引用本文: 朱駿, 馮穎, 張峰, 袁得峰, 周琪, 金強, 趙達. 晶狀體蛋白αb在結直腸癌組織中的表達及其臨床意義. 中國普外基礎與臨床雜志, 2015, 22(11): 1332-1337. doi: 10.7507/1007-9424.20150348 復制
結直腸癌是目前世界范圍內發病率僅次于肺癌和乳腺癌的第三大惡性腫瘤,每年約有700 000人死于結直腸癌[1]。近年來,隨著我國人們生活方式、工作環境以及飲食結構的變化,加之人口老齡化和環境污染的存在,結直腸癌的發病率和死亡率均呈上升趨勢[2]。由于其發病隱匿,早期癥狀不明顯,因此對結直腸癌的早期診斷及治療仍然缺乏有效的手段,目前仍以根治性手術和晚期化療作為主要的治療方式,但是晚期結直腸癌的5年生存率僅為50%左右,且極易復發和轉移[3]。因此深入了解結直腸癌的進展過程對準確預測高危復發的患者至關重要。
熱休克蛋白是一組高度保守的肽類蛋白質,廣泛存在于多種細胞類型的胞內蛋白,在保護細胞免受外界有害刺激方面發揮重要作用[4]。近年來,小熱休克蛋白在腫瘤發生、發展中的作用越來越受到重視,其在調節細胞周期、分化、凋亡、致瘤性等方面扮演重要角色。有研究[5]發現,小熱休克蛋白在腫瘤細胞中通常高表達。晶狀體蛋白αb(alpha B-crystallin,Cryab)是小熱休克蛋白中的一員,在非小細胞肺癌[6]、頭頸部鱗狀細胞癌[7]和乳腺癌[8]中表達增高,且與預后成負相關,預示其存在潛在的應用價值。Cryab在多種腫瘤中高表達提示Cryab作為一種癌基因,其具有獨特的生物學特性,參與了體內復雜的生理功能活動,故進一步的研究仍非常迫切。然而關于Cryab在結直腸癌中的表達與作用目前國內罕見報道。因此,我們擬對結直腸癌中Cryab的表達及意義進行研究,以期了解Cryab在結直腸癌組織中的表達,并明確Cryab表達與結直腸癌患者臨床病理特征的相關性,從而為結直腸癌的早診早治提供一定的理論依據。
1 資料與方法
1.1 研究對象
收集蘭州大學第一醫院早晚復發(將早復發者定義為行根治術后1年內出現新發病灶,晚復發者定義為超過2年肝內還未出現新發病灶或遠處器官的轉移[9])患者標本10對及蘭州大學第一醫院本部及東崗院區2005年1月至2008年12月期間的100例行根治性手術切除患者的結直腸癌組織及相應癌旁組織,并經HE染色病理證實為結直腸癌組織。收集患者的臨床病理特征相關數據,包括年齡、性別、腫瘤大小、腫瘤數目、TNM分期、分化程度、淋巴結轉移及浸潤深度。所有病例均有完整隨訪資料,隨訪截止日期為2012年12月。總生存時間指從接受手術時間至隨訪時間所觀察到的存活時間,無瘤生存時間是指從手術日期到復發轉移的時間。
1.2 real-time(RT)-PCR方法檢測Cryab mRNA在早晚復發結直腸癌組織中的表達
提取10對早晚復發患者的mRNA,使用Takara逆轉錄試劑盒合成cDNA,設計合成PCR引物,Cryab上游引物為5′-CTTTGACCAGTTCTTCGGAG-3′,下游引物為5′-CCTCAATCACATCTCCCAAC-3′,擴增片段長度是538 bp。GAPDH上游引物為5′-AGAA-GGCTGGGGCTCATTTG-3′,下游引物為5′-AGGGG-CCATCCACAGTCTTC-3′,擴增片段長度為258 bp。使用Takara熒光定量PCR試劑盒擴增,擴增條件為95℃30 s,95℃5 s,60℃34 s,循環40次,RT-PCR結果用ct值表示。
1.3 應用免疫組織化學SP法檢測Cryab蛋白在結直腸癌組織中的表達
1.3.1 SP法
主要具體操作步驟:石蠟切片脫蠟水化后用0.01 mol/L檸檬酸緩沖液抗原修復;冷卻至室溫PBS洗5 min×3次,3% H2O2室溫下孵育30 min,PBS沖洗5 min×3次;動物非免疫羊血清封閉30 min,滴加Cryab一抗(1∶100),放于濕盒中4℃過夜,PBS沖洗5 min×3次;滴加HRP標記聚合物的二抗工作液,室溫孵育1 h,PBS沖洗5 min×3次;DAB顯色,顯微鏡下觀察,適時終止反應,自來水充分沖洗;蘇木精復染,脫水透明;1%鹽酸乙醇褪藍;中性樹脂封片。
結果判定標準
Cryab蛋白表達的判定以細胞漿中出現棕黃色顆粒為陽性。使用Image-Pro Plus(IPP)圖像分析軟件判斷Cryab蛋白表達的高低,每張切片在高倍鏡下隨機選取10個視野,按陽性細胞占同類細胞總數的百分比來計算。< 5%為陰性(-),5%~25%為弱陽性(+),25%~75%為陽性(++),陽性細胞數≥75%為強陽性(+++)。(-)和(+)為陰性總數,定義為低表達;(++)和(+++)為陽性總數,定義為高表達。
1.4 統計學方法
采用SPSS 21.0統計軟件進行統計處理。結果以均數±標準差表示,2組間差異的比較采用配對t檢驗或方差檢驗。多因素分析采用Cox回歸方法進行。繪制Kaplan-Meier無瘤生存曲線和總生存曲線,無瘤生存時間和總生存時間差異檢驗采用log-rank檢驗。檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 RT-PCR法檢測Cryab mRNA在早晚復發結直腸癌組織中的表達
對10對早復發和晚復發患者Cryab mRNA表達水平進行檢測的結果見圖 1。從圖 1中可以看出,晚復發患者Cryab mRNA表達水平顯著低于早復發患者,二者比較差異有統計學意義(P < 0.05)。

2.2 免疫組織化學染色檢測Cryab蛋白在結直腸癌組織及其癌旁組織中的表達結果
Cryab蛋白陽性染色主要定位于癌細胞胞漿,染色呈棕黃色或棕褐色,染色均一,見圖 2。100例結直腸癌組織中Cryab蛋白陽性表達68例(68%),在癌旁組織中Cryab蛋白陽性表達46例(46%),Cryab蛋白在結直腸癌組織中的表達明顯高于其在癌旁組織中的表達(P < 0.001)。

2.3 Cryab蛋白在結直腸癌組織中表達與結直腸癌患者臨床病理特征的關系
結果見表 1。從表 1可見,Cryab蛋白在結直腸癌組織中的表達與患者年齡、性別及腫瘤數目無關(P > 0.05),而與腫瘤大小、TNM分期、分化程度、淋巴結轉移及浸潤深度有關(P < 0.05)。

2.4 影響結直腸癌患者總生存時間及無瘤生存時間的單因素及多因素分析結果
2.4.1 單因素分析結果
結果見表 2。從表 2可見,腫瘤大小、淋巴結轉移及Cryab蛋白表達是結直腸癌患者總生存時間和無瘤生存時間的影響因素(P < 0.05),而年齡、性別、腫瘤數目及TNM分期與此無關(P > 0.05)。

多因素分析結果
對單因素分析結果有統計學意義者進一步進行多因素分析,結果見表 3,從表 3可見,淋巴結轉移及Cryab蛋白表達是結直腸癌患者的總生存時間和無瘤生存時間的獨立危險因素(P < 0.05),而與腫瘤大小無關(P > 0.05)。

2.5 Cryab蛋白表達與結直腸癌患者總生存率及無瘤生存率的關系
Cryab高表達患者的總生存率及無瘤生存率均明顯低于Cryab低表達患者,且二者間的差異有統計學意義(P=0.003,P=0.005)。見圖 3。

3 討論
近年來,熱休克蛋白在免疫中的作用已成為當前研究的熱點之一,其與腫瘤侵襲與轉移的關系日益受到重視,并且發現熱休克蛋白通過對細胞的增殖、分化及細胞凋亡的信號轉導調節參與腫瘤的發生、侵襲及轉移過程[10]。目前已有研究證實小熱休克蛋白在多種腫瘤如乳腺癌[8]、卵巢癌[11]、骨肉瘤[12]、子宮內膜癌[13]和白血病[14]中高表達。Cryab作為小熱休克蛋白的一個重要成員,與惡性腫瘤密切相關。在很多惡性腫瘤組織和器官中表達,具有生理應激性,同時在很多神經變性疾病中表達[15]。有研究[16]發現,在10例術后1年內復發及10例術后超過2年未復發的2組肝癌患者基因表達譜的差異,結果顯示,DDR1基因在早期復發組均明顯上調,提示DDR1基因顯著上調與肝癌的早期復發密切相關;進一步的RT-PCR及Western blot實驗也證實了DDR1基因在早期復發患者肝癌組織中表達量明顯高于非早期復發患者,DDR1基因高表達與肝癌的高侵襲性密切相關,這高度提示DDR1基因有可能成為肝癌生物基因治療的一個新的敏感分子靴標。這與本研究中發現Cryab在早復發組中的表達顯著高于晚復發組的研究結果具有一致性,本研究結果提示,Cryab作為促癌基因,在早期復發組中高表達,與結直腸癌的轉移、侵襲密切相關。
此外,有研究[17]證實,Cryab在多種人類腫瘤組織中表達水平明顯高于癌旁及正常組織,如其在神經膠質瘤、腎臟腫瘤、口腔鱗癌、食管癌、肝癌、乳腺基底細胞樣癌、乳腺原位導管癌中的表達明顯高于其在相應正常對照組織中的表達。本研究結果也發現,Cryab在結直腸癌組織中的表達明顯高于其在癌旁組織中的表達(P < 0.05)。
研究[18]顯示,Cryab與多種腫瘤發生、發展及預后密切相關。Cryab基因包括B亞基在多種因素作用下具有抑制細胞凋亡的作用[19-20],可參與控制腫瘤細胞的增殖與凋亡,在腫瘤發生中充當分子伴侶,使細胞維持增生狀態免于凋亡[21-23]。如在食管癌中的研究[24]顯示,Cryab可以阻斷細胞凋亡信號傳遞即影響細胞凋亡的過程,從而有利于腫瘤形成,Cryab的表達與腫瘤浸潤深度、腫瘤病理類型和淋巴結轉移有關。在本研究結果中發現,Cryab在結直腸癌中的表達與腫瘤大小、TNM分期、分化程度及淋巴結轉移有關(P < 0.05),與性別、年齡及腫瘤數目無關(P > 0.05),這說明Cryab的表達與病理組織學分級有關,Cryab的表達水平反映惡性腫瘤細胞的增殖及惡性程度,與前人研究結果一致,有一定的診斷及預后價值,故檢測Cryab在結直腸癌中的表達情況可以對臨床治療起到一定的指導作用。
越來越多的學者認為,Cryab可作為判斷腫瘤預后的一個新指標。Cryab高表達與腫瘤患者預后呈負相關,其可作為多種腫瘤預后的獨立因素。Aoyama等[25]在神經膠質腫瘤與正常腦組織標本的對比研究中發現,Cryab在腫瘤細胞中可以作為獨立的預后因子。Chin等[26]用免疫組織化學方法檢測62例頭頸癌患者切除組織中Cryab表達并對患者進行5年隨訪,結果發現,所有Cryab陰性患者(13例)均未見復發,而Cryab陽性患者90%復發。有研究[27]從mRNA和蛋白水平檢測Cryab的表達,并進行臨床資料的隨訪和統計,最終證實Cryab可作為肝癌預后的獨立影響因子。在本研究結果發現,Cryab是影響結直腸癌患者預后的一個獨立危險因素,并且Cryab高表達患者的總體生存率明顯低于Cryab低表達患者(P=0.003);Cryab高表達患者的無瘤生存率明顯低于Cryab低表達患者(P=0.005)。
綜上,Cryab可能是作為一個促癌因子參與結直腸癌的侵襲與轉移,這與Cryab在乳腺癌中表達的相關研究一致。此結果提示,Cryab可能在結直腸癌的進展中起重要作用。
結直腸癌是目前世界范圍內發病率僅次于肺癌和乳腺癌的第三大惡性腫瘤,每年約有700 000人死于結直腸癌[1]。近年來,隨著我國人們生活方式、工作環境以及飲食結構的變化,加之人口老齡化和環境污染的存在,結直腸癌的發病率和死亡率均呈上升趨勢[2]。由于其發病隱匿,早期癥狀不明顯,因此對結直腸癌的早期診斷及治療仍然缺乏有效的手段,目前仍以根治性手術和晚期化療作為主要的治療方式,但是晚期結直腸癌的5年生存率僅為50%左右,且極易復發和轉移[3]。因此深入了解結直腸癌的進展過程對準確預測高危復發的患者至關重要。
熱休克蛋白是一組高度保守的肽類蛋白質,廣泛存在于多種細胞類型的胞內蛋白,在保護細胞免受外界有害刺激方面發揮重要作用[4]。近年來,小熱休克蛋白在腫瘤發生、發展中的作用越來越受到重視,其在調節細胞周期、分化、凋亡、致瘤性等方面扮演重要角色。有研究[5]發現,小熱休克蛋白在腫瘤細胞中通常高表達。晶狀體蛋白αb(alpha B-crystallin,Cryab)是小熱休克蛋白中的一員,在非小細胞肺癌[6]、頭頸部鱗狀細胞癌[7]和乳腺癌[8]中表達增高,且與預后成負相關,預示其存在潛在的應用價值。Cryab在多種腫瘤中高表達提示Cryab作為一種癌基因,其具有獨特的生物學特性,參與了體內復雜的生理功能活動,故進一步的研究仍非常迫切。然而關于Cryab在結直腸癌中的表達與作用目前國內罕見報道。因此,我們擬對結直腸癌中Cryab的表達及意義進行研究,以期了解Cryab在結直腸癌組織中的表達,并明確Cryab表達與結直腸癌患者臨床病理特征的相關性,從而為結直腸癌的早診早治提供一定的理論依據。
1 資料與方法
1.1 研究對象
收集蘭州大學第一醫院早晚復發(將早復發者定義為行根治術后1年內出現新發病灶,晚復發者定義為超過2年肝內還未出現新發病灶或遠處器官的轉移[9])患者標本10對及蘭州大學第一醫院本部及東崗院區2005年1月至2008年12月期間的100例行根治性手術切除患者的結直腸癌組織及相應癌旁組織,并經HE染色病理證實為結直腸癌組織。收集患者的臨床病理特征相關數據,包括年齡、性別、腫瘤大小、腫瘤數目、TNM分期、分化程度、淋巴結轉移及浸潤深度。所有病例均有完整隨訪資料,隨訪截止日期為2012年12月。總生存時間指從接受手術時間至隨訪時間所觀察到的存活時間,無瘤生存時間是指從手術日期到復發轉移的時間。
1.2 real-time(RT)-PCR方法檢測Cryab mRNA在早晚復發結直腸癌組織中的表達
提取10對早晚復發患者的mRNA,使用Takara逆轉錄試劑盒合成cDNA,設計合成PCR引物,Cryab上游引物為5′-CTTTGACCAGTTCTTCGGAG-3′,下游引物為5′-CCTCAATCACATCTCCCAAC-3′,擴增片段長度是538 bp。GAPDH上游引物為5′-AGAA-GGCTGGGGCTCATTTG-3′,下游引物為5′-AGGGG-CCATCCACAGTCTTC-3′,擴增片段長度為258 bp。使用Takara熒光定量PCR試劑盒擴增,擴增條件為95℃30 s,95℃5 s,60℃34 s,循環40次,RT-PCR結果用ct值表示。
1.3 應用免疫組織化學SP法檢測Cryab蛋白在結直腸癌組織中的表達
1.3.1 SP法
主要具體操作步驟:石蠟切片脫蠟水化后用0.01 mol/L檸檬酸緩沖液抗原修復;冷卻至室溫PBS洗5 min×3次,3% H2O2室溫下孵育30 min,PBS沖洗5 min×3次;動物非免疫羊血清封閉30 min,滴加Cryab一抗(1∶100),放于濕盒中4℃過夜,PBS沖洗5 min×3次;滴加HRP標記聚合物的二抗工作液,室溫孵育1 h,PBS沖洗5 min×3次;DAB顯色,顯微鏡下觀察,適時終止反應,自來水充分沖洗;蘇木精復染,脫水透明;1%鹽酸乙醇褪藍;中性樹脂封片。
結果判定標準
Cryab蛋白表達的判定以細胞漿中出現棕黃色顆粒為陽性。使用Image-Pro Plus(IPP)圖像分析軟件判斷Cryab蛋白表達的高低,每張切片在高倍鏡下隨機選取10個視野,按陽性細胞占同類細胞總數的百分比來計算。< 5%為陰性(-),5%~25%為弱陽性(+),25%~75%為陽性(++),陽性細胞數≥75%為強陽性(+++)。(-)和(+)為陰性總數,定義為低表達;(++)和(+++)為陽性總數,定義為高表達。
1.4 統計學方法
采用SPSS 21.0統計軟件進行統計處理。結果以均數±標準差表示,2組間差異的比較采用配對t檢驗或方差檢驗。多因素分析采用Cox回歸方法進行。繪制Kaplan-Meier無瘤生存曲線和總生存曲線,無瘤生存時間和總生存時間差異檢驗采用log-rank檢驗。檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 RT-PCR法檢測Cryab mRNA在早晚復發結直腸癌組織中的表達
對10對早復發和晚復發患者Cryab mRNA表達水平進行檢測的結果見圖 1。從圖 1中可以看出,晚復發患者Cryab mRNA表達水平顯著低于早復發患者,二者比較差異有統計學意義(P < 0.05)。

2.2 免疫組織化學染色檢測Cryab蛋白在結直腸癌組織及其癌旁組織中的表達結果
Cryab蛋白陽性染色主要定位于癌細胞胞漿,染色呈棕黃色或棕褐色,染色均一,見圖 2。100例結直腸癌組織中Cryab蛋白陽性表達68例(68%),在癌旁組織中Cryab蛋白陽性表達46例(46%),Cryab蛋白在結直腸癌組織中的表達明顯高于其在癌旁組織中的表達(P < 0.001)。

2.3 Cryab蛋白在結直腸癌組織中表達與結直腸癌患者臨床病理特征的關系
結果見表 1。從表 1可見,Cryab蛋白在結直腸癌組織中的表達與患者年齡、性別及腫瘤數目無關(P > 0.05),而與腫瘤大小、TNM分期、分化程度、淋巴結轉移及浸潤深度有關(P < 0.05)。

2.4 影響結直腸癌患者總生存時間及無瘤生存時間的單因素及多因素分析結果
2.4.1 單因素分析結果
結果見表 2。從表 2可見,腫瘤大小、淋巴結轉移及Cryab蛋白表達是結直腸癌患者總生存時間和無瘤生存時間的影響因素(P < 0.05),而年齡、性別、腫瘤數目及TNM分期與此無關(P > 0.05)。

多因素分析結果
對單因素分析結果有統計學意義者進一步進行多因素分析,結果見表 3,從表 3可見,淋巴結轉移及Cryab蛋白表達是結直腸癌患者的總生存時間和無瘤生存時間的獨立危險因素(P < 0.05),而與腫瘤大小無關(P > 0.05)。

2.5 Cryab蛋白表達與結直腸癌患者總生存率及無瘤生存率的關系
Cryab高表達患者的總生存率及無瘤生存率均明顯低于Cryab低表達患者,且二者間的差異有統計學意義(P=0.003,P=0.005)。見圖 3。

3 討論
近年來,熱休克蛋白在免疫中的作用已成為當前研究的熱點之一,其與腫瘤侵襲與轉移的關系日益受到重視,并且發現熱休克蛋白通過對細胞的增殖、分化及細胞凋亡的信號轉導調節參與腫瘤的發生、侵襲及轉移過程[10]。目前已有研究證實小熱休克蛋白在多種腫瘤如乳腺癌[8]、卵巢癌[11]、骨肉瘤[12]、子宮內膜癌[13]和白血病[14]中高表達。Cryab作為小熱休克蛋白的一個重要成員,與惡性腫瘤密切相關。在很多惡性腫瘤組織和器官中表達,具有生理應激性,同時在很多神經變性疾病中表達[15]。有研究[16]發現,在10例術后1年內復發及10例術后超過2年未復發的2組肝癌患者基因表達譜的差異,結果顯示,DDR1基因在早期復發組均明顯上調,提示DDR1基因顯著上調與肝癌的早期復發密切相關;進一步的RT-PCR及Western blot實驗也證實了DDR1基因在早期復發患者肝癌組織中表達量明顯高于非早期復發患者,DDR1基因高表達與肝癌的高侵襲性密切相關,這高度提示DDR1基因有可能成為肝癌生物基因治療的一個新的敏感分子靴標。這與本研究中發現Cryab在早復發組中的表達顯著高于晚復發組的研究結果具有一致性,本研究結果提示,Cryab作為促癌基因,在早期復發組中高表達,與結直腸癌的轉移、侵襲密切相關。
此外,有研究[17]證實,Cryab在多種人類腫瘤組織中表達水平明顯高于癌旁及正常組織,如其在神經膠質瘤、腎臟腫瘤、口腔鱗癌、食管癌、肝癌、乳腺基底細胞樣癌、乳腺原位導管癌中的表達明顯高于其在相應正常對照組織中的表達。本研究結果也發現,Cryab在結直腸癌組織中的表達明顯高于其在癌旁組織中的表達(P < 0.05)。
研究[18]顯示,Cryab與多種腫瘤發生、發展及預后密切相關。Cryab基因包括B亞基在多種因素作用下具有抑制細胞凋亡的作用[19-20],可參與控制腫瘤細胞的增殖與凋亡,在腫瘤發生中充當分子伴侶,使細胞維持增生狀態免于凋亡[21-23]。如在食管癌中的研究[24]顯示,Cryab可以阻斷細胞凋亡信號傳遞即影響細胞凋亡的過程,從而有利于腫瘤形成,Cryab的表達與腫瘤浸潤深度、腫瘤病理類型和淋巴結轉移有關。在本研究結果中發現,Cryab在結直腸癌中的表達與腫瘤大小、TNM分期、分化程度及淋巴結轉移有關(P < 0.05),與性別、年齡及腫瘤數目無關(P > 0.05),這說明Cryab的表達與病理組織學分級有關,Cryab的表達水平反映惡性腫瘤細胞的增殖及惡性程度,與前人研究結果一致,有一定的診斷及預后價值,故檢測Cryab在結直腸癌中的表達情況可以對臨床治療起到一定的指導作用。
越來越多的學者認為,Cryab可作為判斷腫瘤預后的一個新指標。Cryab高表達與腫瘤患者預后呈負相關,其可作為多種腫瘤預后的獨立因素。Aoyama等[25]在神經膠質腫瘤與正常腦組織標本的對比研究中發現,Cryab在腫瘤細胞中可以作為獨立的預后因子。Chin等[26]用免疫組織化學方法檢測62例頭頸癌患者切除組織中Cryab表達并對患者進行5年隨訪,結果發現,所有Cryab陰性患者(13例)均未見復發,而Cryab陽性患者90%復發。有研究[27]從mRNA和蛋白水平檢測Cryab的表達,并進行臨床資料的隨訪和統計,最終證實Cryab可作為肝癌預后的獨立影響因子。在本研究結果發現,Cryab是影響結直腸癌患者預后的一個獨立危險因素,并且Cryab高表達患者的總體生存率明顯低于Cryab低表達患者(P=0.003);Cryab高表達患者的無瘤生存率明顯低于Cryab低表達患者(P=0.005)。
綜上,Cryab可能是作為一個促癌因子參與結直腸癌的侵襲與轉移,這與Cryab在乳腺癌中表達的相關研究一致。此結果提示,Cryab可能在結直腸癌的進展中起重要作用。