文章信息
- 杨婕琳, 王晓媛, 武雪亮
- YANG Jielin, WANG Xiaoyuan, WU Xueliang
- 结直肠癌中TXNIP和KLF9的表达对患者临床特征及预后的影响
- Impacts of TXNIP and KLF9 expressions in colorectal cancer on the clinical characteristics and prognosis of patients
- 中国医科大学学报, 2024, 53(11): 1005-1011
- Journal of China Medical University, 2024, 53(11): 1005-1011
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文章历史
- 收稿日期:2023-11-13
- 网络出版时间:2024-11-21 11:16:29
2. 河北北方学院附属第一医院普外科, 河北 张家口 075000
2. Department of General Surgery, The First Affiliated Hospital of Hebei North University, Zhangjiakou 075000, China
结直肠癌(colorectal cancer,CRC)是一种常见的大肠上皮来源胃肠道恶性肿瘤,饮食、肥胖、肠道微生物群、吸烟、环境、遗传等均为CRC的危险因素[1]。近年来,我国CRC发病率不断增加,到2025年,估计我国CRC患者将达642 300例,其中死亡221 100例[2]。早期CRC患者5年存活率较高,但多数患者就诊时已达中晚期,预后较差[3]。因此,研究CRC进展及预后相关分子标志物对制定个体化治疗方案、开发潜在治疗靶点、改善预后尤为关键。硫氧还蛋白相互作用蛋白(thioredoxin interacting protein,TXNIP)是α阻滞蛋白家族成员,也是硫氧还蛋白活性的内源性抑制剂,参与氧化还原稳态、葡萄糖代谢。研究[4]证明,TXNIP参与CRC发展,过表达TXNIP可抑制CRC细胞恶性行为。Krüppel样转录因子(Krüppel like transcription factor,KLF)9属于KLF转录因子家族,通过3个C2-H2锌指结构结合GC-box,调控神经元发育、细胞分化和生长、凋亡等过程。近年来的研究[5-6]表明,KLF9在CRC、肾癌、胃癌等癌症中表达下调,并与癌症转移及预后有关。然而TXNIP、KLF9与CRC临床病理特征及预后的关系鲜有报道。本研究拟通过检测CRC组织中TXNIP、KLF9的表达,探讨TXNIP、KLF9与CRC发生、发展及预后的相关性。
1 材料与方法 1.1 一般资料选择2017年1月至2020年12月于我院初次确诊并进行手术治疗的CRC患者90例,术中收集CRC组织及癌旁组织(距离癌组织 > 5 cm)。年龄40~72岁,平均(59.18±7.65)岁。男53例,女37例。纳入标准:行根治性切除术;初次确诊,无新辅助化疗、放疗等治疗史;无远端转移征象;石蜡病理标本保存完整;无其他部位肿瘤;患者及其家属知情同意。排除标准:发生远处转移;合并感染性疾病;其他器官严重疾病;随访资料不全;自身免疫缺陷症;近期外科手术史;CRC复发。本研究获得我院医学伦理委员会批准(k2020197),符合《世界医学协会赫尔辛基宣言》。
1.2 方法 1.2.1 检测TXNIP和KLF9表达采用免疫组织化学试剂盒(货号:ml092486,上海酶联生物科技有限公司)检测癌组织中TXNIP和KLF9蛋白的表达情况。术中收集新鲜癌组织及癌旁组织,经4%多聚甲醛固定,石蜡包埋,制作4 μm切片,脱蜡、水化、抗原修复;依次用ddH2O、PBST浸泡、清洗,滴加50 μL灭活酶试剂,室温避光放置15 min,PBST浸泡洗涤,滴加3% BSA-PBST 50 μL封闭;滴加TXNIP一抗(稀释1∶200,货号abs136992,爱必信生物科技有限公司)、KLF9一抗(稀释1∶200,货号CSB-PA622687ESR2HU,武汉华美生物工程有限公司)孵育过夜;室温放置30 min,PBST洗涤;滴加生物素标记羊抗兔二抗(货号ab6721,英国abcam公司)孵育30 min,PBST冲洗;DAB显色,苏木素复染(货号G1080,北京索莱宝科技有限公司),脱色反蓝,封片,光学显微镜下观察。取5个高倍视野(×400);由2位经验丰富的病理医师独立阅片,每个视野计数100个肿瘤细胞。染色结果判定[7]:无着色、浅黄色、黄色、棕褐色分别计为0、1、2、3分。阳性染色细胞占比≤5%、> 5%~25%、> 25%~50%、> 50%~75%、> 75%分别计为0、1、2、3、4分;2种计分相乘,0~1分为阴性表达,2~7分为阳性表达。
1.2.2 随访术后以门诊或电话形式随访CRC患者2年,截止时间为2023年1月或患者死亡。
1.2.3 基因表达水平值的交互式分析平台(Gene Expression Profiling Interactive Analysis,GEPIA)数据库检索在GEPIA数据库(http://gepia.cancer-pku.cn/)中检索,设定基因为TXNIP、KLF9,癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas,TCGA)数据集设定为直肠腺癌(rectal adenocarcinoma,READ),分析TXNIP、KLF9表达。
1.3 统计学分析采用SPSS 24.0软件处理数据。计数资料用率(%)表示,采用χ2检验进行比较。采用Kaplan-Meier检验分析TXNIP、KLF9阳性表达与术后3年总生存率的关系,行log-rank检验。利用GEPIA数据库及Spearman法分析CRC组织TXNIP、KLF9表达的相关性。采用Cox回归分析CRC患者预后的影响因素。P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果 2.1 GEPIA数据库中TXNIP、KLF9表达水平比较GEPIA数据库分析显示,与正常组织相比,TXNIP、KLF9 mRNA表达水平均在READ中明显降低(P < 0.01),见图 1。进一步分析TXNIP、KLF9不同表达水平与READ患者总生存率的关系,结果显示,不同TXNIP、KLF9表达水平的READ比较,总生存率的差异无统计学意义(P > 0.05),见图 2。
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| A, KLF9 expression levels in various tissues; B, TXNIP expression levels in various tissues. Red, CRC tissue; grey, pericancerous tissue. 图 1 GEPIA数据库中TXNIP、KLF9表达水平 Fig.1 Expression levels of TXNIP and KLF9 in GEPIA database |
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| A, overall survival of patients with different levels of KLF9 expression; B, overall survival of patients with different levels of TXNIP expression. 图 2 GEPIA数据库中TXNIP、KLF9表达水平与总生存率的关系 Fig.2 The relationship between TXNIP and KLF9 expression levels and overall survival rate in GEPIA database |
2.2 CRC癌组织TXNIP、KLF9蛋白表达比较
免疫组织化学结果显示,CRC癌组织中TXNIP阳性表达率(32.22%,29/90)、KLF9阳性表达率(37.78%,34/90)明显低于癌旁组织(73.33%,66/90;76.67%,69/90),差异有统计学意义(P < 0.05)。见图 3、表 1。
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| A, TXNIP expression in CRC tissues; B, TXNIP expression in pericancerous tissues; C, KLF9 expression in CRC tissues; D, KLF9 expression in pericancerous tissues. 图 3 不同组织中TXNIP、KLF9蛋白表达免疫组织化学染色 ×200 Fig.3 TXNIP and KLF9 protein expression in different tissues Immunohistochemical staining × 200 |
| Group | TXNIP protein | KLF9 protein | |||
| Positive expression | Negative expression | Positive expression | Negative expression | ||
| CRC tissue(n = 90) | 29(32.22) | 61(67.78) | 34(37.78) | 56(62.22) | |
| Pericancerous tissue(n = 90) | 66(73.33) | 24(26.67) | 69(76.67) | 21(23.33) | |
| χ2 | 30.516 | 27.802 | |||
| P | < 0.001 | < 0.001 | |||
2.3 CRC组织中TXNIP、KLF9表达的相关性
Spearman分析发现,CRC组织中TXNIP与KLF9阳性表达率显著相关(r = 0.519,P < 0.05);GEPIA数据库检索结果显示,TXNIP与KLF9表达呈正相关(P < 0.05)。见图 4。
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| 图 4 GEPIA数据库分析CRC组织TXNIP与KLF9表达的关系 Fig.4 GEPIA database analysis of the relationship between TXNIP and KLF9 expressions in CRC tissues |
2.4 CRC组织中TXNIP、KLF9蛋白表达与临床病理特征的关系
Cox回归分析结果显示,TNM分期为Ⅲ期、淋巴结发生转移的患者CRC组织中TXNIP、KLF9阳性表达率显著低于TNM分期为Ⅰ~Ⅱ期、淋巴结无转移患者,差异有统计学意义(P < 0.05)。见表 2。
| Clinical pathological characteristics | n | TXNIP | χ2 | P | KLF9 | χ2 | P | ||
| Positive(n = 29) | Negative(n = 61) | Positive(n = 34) | Negative(n = 56) | ||||||
| Age | 0.301 | 0.583 | 0.422 | 0.516 | |||||
| ≤60 years | 49 | 17 | 32 | 20 | 29 | ||||
| > 60 years | 41 | 12 | 29 | 14 | 27 | ||||
| Sex | 1.795 | 0.180 | 1.731 | 0.188 | |||||
| Men | 53 | 20 | 33 | 23 | 30 | ||||
| Women | 37 | 9 | 28 | 11 | 26 | ||||
| Tumor length and diameter | 1.312 | 0.252 | 0.864 | 0.353 | |||||
| ≤5 cm | 42 | 11 | 31 | 18 | 24 | ||||
| > 5 cm | 48 | 18 | 30 | 16 | 32 | ||||
| TNM stage | 9.583 | 0.002 | 9.943 | 0.002 | |||||
| Ⅰ-Ⅱ | 47 | 22 | 25 | 25 | 22 | ||||
| Ⅲ | 43 | 7 | 36 | 9 | 34 | ||||
| Lymph node metastasis | 6.874 | 0.009 | 10.752 | 0.001 | |||||
| Yes | 49 | 10 | 39 | 11 | 38 | ||||
| No | 41 | 19 | 22 | 23 | 18 | ||||
| Depth of tumor infiltration | 2.451 | 0.117 | 3.813 | 0.051 | |||||
| T1-T2 | 36 | 15 | 21 | 18 | 18 | ||||
| T3-T4 | 54 | 14 | 40 | 16 | 38 | ||||
| Degree of differentiation | 0.929 | 0.335 | 2.583 | 0.108 | |||||
| Low differentiation | 28 | 11 | 17 | 14 | 14 | ||||
| Medium and high differentiation | 62 | 18 | 44 | 20 | 42 | ||||
2.5 CRC组织中TXNIP、KLF9蛋白表达水平与总生存率的关系
截至随访结束,本研究90例CRC患者中,死亡23例,存活67例,总生存率为74.44%。生存分析显示,TXNIP阳性表达CRC患者总生存率(89.66%,26/29)高于阴性表达患者(67.21%,41/61),差异有统计学意义(χ2=5.240,P = 0.022);KLF9阳性表达患者2年总生存率(88.24%,30/34)高于阴性表达患者(66.07%,37/56),差异有统计学意义(χ2=5.623,P = 0.018)。见图 5。
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| A, overall survival of patients with different levels of TXNIP expression; B, overall survival of patients with different levels of KLF9 expression. 图 5 CRC组织TXNIP、KLF9蛋白表达与总生存率的关系 Fig.5 The relationship between the expression of TXNIP and KLF9 proteins in CRC tissue and overall survival rate |
2.6 CRC预后的影响因素分析
以随访期间CRC患者死亡与否为因变量(死亡= 1,存活=0),单因素分析显示,TNM分期、TXNIP及KLF9蛋白表达与CRC患者预后显著相关(P < 0.05)。多因素Cox回归发现,TNM分期为Ⅲ期、TXNIP蛋白阴性表达、KLF9蛋白阴性表达是预后危险因素(P < 0.05)。见表 3。
| Independent variable | Univariate analysis | Multivariate analysis | |||||
| SE | HR(95%CI) | P | SE | HR(95%CI) | P | ||
| Age(> 60 years vs. ≤60 years) | 0.247 | 1.509(0.929-2.448) | 0.095 | ||||
| Sex(male vs. female) | 0.199 | 1.372(0.928-2.026) | 0.112 | ||||
| TNM stage(Ⅰ-Ⅱvs. Ⅲ) | 0.354 | 3.846(1.922-7.697) | < 0.001 | 0.299 | 2.752(1.531-4.944) | 0.001 | |
| Lymph node metastasis(no vs. yes) | 0.461 | 2.139(0.866-5.279) | 0.099 | ||||
| Tumor length and diameter(≤5 cm vs. > 5 cm) | 0.375 | 1.881(0.901-3.922) | 0.092 | ||||
| Depth of tumor infiltration(T1-T2 vs. T3-T4) | 0.416 | 2.058(0.910-4.651) | 0.082 | ||||
| Degree of differentiation(medium and high differentiation vs. low differentiation) | 0.293 | 1.709(0.962-3.035) | 0.067 | ||||
| TXNIP(negative expression vs. positive expression) | 0.269 | 2.016(1.189-3.415) | 0.009 | 0.247 | 2.036(1.254-3.302) | 0.004 | |
| KLF9(negative expression vs. positive expression) | 0.370 | 2.557(1.238-5.280) | 0.011 | 0.209 | 1.862(1.236-2.804) | 0.003 | |
3 讨论
据统计,我国CRC平均诊疗费用以每年6.9%~ 9.2%的速度增长,患者在新诊断后1年内的个人医疗费用约占其家庭收入的60%[8]。CRC的有效预防手段为结直肠镜检查,有助于尽早明确癌前病变,阻止病情进展,但该方式为有创检查,技术要求较高,人群接受度低,检查时间长。CT和磁共振成像等影像学检查也存在放射性和成本高的缺点[9]。Ⅰ期、Ⅳ期CRC患者的5年生存率分别为96.6%、34.3%[3]。因此,寻找简单、无创、经济、患者接受度高的临床筛查方法,对提高CRC的检出率具有重要的临床意义。
CRC发病过程包含原癌基因激活、DNA甲基化、关键分子突变及分子异常表达等[10]。TXNIP是一种多功能蛋白,其表达受转录调控、mRNA、微RNA、蛋白质降解等多种机制调控,可促进自噬,调节mRNA、lncRNA表达,对代谢活动、炎症反应、氧化还原稳态、细胞行为等至关重要,已证实TXNIP在CRC、乳腺癌、肺癌、前列腺癌等多种癌症中表达降低,且表达水平越低,癌症分期越高[11]。YUAN等[12]有关骨肉瘤的研究显示,TXNIP可通过上调DDIT4和抑制mTORC1下游底物S6的磷酸化,控制癌细胞迁移、侵袭,促进其凋亡。本研究发现,CRC组织中TXNIP蛋白阳性表达率较低,与上述研究相符,表明TXNIP在CRC组织中呈低表达。TXNIP是葡萄糖摄取的有效负调节剂,文献[13]报道,TXNIP可调节葡萄糖代谢并抑制CRC癌细胞中的葡萄糖摄取,NDRG2通过调节TXNIP作为CRC糖酵解的关键调节因子发挥作用;酮体可刺激TXNIP表达,减少葡萄糖摄取,促进细胞凋亡,抑制CRC细胞增殖,这表明提高TXNIP表达水平可能成为癌症的一种治疗选择[14]。此外,TXNIP还参与CRC中的免疫炎症反应,抑制MondoA-TXNIP轴促进葡萄糖摄取和糖酵解,诱导高糖酵解Th17样Tregs,促进Th17炎症,促进白细胞介素-17a诱导的CD8+T细胞耗竭,促进CRC的发生[15]。王莹琼等[16]研究显示,非小细胞肺癌组织中TXNIP低表达与淋巴结转移、TNM分期Ⅲ~Ⅳ期及低分化有关。本研究通过分析TXNIP与CRC临床特征的关系发现,TNMⅢ期、淋巴结发生转移的患者TXNIP阳性表达率较低,表明TXNIP阳性表达与CRC有显著相关性,可反映CRC病情进展,TXNIP低表达可能导致癌细胞增殖能力增强,同时促进转移,推动CRC病情进展。进一步行预后分析显示,TXNIP阳性表达患者总生存率高于阴性表达者,初步证明TXNIP与CRC患者的预后有关,TXNIP阴性表达者预后较差。回归分析发现,TXNIP阴性表达是CRC预后的危险因素,表明TXNIP蛋白阴性表达对CRC进展起推动作用,分析其原因,TXNIP阴性表达导致对癌细胞葡萄糖摄取抑制减弱,癌细胞增殖、转移,加重病情恶化,治疗难度较大,不利于预后。
KLF广泛存在于各种组织中,已被证明可控制细胞增殖、凋亡、迁移和分化等过程。KLF9是KLF家族成员之一,通过激活或抑制具有丰富GC盒的启动子调节基因表达,KLF9的异常表达可导致细胞紊乱,影响癌症发生[17]。KLF9作为肿瘤抑制因子通常在多种恶性肿瘤中下调,LI等[18]发现KLF9可通过抑制MMP28转录而抑制胃癌细胞的侵袭和转移;FANG等[19]证明miR-20a-5p通过靶向抑制KLF9加速非小细胞肺癌的增殖和侵袭。本研究发现,KLF9在CRC组织中阳性表达低于癌旁组织,提示KLF9参与CRC的恶性进展。circNOL10通过在CRC中海绵化miR-135a-5p和miR-135b-5p调控KLF9表达,进而调控CRC细胞周期进展、增殖、侵袭等[5]。有研究[20]表明,KLF9表达降低与淋巴结转移、低分化、高临床分期有关,影响乳腺癌患者的生存。本研究进一步分析发现,KLF9蛋白表达与CRC TNM分期、淋巴结转移有关,其低表达促进CRC恶性进展。生存分析显示,KLF9阳性表达者生存率(88.24%)高于阴性表达者(66.07%),提示KLF9低表达者预后较差,靶向KLF9表达可能是CRC治疗的一个潜在靶点。分析其原因,KLF9表达降低对CRC癌细胞恶性行为抑制减弱,从而促进疾病进展。回归分析显示,KLF9阴性表达是CRC预后不良的危险因素,进一步证明KLF9与CRC预后不良密切相关,KLF9可能是评估CRC预后的潜在指标。此外,本研究还发现,CRC组织中TXNIP与KLF9表达呈正相关,推测二者可能共同参与调控CRC发病过程,但具体机制尚有待明确。
综上所述,本研究结果显示,CRC组织中TXNIP、KLF9呈低表达,其表达与TNM分期、淋巴结转移有关,参与CRC的发生、发展,且TXNIP、KLF9阴性表达者总生存率较低,可作为CRC术后预后评估指标。但由于本研究纳入病例数较少,结果可能存在偏倚,后续将继续收集病例,以验证本研究结果,并通过构建动物模型等方式深入探讨TXNIP、KLF9对CRC发生、发展的影响机制。
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