5遍,蘇木精復(fù)染核、自來(lái)水洗5min,脫水后封片。1.3 結(jié)果判斷 結(jié)果判定根據(jù)細(xì)胞漿或細(xì)胞核出現(xiàn)的棕黃色顆粒樣染色的細(xì)胞數(shù)和染色強(qiáng)度判定陽(yáng)性表達(dá)情況。具體計(jì)數(shù)方法參考Sood等的評(píng)分方法:每例標(biāo)本選擇10個(gè)含有陽(yáng)性細(xì)胞的高倍視野(×400)分別計(jì)數(shù)100個(gè)腫瘤細(xì)胞,取其平均值計(jì)算陽(yáng)性細(xì)胞百分率。0分:陽(yáng)性細(xì)胞<5%;1分:陽(yáng)性細(xì)胞5%~25%;2分:陽(yáng)性細(xì)胞25%~50%;3分:陽(yáng)性細(xì)胞>50%。染色強(qiáng)度:1分:淺黃色;2分:深黃色;3分:棕黃色??傆?jì)分=陽(yáng)性細(xì)胞百分率計(jì)分+染色強(qiáng)度計(jì)分,總計(jì)分≤2分為陰性,>2分為陽(yáng)性。
1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。計(jì)數(shù)資料組間率的差異比較采用χ2檢驗(yàn)、Pearson相關(guān)分析,使用Kaplan-Meier法進(jìn)行生存分析。組間差異比較以P<0.05為顯著性檢驗(yàn)水準(zhǔn)。
2.1 PRRX1蛋白的表達(dá)與卵巢癌患者臨床病理指標(biāo)的相關(guān)性 在卵巢癌中PRRX1表達(dá)于癌細(xì)胞胞核,62例卵巢癌組織中PRRX1的陽(yáng)性病例數(shù)為33例,有VM形成的為21例(圖1)。PRRX1表達(dá)與卵巢癌患者的FIGO分期、轉(zhuǎn)移及VM的形成密切相關(guān)且具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),與患者的年齡、腫瘤大小、組織學(xué)類型和分級(jí)無(wú)明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)(表1)。
圖1 卵巢癌組織PRRX1的表達(dá)和CD31/PAS的雙染(×200)Fig 1 PRRX1 expression and CD31/PAS double staining in ovarian cancer(×200)
表1 PRRX1蛋白的表達(dá)與卵巢癌患者臨床病理特征的關(guān)系Tab 1 RelationshipbetweenPRRX1 expression and the clinicopathology of patients with ovariancancer
2.2 PRRX1表達(dá)與卵巢癌預(yù)后的關(guān)系 62例卵巢癌患者根據(jù)PRRX1的表達(dá)情況分為陽(yáng)性表達(dá)組和陰性表達(dá)組,Kaplan-Meier生存分析顯示PRRX1陰性表達(dá)的卵巢癌患者生存時(shí)間明顯長(zhǎng)于PRRX1陽(yáng)性表達(dá)卵巢癌患者,具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.038)。PRRX1陽(yáng)性表達(dá)和存在VM的患者生存時(shí)間比PRRX1陰性表達(dá)或無(wú)VM形成的患者短(P=0.002)且預(yù)后差(圖2)。
2.3 Wnt5a、β-catenin在卵巢癌中的表達(dá)及其與PRRX1的關(guān)系 Wnt5a主要表達(dá)于癌細(xì)胞胞漿;β-catenin主要表達(dá)于癌細(xì)胞胞膜或胞漿,部分胞核陽(yáng)性。在62例卵巢癌組織中Wnt5a、β-catenin漿、β-catenin核的陽(yáng)性病例數(shù)分別為16例、39例、25例 (圖 3)。χ2和 Pearson相關(guān)分析結(jié)果顯示PRRX1表達(dá)與β-catenin核陽(yáng)性表達(dá)密切相關(guān)(rs=0.309,P=0.014),PRRX1 表達(dá)與 Wnt5a、β-catenin漿陽(yáng)性表達(dá)不相關(guān)(rs=0.110,P=0.396;rs=0.217,P=0.090)(表2、3)。
圖2 卵巢癌中PRRX1表達(dá)和VM形成中的生存曲線圖Fig 2 The survival curve of PRRX1 expression and VM formation in ovarian cancer
圖3 卵巢癌組織Wnt5a和β-catenin的表達(dá)(×200)Fig 3 Wnt5a and β-catenin expressions in ovarian cancer(×200)
表2 卵巢癌中PRRX1與Wnt5a、β-catenin漿、β-catenin核表達(dá)的相關(guān)性Tab 2 CorrelationsbetweenPRRX1andWnt5a,β-cateninof patientswithovariancancer
表3 卵巢癌中PRRX1與Wnt5a、β-catenin漿、β-catenin核表達(dá)的Pearson相關(guān)性Tab 3 PearsoncorrelationbetweenPRRX1andWnt5a,β-catenin ofpatientswithovariancancer
2.4 PRRX1 表達(dá)和 Wnt5a、β-catenin 漿、β-catenin核表達(dá)與卵巢癌患者生存預(yù)后的關(guān)系 62例卵巢癌患者PRRX1陽(yáng)性表達(dá)和β-catenin核陽(yáng)性表達(dá)的患者生存時(shí)間短于PRRX1陰性表達(dá)或β-catenin核陰性表達(dá)的患者(P=0.023);而PRRX1陽(yáng)性表達(dá)與Wnt5a陽(yáng)性表達(dá)、β-catenin的漿陽(yáng)性表達(dá)的患者生存時(shí)間與PRRX1陰性表達(dá)或Wnt5a陰性表達(dá)、β-catenin的漿陰性表達(dá)的患者生存時(shí)間相比,差別無(wú)意義(P=0.840;P=0.137)。
卵巢癌患者的主要死因是腫瘤的轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā),而腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移都具有血管依賴性,因此腫瘤血管生成和VM的形成對(duì)患者的生存預(yù)后起重要作用[7]。VM是由腫瘤細(xì)胞自身變形模仿內(nèi)皮細(xì)胞組成的微循環(huán)管道,內(nèi)壁無(wú)內(nèi)皮細(xì)胞襯覆。其形成有3個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié):腫瘤細(xì)胞的自身變形,腫瘤細(xì)胞及細(xì)胞外基質(zhì)的重塑和其與宿主血管連接使腫瘤細(xì)胞獲得血液供應(yīng)[8]。研究表明,腫瘤細(xì)胞的“可塑性”是VM形成的關(guān)鍵[9]。EMT是指在特定的生理和病理?xiàng)l件下上皮來(lái)源細(xì)胞向間質(zhì)源性細(xì)胞轉(zhuǎn)化的一種現(xiàn)象,與腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移密切相關(guān)[10]。而形成VM的腫瘤細(xì)胞失去上皮細(xì)胞特性而獲得內(nèi)皮細(xì)胞的功能和表型,這一過(guò)程和EMT有關(guān)。已有研究表明EMT的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白Twist、ZEB-1的表達(dá)對(duì)腫瘤組織VM形成具有調(diào)節(jié)作用[11-12],因此推測(cè)有些誘導(dǎo)EMT的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子可能促進(jìn)VM形成。在本組實(shí)驗(yàn)中,PRRX1作為一個(gè)新的EMT的誘導(dǎo)因子,與VM的形成密切相關(guān)且具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),在PRRX1陽(yáng)性表達(dá)和存在VM的患者中,其生存時(shí)間短且預(yù)后差。
PRRX1是同源框轉(zhuǎn)錄因子paired-type家族中的一員,可調(diào)節(jié)間充質(zhì)前體細(xì)胞的分化[13],已被證實(shí)為一個(gè)新的EMT的誘導(dǎo)因子,是一種DNA相關(guān)蛋白,其功能是轉(zhuǎn)錄共激活,通過(guò)增加血清反應(yīng)因子的DNA結(jié)合活性進(jìn)行轉(zhuǎn)錄活化。PRRX1作為一個(gè)新發(fā)現(xiàn)的EMT誘導(dǎo)物與經(jīng)典的EMT誘導(dǎo)物[14]不同,關(guān)鍵區(qū)別在于干細(xì)胞樣特性誘導(dǎo):PRRX1誘導(dǎo)EMT的發(fā)生并不伴隨干性的獲得[15]。PRRX1的缺失可使乳腺癌細(xì)胞發(fā)生MET(mesenchymal–epithelial transition)并獲得干性樣表型[15];相反,結(jié)直腸癌中PRRX1表達(dá)促進(jìn)EMT發(fā)生和干性樣特性的獲取[6]。對(duì)PRRX1功能的研究顯示該基因作為一種轉(zhuǎn)錄因子可調(diào)控多種基因的表達(dá)[16],PRRX1參與軟骨細(xì)胞的分化過(guò)程[17],其在肢芽形成和骨骼發(fā)育中起重要作用[18],由腫瘤壞死因子(TNF)激活的PRRX1可抑制類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、更年期人群和老年人中的骨形成[19]。在老鼠胚胎的心臟和骨骼肌中PRRX1高度表達(dá),PRRX1的缺失會(huì)使老鼠在圍產(chǎn)期時(shí)死于顱面和肢體畸形[20]。在正常成人的大腦中PRRX1在神經(jīng)細(xì)胞譜系轉(zhuǎn)換和維持成人神經(jīng)干細(xì)胞自我更新中起到關(guān)鍵作用[21],PRRX1通過(guò)調(diào)控內(nèi)皮細(xì)胞分化而參與肌腱蛋白-C表達(dá)和肺血管形成過(guò)程[22]。另外PRRX1促進(jìn)胰腺再生并致癌[23]。但該蛋白在腫瘤發(fā)生和發(fā)展中的作用尚不完全清楚。有研究表明,在惡性膠質(zhì)瘤中PRRX1的缺失可抑制惡性膠質(zhì)瘤細(xì)胞侵襲和神經(jīng)球形成,而其表達(dá)誘導(dǎo)激活Notch信號(hào)參與惡性膠質(zhì)瘤細(xì)胞的浸潤(rùn)[24]。但也有研究顯示該基因的缺失可引起體內(nèi)癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移[15]。這可能是因?yàn)樵诓煌到y(tǒng)的腫瘤之間PRRX1的表達(dá)和功能存在差異。在胃癌[5]中,PRRX1過(guò)表達(dá)導(dǎo)致EMT分子標(biāo)記物N-cadherin、E-cadherin和vimentin以及核內(nèi)β-catenin、Wnt/β-catenin 靶基因 c-Myc 的水平的變化,而且Wnt/β-catenin信號(hào)的抑制劑XAV939抵消了PRRX1過(guò)表達(dá)的作用。說(shuō)明PRRX1是通過(guò)激活Wnt/β-catenin信號(hào)誘導(dǎo)EMT的發(fā)生。在本組實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)PRRX1的表達(dá)與β-catenin核陽(yáng)性表達(dá)有關(guān),初步推斷在卵巢癌中PRRX1可使βcatenin入核從而激活Wnt通路。
Wnt(Wingless)基因是在小鼠乳腺癌中首先發(fā)現(xiàn)的,在多種組織中廣泛表達(dá)且具有高度的保守性,在胚胎發(fā)育過(guò)程中調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖、分化、遷移、極性和凋亡,與人類某些常見(jiàn)的惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展關(guān)系密切[25]。Wnt蛋白大致分為兩類:一類是Wnt1類,激活Wnt經(jīng)典通路,即Wnt/β-catenin信號(hào)通路;另一類為Wnt5a類,可觸發(fā)Wnt非經(jīng)典通路(不依賴β-catenin的Wnt通路),包括Wnt/Ca2+和Wnt/PCP信號(hào)通路等[26-27]。Wnt5a基因是一種分泌性糖蛋白,是Wnt非經(jīng)典家族中的重要成員,目前對(duì)其作用機(jī)制的研究存在較大分歧:Wnt5a既能活化經(jīng)典的Wnt/β-catenin通路又能活化非經(jīng)典Wnt/Ca2+通路,并且二者之間相互作用,導(dǎo)致Wnt5a在不同腫瘤中的生物學(xué)作用不一致,在甲狀腺癌[28]中起抑癌作用而在胃癌[29]中起到促癌的作用。βcatenin蛋白作為Wnt經(jīng)典通路的重要成員,其蛋白穩(wěn)定性和活性的調(diào)節(jié)是Wnt通路中的關(guān)鍵事件之一。通路傳導(dǎo)模式是:細(xì)胞外的Wnt蛋白與細(xì)胞膜上的受體Frizzled/LRP結(jié)合啟動(dòng)Wnt信號(hào),然后通過(guò)磷酸化并激活細(xì)胞漿內(nèi)的Dsh蛋白,抑制GSK3IS/APC/Axin 復(fù)合物對(duì) β-catenin 的磷酸化。胞漿內(nèi)未被磷酸化的β-catenin蛋白可以逃逸被泛素水解系統(tǒng)降解的命運(yùn),繼而進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi),與轉(zhuǎn)錄因子LEF/TCF共同作用,激活靶基因的轉(zhuǎn)錄。因此,β-catenin蛋白在細(xì)胞內(nèi)的異常累積不僅是Wnt通路激活的標(biāo)志事件,還是多種腫瘤中的常見(jiàn)事件之一[30-31]。在生理或者病理?xiàng)l件下,Wnt/β-catenin經(jīng)典的信號(hào)通路還參與EMT的形成和調(diào)控[32]。當(dāng)Wnt/β-catenin通路活化使β-catenin向細(xì)胞核內(nèi)聚集破壞了 E-cadherin/α-catenin/β-catenin 復(fù)合體的穩(wěn)定性,E-cadherin作用減弱,促進(jìn)EMT發(fā)生[33-34]。Wnt/β-catenin是參與調(diào)控EMT的重要信號(hào)通路,而EMT在VM的形成過(guò)程中具有重要作用,因此,我們推測(cè)Wnt/β-catenin信號(hào)通路活化促進(jìn)EMT發(fā)生進(jìn)而影響VM形成。在結(jié)腸癌[35]中證實(shí)了Wnt/β-catenin信號(hào)通路活化促進(jìn)腫瘤細(xì)胞EMT發(fā)生并在VM形成過(guò)程中發(fā)揮重要作用,而Wnt/β-catenin信號(hào)通路抑制劑Dkk1可逆轉(zhuǎn)結(jié)腸癌細(xì)胞EMT,抑制結(jié)腸癌細(xì)胞向內(nèi)皮細(xì)胞轉(zhuǎn)化,抑制VM形成。在肝癌[36]中,XAV939 可通過(guò)抑制 Wnt/β-catenin 信號(hào)通路,降低其下游血管擬態(tài)相關(guān)因子ZEB-1和MMP-7的表達(dá),從而抑制人肝癌細(xì)胞血管生成擬態(tài)的形成。亦說(shuō)明了Wnt/β-catenin信號(hào)通路對(duì)VM的形成起促進(jìn)作用。
綜上,PRRX1作為一個(gè)新的EMT的誘導(dǎo)因子,可通過(guò)激活Wnt/β-catenin信號(hào)誘導(dǎo)EMT的發(fā)生,而Wnt/β-catenin信號(hào)通路活化促進(jìn)EMT發(fā)生進(jìn)而影響VM形成。在卵巢癌組織中,PRRX1表達(dá)與卵巢癌患者VM的形成、生存預(yù)后密切相關(guān),且與βcatenin核表達(dá)相關(guān),因此初步推測(cè)PRRX1可能是通過(guò)經(jīng)典的Wnt/β-catenin信號(hào)通路調(diào)節(jié)VM形成從而影響卵巢癌患者預(yù)后,為卵巢癌中VM形成和轉(zhuǎn)移的機(jī)制研究提供新思路。本實(shí)驗(yàn)只是推測(cè)PRRX1可能是通過(guò)經(jīng)典Wnt通路對(duì)VM進(jìn)行調(diào)控,因此還需要進(jìn)行大量的體外實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證并探討具體的機(jī)制。
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