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目的:消化道恶性肿瘤严重威胁着人类的健康,我国是世界食管癌的高发国,尤其是河北的磁县和涉县是世界食管癌的高发区之一。食管癌因其症状的隐匿性极难早期发现,症状明显时已是肿瘤的中晚期,因此预后较差。近年来对食管癌的病因已进行广泛研究,其中对表观遗传学的改变尤其是DNA启动子区甲基化的研究已经成为热点。DNA甲基化是真核细胞DNA最普遍的修饰形式,同时是哺乳类动物的一种复制后调节方式,DNA甲基化与基因表达呈负相关。许多国内外的研究显示基因启动子异常甲基化在许多肿瘤的发生过程中是一个频发的早期事件,因此肿瘤相关基因的甲基化状态是肿瘤发生的一个早期敏感指标,被认为是有前景的肿瘤分子标志物。本研究通过检测食管癌细胞和食管鳞癌组织中肌肉萎缩相关基因1(FBXO32,又名atrogin-1,MAFbx)基因的mRNA和蛋白表达情况以及甲基化状态,探讨FBXO32基因在食管鳞癌中的表达及临床意义。方法:1应用逆转录-聚合酶链反应(reverse transcription polymerase chainreaction, RT-PCR)技术分别检测应用DNA去甲基化剂5-氮杂-2’-脱氧胞苷(5-aza-2’-deoxycitydine,5-aza-dC)处理前后的食管癌细胞系(TE1、TE13、T.TN、Yes-2)和51例食管鳞癌组织及癌旁正常组织中FBXO32基因的mRNA表达情况。2应用免疫细胞/组织化学(immunocytochemical/immunohistochemistry)SP法分别检测应用5-aza-dC处理前后的食管癌细胞系和51例食管鳞癌组织及癌旁正常组织中FBXO32蛋白的表达情况。3应用甲基化特异性PCR(methylation specific polymerase chainreaction, MSP)技术分别检测应用5-aza-dC处理前后的食管癌细胞系和51例食管鳞癌组织及癌旁正常组织中FBXO32基因的甲基化状态。4运用统计软件SPSS13.0对数据进行统计学分析。结果:1食管癌细胞中FBXO32基因的表达及甲基化状态情况1.15-aza-dC处理前后的食管癌细胞系中FBXO32的mRNA表达情况四株未处理的食管癌细胞株中,TE1细胞株中FBXO32基因mRNA表达阳性,TE13、T.TN、Yes-2细胞株中该基因mRNA表达缺失,经5-aza-dC处理培养后,四种细胞株中均检测出FBXO32mRNA的表达。1.25-aza-dC处理前后的食管癌细胞中FBXO32基因蛋白表达情况TE1细胞株用5-aza-dC处理前蛋白表达阳性,TE13、T.TN、Yes-2细胞株5-aza-dC处理前FBXO32蛋白表达阴性,应用甲基化抑制剂5-aza-dC处理后四种食管癌细胞株中FBXO32的蛋白表达均呈阳性,表明应用5-aza-dC处理后FBXO32在食管癌细胞系中恢复表达。1.35-aza-dC处理前后食管癌细胞系中FBXO32的甲基化状态TE13、T.TN、Yes-2细胞株在5-aza-dC处理前表现为FBXO32基因高甲基化状态,应用甲基化抑制剂5-aza-dC处理后该三种细胞株中FBXO32基因均表现为非甲基化状态。TE1细胞株在5-aza-dC处理前表现为不完全甲基化状态,应用甲基化抑制剂5-aza-dC处理后表现为非甲基化状态。2食管癌组织中FBXO32基因的表达、甲基化状态及其与临床病理资料之间的关系2.1食管癌组织中FBXO32基因mRNA表达情况FBXO32基因mRNA在食管癌和癌旁正常组织中的表达量分别为0.24±0.15和0.49±0.21,食管癌组织中FBXO32基因的mRNA表达量明显低于癌旁正常组织,两者的差异有统计学意义(P<0.05)。在食管鳞癌患者中,FBXO32的mRNA表达与患者的淋巴结转移情况及肿瘤组织分期和分化程度有关(P<0.05)。2.2食管癌组织中FBXO32基因蛋白表达情况51例食管鳞癌组织中,其中12例FBXO32基因蛋白表达阳性,阳性表达率为23.5%;正常食管黏膜组织51例,其中36例FBXO32基因蛋白表达阳性,阳性表达率为70.5%,正常食管黏膜组织FBXO32蛋白阳性表达率显著高于食管癌组织(P<0.01)。在食管鳞癌中,FBXO32蛋白表达与患者的淋巴结转移情况有关(P<0.05),而与肿瘤组织的分期和分化程度无关(P>0.05)。2.3食管癌组织中FBXO32基因甲基化状态FBXO32基因启动子区在食管鳞癌组织和癌旁正常组织中的甲基化率分别为52.9%(27/51)和27.5%(14/51),食管鳞癌组织中FBXO32基因启动子区甲基化率显著高于癌旁正常组织(P=0.000)。低分化鳞癌组FBXO32基因启动子区甲基化发生率84.0%(21/25)显著高于高中分化鳞癌组甲基化发生率23.1%(6/26)(P<0.05);FBXO32基因启动子区在有淋巴结转移组的甲基化发生率80.8%(21/26)显著高于无淋巴结转移组的甲基化发生率24.0%(6/25)(P<0.05);FBXO32基因启动子区甲基化率与肿瘤组织分期、年龄和性别无关(P>0.05)。2.4FBXO32基因甲基化与其mRNA和蛋白表达的关系以及mRNA和蛋白表达之间的关系FBXO32蛋白表达阳性的食管鳞癌组织中,其mRNA相对表达量平均为0.33±0.19,FBXO32蛋白表达阴性的食管鳞癌组织中,其mRNA相对表达量平均为0.21±0.13,两者差异有统计学意义(P<0.05)。在FBXO32基因启动子区甲基化阳性的食管鳞癌组织中,其mRNA相对表达量平均为0.19±0.12,甲基化阴性的食管鳞癌组织中mRNA相对表达量平均为0.30±0.17,两者差异有统计学意义(P<0.05)。发生FBXO32基因启动子区高甲基化的食管鳞癌组织中FBXO32蛋白表达阳性率为11.1%(3/27),未发生FBXO32基因启动子区高甲基化的食管鳞癌组织中FBXO32蛋白表达阳性率为37.5%(9/24),两者差异有统计学意义(P<0.05)。结论:1FBXO32基因启动子区异常甲基化是其在食管癌细胞中表达缺失的重要机制之一,5-aza-dC能逆转FBXO32基因的甲基化,恢复FBXO32的表达,为FBXO32作为食管癌去甲基化治疗的靶标提供了科学依据。2FBXO32启动子区甲基化情况与患者年龄,性别,临床分期等因素无关,与淋巴结转移及分化程度等生物学行为有关,提示FBXO32启动子区甲基化可能与食管鳞癌的预后有关。3FBXO32的表达降低可能与食管鳞癌预后有关,且FBXO32基因启动子区高甲基化可能是食管鳞癌中FBXO32蛋白低表达的原因之一。