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背景和目的:PIM1是属于钙/钙调蛋白调节激酶(calcium/calmodulin-regulated kinase,CAMK)家族的一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,在血液系统肿瘤、前列腺癌、胃肠肿瘤、头颈部肿瘤及肺癌等恶性肿瘤中参与细胞增殖、侵袭、转移、凋亡、细胞周期、化疗耐药等多种生物学过程。然而,PIM1在肺癌中的作用机制尚不完全明确,且肺癌中是否存在除经典的PIM1下游作用分子如p21、p27、cdc25A/C、BAD、FOXO3a、ASK1等以外的作用通路尚不明确。前列腺癌中有研究表明PIM1可调控癌蛋白c-MET的表达,提示PIM1可能通过调控c-MET及其下游通路而对肺癌的发生发展发挥关键作用,有效抑制PIM1通路则可能成为非小细胞肺癌的新型治疗方式。方法:1、本研究收集了天津市肿瘤医院2010年6月-2012年6月215例肺腺癌手术患者的临床病理特征、生存状态等信息及相应的病理标本。采用免疫组织化学染色的方法检测PIM1及c-MET在肺腺癌组织中的表达情况,比较两者的关联性并回顾性分析其与术后肺腺癌患者年龄、性别、吸烟史、临床分期、肿瘤大小、淋巴结转移、EGFR突变状态等临床参数的关系,并分析PIM1及c-MET预测疾病进展及预后的价值。2、通过小分子特异性抑制剂阻滞PIM1表达和/或活性、采用siRNA干扰PIM1的表达、采用CRISPR/CAS9单载体慢病毒系统敲除PIM1基因、通过PIM1过表达载体导入PIM1基因,western blot检测PIM1、c-MET及其下游通路RAS/ERK通路、PI3K/AKT通路及STAT3通路的改变,并检测调控c-MET表达的关键翻译起始因子P-eIF4B的表达,明确PIM1对c-MET的调控作用及机制。3、使用CRISPR/CAS9单载体慢病毒敲除PIM1基因、c-MET过表达载体回复c-MET蛋白表达,通过MTT法检测细胞增殖、平板克隆形成实验检测细胞存活、细胞划痕实验及transwell实验检测细胞迁移及侵袭的改变,研究PIM1/c-MET信号通路对肺腺癌细胞增殖、存活、侵袭、转移等生物学功能的影响。结果:1、215例肺腺癌患者的肿瘤组织标本中PIM1表达阳性率为48.8%,c-MET表达阳性率为51.2%,相关性分析显示PIM1及c-MET蛋白表达呈正相关,相关系数R=0.4375。此外,本研究分析了215例肺腺癌患者的PIM1蛋白及c-MET蛋白与临床参数之间的关系,结果显示PIM-1表达与局部淋巴结转移(P=0.012)密切相关。单因素生存分析结果显示PIM1蛋白高表达具有预测疾病复发(P=0.004,hazard ratio[HR]1.613,95%CI 1.160-2.241)以及预后(P=0.003,HR 1.806,95%CI 1.219-2.676)价值,c-MET蛋白高表达患者无病生存期(Disease-free survival,DFS)明显低于低表达患者(P=0.037,HR 1.416,95%CI 1.021-1.964),c-MET表达与肺腺癌患者的预后并没有明显的相关性(P=0.091,HR 1.398,95%CI 0.948-2.062)。多因素分析显示PIM1蛋白高表达(P=0.059,HR 1.389,95%CI0.988-1.953)以及吸烟指数(P=0.019,HR 1.506,95%CI 1.068-2.124)、临床分期(P=0.003,HR 1.681,95%CI 1.190-2.374)是预测肺腺癌患者疾病复发的独立危险因素,而PIM1蛋白高表达(P=0.014,HR 1.674,95%CI 1.110-2.525)以及临床分期(P=0.001,HR 2.046,95%CI 1.341-3.120)、辅助化疗(P=0.001,HR0.448,95%CI 0.280-0.719)是肺腺癌患者预后不良的独立预测因素。2、肺腺癌细胞系及人肺支气管上皮细胞中PIM1与c-MET表达基本呈正相关。使用PIM1小分子抑制剂SGI-1776及AZD1208抑制PIM1的激酶活性、干扰RNA沉默PIM1基因表达、表达CAS9及靶向PIM1基因的sgRNA的单载体慢病毒处理PIM1表达相对较高的肺腺癌细胞系A549及HCC827,western blot检测结果显示c-MET表达相应下调,而将过表达PIM1的质粒转入PIM1本体表达相对较低的细胞系BEAS-2B及H1299,c-MET表达相应上调。此外,c-MET相关下游信号通路RAS/ERK通路、PI3K/AKT通路、STAT3通路及调控c-MET表达的关键翻译起始因子eIF4B均发生相应改变。3、MTT实验结果显示,与对照组相比,使用靶向PIM1基因的慢病毒感染A549及HCC827细胞系使PIM1蛋白表达水平下调后,细胞增殖能力明显降低,而回复c-MET蛋白的表达细胞增殖能力部分得到回复;平板克隆形成实验结果表明,PIM1表达水平下调后,细胞克隆形成能力较对照组明显降低,而回复c-MET表达后细胞存活能力明显提高;细胞划痕愈合实验、transwell迁移及侵袭实验结果显示PIM1表达水平下调后细胞迁移、侵袭能力明显下降,而回复c-MET表达细胞迁移、侵袭能力明显提高。结论:1、肺腺癌组织中PIM1表达与c-MET表达呈正相关,提示两者存在关联性。PIM1高表达可以预测疾病复发及预后,c-MET表达可以预测疾病复发,提示PIM1与c-MET可作为肺腺癌患者为预测疾病复发的临床指标,PIM1可作为预后的临床指标。2、肺腺癌细胞系中,PIM1可通过磷酸化真核翻译起始因子4B而调控c-MET及其相关下游信号通路的表达,且这一调控作用需要PIM1激酶活性。3、PIM1/c-MET通路可调控肺腺癌细胞的增殖、存活及迁移、侵袭。