Ubc9在结直肠癌中的表达及其与化疗药物敏感性之间的关系

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  【摘要】 目的:研究小泛素相关修饰物泛素结合酶9(Ubc9)在结直肠癌中的表达及其与化疗药物敏感性之间的关系。方法:收集手术切除的结直肠癌及癌旁新鲜标本50例,腺瘤30例,免疫组化法检测Ubc9蛋白的表达,分析其表达与患者临床病理资料的关系。原代培养结直肠癌细胞,MTT法检测不同结直肠癌组织对顺铂及5-氟尿嘧啶的药物敏感性,分析Ubc9蛋白的表达与药物敏感性之间的关系。结果:Ubc9在结直肠癌中的表达均显著高于癌旁和腺瘤组织,差异均有统计学意义(P<0.05);Ubc9蛋白的表达与患者的性别、年龄及分化程度均无关(P>0.05),与肿瘤的TNM分期及淋巴结转移均有关(P<0.05);Ubc9蛋白的高表达与顺铂的耐药呈正相关(r=0.323,P<0.05),Ubc9蛋白的表达与5-氟尿嘧啶药物敏感性无显著相关性(r=0.283,P>0.05)。结论:Ubc9蛋白在结直肠癌中高表达,与患者的临床分期、淋巴结转移有关,与顺铂的耐药性呈正相关。
  【关键词】 结直肠癌; 泛素结合酶9; 免疫组织化学
  【Abstract】 Objective:To investigate the expression of ubiquitin-conjugating enzyme 9(Ubc9) in colorectal adenocarcinoma,and its relationship with the clinicopathological features and sensitivity of chemotherapeutic drugs.Method:The expression of Ubc9 in 50 colorectal adenocarcinoma,paracancerous specimens and 30 adenoma were detected by immunocytochemistry,and the sensitivities of the tumor to Cisplatin and 5-fluorouracil chemotherapeutic drugs were detected by MTT assay.Result:Ubc9 protein expression in colorectal adenocarcinoma was significantly higher than those in paracancerous and adenoma specimens(P<0.05).The expression of Ubc9 was correlated with TNM stage and lymph node memtastasis(P<0.05),but was not correlated with sex,age and differential degree(P>0.05).The expression of Ubc9 protein was positively correlated with the drug resistance of Cisplatin(r=0.323,P<0.05),and had no significant correlation with the sensitivity of 5-fluorouracil(r=0.283,P>0.05).Conclusion:Ubc9 protein is highly expressed in colorectal cancer,which is related to clinical stage,lymph node metastasis and positive correlation with drug resistance of Cisplatin.
  【Key words】 Colorectal adenocarcinoma; Ubiquitin-conjugating enzyme 9; Immunohistochemistry
  First-author’s address:First Hospital of Shanxi Medical University,Taiyuan 030001,China
  doi:10.3969/j.issn.1674-4985.2017.23.010
  小泛素相關修饰物(small ubiquitin-related modifier,SUMO)是一种新发现的蛋白质翻译后修饰途径,在调节蛋白质的稳定和功能方面发挥着重要的作用,对细胞的增殖、分化、凋亡过程起重要作用[1]。SUMO途径需要激活酶、结合酶和连接酶共同参与,泛素结合酶9(ubiquitin-conjugating enzyme 9,Ubc9)是该途径的唯一结合酶。据报道:Ubc9在头颈部肿瘤、乳腺癌、肺癌等多种肿瘤组织中普遍高表达[2-4],并且与抗肿瘤药物的化疗敏感性有关[5-6],目前Ubc9在结直肠癌中的研究鲜见报道。本研究观察Ubc9在结直肠癌组织中的表达情况,分析其与结直肠癌常用化疗药物敏感性之间的关系,为结直肠癌的研究提供新的思路和实验依据。现报道如下。
  1 资料与方法
  1.1 一般资料 收集山西医科大学第一医院普通外科2016年1-9月收治的经手术切除结直肠癌及癌旁(距瘤体边缘>5 cm)新鲜标本50例,腺瘤30例。标本收集要求不影响术后病理诊断,癌组织一部分组织用于细胞原代培养,另一部分固定包埋后用于免疫组化实验。所有患者均无家族史,未经任何放化疗,术后经组织病理诊断为结直肠腺癌。入组患者中:男29例,女21例;年龄47~82岁,中位年龄59岁;分化程度:高分化11例,中分化25例,低分化14例;TNM分期(美国抗癌联合会/国际抗癌联盟):Ⅰ期9例,Ⅱ期23例,Ⅲ期18例;无淋巴结32例,有淋巴结转移18例。   1.2 免疫组织化学 石蜡切片4 μm于多聚赖氨酸处理的载玻片上,烤片机上60 ℃过夜,切片脱蜡至水后磷酸盐缓冲液洗片3次。于0.01 M、pH值6.4的枸橼酸缓冲液中高压修复10 min,磷酸盐缓冲液洗片3次,滴加山羊血清封闭,孵育15 min。滴加Ubc9一抗(Abcam公司,货号:ab21193,浓度1∶200),4 ℃过夜孵育。滴加生物素标记的二抗(北京中杉金桥公司),37 ℃箱孵育30 min;DAB显色5 min,自来水终止显色;苏木素复染30 s,封片;每次染色用PBS液代替一抗做阴性对照。Ubc9阳性细胞定位于细胞质或/和细胞核,免疫组化结果判定方法参考文献[7]:以阳性细胞百分比(0分,0~4%;1分,5%~24%;2分,25%~49%;3分,50%~74%;4分,>75%和染色强度(阴性0分,弱阳1分,中等阳2分和强阳3分)的乘积进行评分,评分<6分为低表达,≥6分为高表达。
  1.3 细胞原代培养及药敏试验 电子天平称取新鲜组织1 g。青链霉素即用液反复冲洗,将组织剪碎置于清洁塑料EP管中尽量剪碎至稀糊状,加入
  5 mL消化酶,恒温摇床37 ℃震荡孵育1 h,将组织消化液通过200目不锈钢滤网,1000 r/min离心滤液10 min,弃去上清。细胞计数板计数并调整细胞浓度至1×105/mL,将细胞悬液均匀接种到96孔板中,培养基采用RPMI-1640培养基(含10%胎牛血清),置于37 ℃,5%CO2培养箱中培养。培养24 h后替换含顺铂、5-氟尿嘧啶的培养基,浓度为血药峰值浓度[8],每组设6个平行孔及对照组(无药物)。培养24 h后取出培养板,每孔加入MTT液20 μL(5 mg/mL),入培养箱继续培养4 h后,吸去液体,每孔加150 mL DMSO,室温轻摇5 min,立即置于酶标仪测定490 nm波长下吸光度值(A)。计算细胞生长抑制率(IR),IR(%)=1-试验孔A均值/对照孔A均值×100%。按照实体瘤体外敏感标准[9-10],抑制率≥30%为敏感,<30%为耐药。
  1.4 统计学处理 采用SPSS 18.0软件对所得数据进行统计分析,计数资料以率(%)表示,比较采用 字2检验。以P<0.05为差异有统计学意义。
  2 结果
  2.1 Ubc9在结直肠癌旁、腺瘤及腺癌组織中的表达 Ubc9在癌旁、腺瘤及结直肠癌组织中均有不同程度的表达,Ubc9在结直肠癌中的表达显著高于癌旁及腺瘤组织,差异有统计学意义(P<0.05),腺瘤及癌旁组织中Ubc9的表达比较差异无统计学意义(P>0.05),见图1和表1。
  2.2 Ubc9蛋白的表达与结直肠癌临床病理资料的关系 通过对结直肠癌患者的临床病理资料分析发现,Ubc9蛋白的表达与患者的性别、年龄及分化程度均无明显关联(P>0.05),与肿瘤的TNM分期及淋巴结转移均有关(P<0.05),即TNM分期高及淋巴结转移的患者中Ubc9蛋白的高表达率越高,见表2。
  2.3 药敏实验结果及其与Ubc9表达的关系 原代培养及MTT最终成功评价了42例结直肠癌细胞体外对顺铂及5-氟尿嘧啶的药物敏感性,其中对顺铂敏感者17例,耐药者25例;对5-氟尿嘧啶敏感者20例,耐药者22例。相关性分析发现:Ubc9蛋白的高表达与顺铂的耐药呈正相关(r=0.323,P<0.05),Ubc9蛋白的表达与5-氟尿嘧啶药物敏感性无显著相关性(r=0.283,P>0.05),见表3。
  3 讨论
  人Ubc9基因定位于16p13.3,编码含158个氨基酸的蛋白,1997年Ubc9被确定为SUMO化途径唯一的E2结合酶,可识别特异性的靶蛋白结合位点,在SUMO化修饰中发挥重要作用。Ubc9在恶性肿瘤中作用越来越受到关注,其参与的SUMO化过程在肿瘤的发生发展和预后中的重要作用[11]。
  本研究首先观察了结直肠癌组织、癌旁组织及良性腺瘤组织中Ubc9蛋白的表达,结果显示,Ubc9在不同组织中均有不同程度的表达,但在结直肠癌组织Ubc9蛋白的高表达率显著高于癌旁及腺瘤组织,说明Ubc9的高表达可能参与了结直肠癌的发生发展。进一步分析发现Ubc9蛋白在TNM分期高以及淋巴结发生转移的结直肠癌组织中表达更高,说明Ubc9的高表达可能与结直肠癌的进展程度及预后相关。就可能的机制而言,目前的研究表明,Ubc9所参与的SUMO化的动态失衡与肿瘤关系密切,生理状态下SUMO化参与DNA的稳定性、细胞程序性死亡及癌基因的转录修饰等过程[12],病理状态下的SUMO化在肿瘤的发生及演进具发挥一定作用,由此导致DNA结构稳定性破坏、细胞凋亡过程受阻及癌基因的过度转录等分子生物事件[13],作为SUMO化的唯一E2结合酶,Ubc9的过表达对上述过程具有促进作用[14],而肿瘤的发生发展与Ubc9上调两者之间何为因果目前尚无明确定论,但Ubc9在肿瘤中的普遍高表达是值得肯定的。
  研究表明,抑制乳腺癌细胞MCF-7中Ubc9的表达可使抗癌药物托泊替康、顺铂及替尼泊苷的敏感性增加[15],siRNA干扰Ubc9基因的表达可显著增强抗癌药对黑色素瘤细胞的凋亡诱导作用[16],提示Ubc9可能与化疗药物的敏感性相关。本研究通过原代培养方式体外评价了50例结直肠癌对常用化疗药物顺铂及5-氟尿嘧啶的敏感性,结果显示:顺铂耐药率为59.5%,5-氟尿嘧啶耐药率为52.4%,结合免疫组化结果相关性分析发现:Ubc9蛋白的高表达与顺铂的耐药呈正相关,而与5-氟尿嘧啶药物敏感性无显著相关性,提示Ubc9的高表达可能参与了顺铂的耐药过程。目前Ubc9参与耐药的机制尚不明确,可能与Fas相关蛋白-死亡结构域相关蛋白(death domain associate protein,Daxx)的定位改变有关,通过Daxx介导的细胞凋亡来影响细胞对化疗药物的敏感性[17-18]。   总之,本研究初步探讨了Ubc9在结直肠癌中的表达情况及其与常用化疗药物敏感性之间的关系,为结直肠癌的研究提供了新的思路和实验依据。目前,已有以Ubc9为治疗靶点的相关研究报道,相信Ubc9有望成为肿瘤治疗的有效药物和基因靶点。
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  (收稿日期:2017-03-20) (本文编辑:程旭然)
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