中国医科大学学报  2021, Vol. 50 Issue (6): 511-515

文章信息

高媛, 周妍, 周新佳, 郑锐
GAO Yuan, ZHOU Yan, ZHOU Xinjia, ZHENG Rui
白细胞介素-9及其受体在非小细胞肺癌组织中的表达及临床意义
Expression and clinical significance of IL-9 and IL-9 receptors in non-small cell lung cancer
中国医科大学学报, 2021, 50(6): 511-515
Journal of China Medical University, 2021, 50(6): 511-515

文章历史

收稿日期:2020-07-24
网络出版时间:2021-05-27 8:56
白细胞介素-9及其受体在非小细胞肺癌组织中的表达及临床意义
高媛1 , 周妍1 , 周新佳2 , 郑锐1     
1. 中国医科大学附属盛京医院呼吸与重症监护内科, 沈阳 110004;
2. 中国医科大学附属盛京医院耳鼻咽喉科, 沈阳 110004
摘要目的 探讨白细胞介素-9(IL-9)及其受体(IL-9R)在非小细胞肺癌组织中的表达及其临床意义。方法 收集2017年1月至2018年12月中国医科大学附属盛京医院胸外科110例手术切除并经病理确诊的非小细胞肺癌癌组织及其癌旁正常石蜡包埋组织标本,并收集其中19例非小细胞肺癌的癌组织及其周围正常的新鲜组织标本。收集患者性别、年龄、肿瘤分化程度、肿瘤大小、淋巴结转移及TNM分期等临床资料。采用免疫组织化学法检测肺癌组织及其癌旁组织中IL-9、IL-9R的表达情况,采用Western blotting检测肺癌组织及其癌旁组织中IL-9蛋白的表达。采用χ2检验分析IL-9及IL-9R表达与肿瘤临床病理的相关性。采用t检验比较非小细胞肺癌癌组织及癌旁组织IL-9表达的差异。结果 IL-9和IL-9R在肺癌组织中的表达明显高于癌旁正常组织(P < 0.05)。肺癌组织中IL-9蛋白表达水平显著高于癌旁正常组织(P < 0.05)。IL-9表达水平与患者肿瘤大小、淋巴结转移及TNM分期相关(均P < 0.05),IL-9R与患者TNM分期和淋巴结转移相关(均P < 0.05)。结论 IL-9及IL-9R在非小细胞肺癌癌组织高表达,其表达水平与肿瘤大小、淋巴结转移以及TNM分期相关,IL-9/IL-9R可能成为非小细胞肺癌免疫治疗的新靶点。
Expression and clinical significance of IL-9 and IL-9 receptors in non-small cell lung cancer
GAO Yuan1 , ZHOU Yan1 , ZHOU Xinjia2 , ZHENG Rui1     
1. Department of Respiratory and Critical Care Medicine, Shengjing Hospital of China Medical University, Shenyang 110004, China;
2. Department of Otolaryngology, Shengjing Hospital of China Medical University, Shenyang 110004, China
Abstract: Objective To explore the expression and clinical significance of interleukin-9 (IL-9) and interleukin-9 receptor (IL-9R) in non-small cell lung cancer tissues. Methods Between January 2017 and December 2018, paraffin-embedded specimens were prepared from cancerous and adjacent normal tissues from 110 cases of pathologically diagnosed non-small cell lung cancer, and fresh specimens of cancerous and surrounding normal tissue were collected from 19 non-small cell lung cancer patients, by surgical resection in the Department of Thoracic Surgery, Shengjing Hospital of China Medical University. Clinical data including gender, age, tumor differentiation degree, tumor size, lymph node metastasis, and TNM staging was collected for all patients. Immunohistochemistry was used to detect IL-9 and IL-9R expression in lung cancer tissues and adjacent tissues. Western blotting was used to detect IL-9 protein expression in lung cancer tissues and adjacent tissues. Correlations between IL-9 and IL-9R expression and tumor clinicopathology were assessed by χ2 analysis. Student's t test was used to compare IL-9 expression in non-small cell lung cancer tissues and adjacent tissues. Results By immunohistochemistry, expression of IL-9 and IL-9R were seen to be significantly higher in lung cancer tissues than in normal tissues adjacent to cancers (P < 0.05). Western blotting results showed that IL-9 protein expression was significantly higher in lung cancer tissues than in normal tissues adjacent to cancers (P < 0.05). IL-9 expression levels correlated with tumor size, lymph node metastasis, and TNM stage (all P < 0.05), and IL-9R expression correlated with the patient's TNM stage and lymph node metastasis (all P < 0.05). Conclusion IL-9 and IL-9R are highly expressed in non-small cell lung cancer tissues, and their expression levels correlate with tumor size, lymph node metastasis, and TNM stage. IL-9/IL-9R may represent a novel target for diagnosis and treatment of non-small cell lung cancer.

肺癌是全世界最主要的癌症死亡原因之一[1]。肺癌根据组织学分为非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)和小细胞肺癌,肺癌患者中NSCLC约占85%[2]。研究[3]发现,有2/3的NSCLC患者在诊断时已处于Ⅲ/Ⅳ期,并且超过50%的患者在诊断时已经出现转移,转移性晚期NSCLC患者5年生存率低于5%,提高晚期NSCLC患者的生存率需要更多新的治疗策略[4]。免疫微环境在控制肺癌发生、发展和转移中起着至关重要的作用[5]。近年来白细胞介素-9(interleukin-9,IL-9)在肿瘤免疫中的作用得到了越来越多的关注。研究[6]发现在肺癌恶性胸腔积液中辅助性T细胞9(helper T cell 9,Th9)及其分泌的细胞因子IL-9可促进肺癌细胞增殖及迁移,同时促进肺癌细胞与胸膜间皮细胞间黏附,进而促进肺癌恶性胸腔积液进展[6]。但是也有研究[7]发现在不同的肿瘤微环境中IL-9及Th9细胞具有复杂的抗肿瘤及促肿瘤的双重作用。在黑色素瘤中Th9及IL-9促进CD8+T细胞介导的细胞毒性,进而发挥抗肿瘤作用[8]。IL-9通过刺激抗肿瘤M1巨噬细胞抑制黑素瘤的肺转移[9]

目前,癌症中IL-9促肿瘤和抗肿瘤的作用仍然存在争议。对于IL-9、白细胞介素-9受体(interleukin-9 receptor,IL-9R)表达与NSCLC的临床及病理特征关系的研究鲜有报道。本研究探讨NSCLC组织中IL-9、IL-9R表达水平及其与临床病理特征之间的关系,旨在为NSCLC免疫治疗提供新的治疗思路。

1 材料与方法 1.1 材料

收集110例2017年1月至2018年12月中国医科大学附属盛京医院胸外科手术切除并经过病理确诊的NSCLC的癌组织及其癌旁正常肺组织(距肿瘤边缘5 cm以上)石蜡包埋标本。收集其中19例新鲜NSCLC癌组织及其周围正常肺组织,新鲜组织在液氮中保存。110例患者中男80例,女30例;平均年龄(58.9±7.9)岁,其中年龄 < 50岁28例,≥50岁82例;病理分级(分化程度)中高分化80例,低分化30例;肿瘤直径 < 3 cm 42例,肿瘤直径≥3 cm 68例;明确淋巴结转移(N1、N2和N3)54例,无淋巴结转移(N0)56例。根据TNM分期[10]分为:Ⅰ期36例,Ⅱ期28例,Ⅲ期44例,Ⅳ期2例。

1.2 免疫组织化学染色及结果判读

石蜡切片进行脱蜡,抗原修复;3%H2O2室温孵育15 min,洗片,5%BSA50 µL滴入进行封闭。在室温下孵育10 min;滴加IL-9(ab203386;1∶200;英国Abcam公司)、IL-9R一抗(ab233757;1∶200;英国Abcam公司)4 ℃孵育过夜。然后加入二抗室温60 min静置,PBS洗片3次;DAB显色5 min,苏木精复染,脱水、透明、封片观察。

染色结果由2位病理科医生综合判定。随机观察10个视野(×200),计数视野内细胞总数及染色阳性细胞数,染色阳性细胞百分比评分:0分,着色细胞≤5%(阴性);1分,着色细胞 > 5%~25%;2分,着色细胞 > 25%~50%;3分,着色细胞 > 50%~75%;4分,着色细胞 > 75%。染色程度评分:0分,基本未染色;1分,弱染色(呈淡黄色);2分,中等强度染色(呈棕黄色);3分,强染色(呈棕褐色)。将染色阳性细胞百分比评分与染色程度评分相加,≥4分为阳性,< 4分为阴性。

1.3 Western blotting检测NSCLC癌组织及癌旁正常组织中IL-9蛋白表达

使用RIPA和1%PMSF提取总蛋白,通过BCA法确定样品的蛋白质浓度。将组织裂解液在10%SDS-聚丙烯酰胺凝胶上电泳,转移到硝酸纤维素膜上。在室温下用5%脱脂奶封闭90 min,然后室温下孵育一抗,包括兔抗人IL-9抗体(ab203386,1∶1 000,英国Abcam公司)和β-actin抗体(ab179467,1∶5 000;英国Abcam公司),在4 ℃下过夜。在室温下,将辣根过氧化物酶偶联的二抗IgG抗体应用1 h后检测。印迹结果分析使用Las-4000 Image软件和Multi Gauge Ver 3.0软件(日本富士胶片生命科学公司)。

1.4 统计学分析

应用Prism7.0软件进行统计分析,计数资料采用率表示,组间比较采用χ2检验;正态分布的计量资料采用x±s表示,组间比较采用t检验,P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 免疫组织化学检测NSCLC癌组织及癌旁组织中IL-9、IL-9R的表达

结果显示,NSCLC癌组织中IL-9阳性表达88例(80%),其中男性64例,女性24例;IL-9阴性表达22例(20%),男性16例,女性6例。癌旁正常组织中IL-9阳性表达30例(27.3%),阴性80例(72.7%)。癌组织中IL-9的阳性表达率明显高于癌旁组织,差异有统计学意义(χ2=61.489,P < 0.01),见图 1。NSCLC癌组织中IL-9R阳性表达82例(74.5%),其中,男性60例,女性22例;IL-9R阴性表达28例(25.5%),其中男性20例,女性8例。癌旁组织中IL-9R阳性表达12例(10.9%),阴性表达98例(89.1%)。癌组织中IL-9R阳性表达率明显高于癌旁组织,差异有统计学意义(χ2=91.017,P < 0.01),见图 2

A, positive for IL-9 in lung adenocarcinoma; B, positive for IL-9 in lung squamous cell carcinoma; C, negative for IL-9 in the adjacent tissues of lung adenocarcinoma; D, negative for IL-9 in the adjacent tissues of lung squamous cell carcinoma. 图 1 免疫组织化学检测NSCLC癌组织及癌旁组织IL-9表达×200 Fig.1 Immunohistochemical detection of IL-9 expression in cancer tissues and adjacent tissues from NSCLC patients ×200

A, IL-9R positive in lung adenocarcinoma; B, IL-9R positive in lung squamous cell carcinoma; C, IL-9R negative in adjacent tissues of lung adenocarcinoma; D, IL-9R negative in adjacent tissues of lung squamous cell carcinoma. 图 2 免疫组织化学检测NSCLC癌组织及癌旁组织IL-9R表达 ×200 Fig.2 Immunohistochemical detection of IL-9R protein expression in cancer and adjacent tissues from NSCLC patients ×200

2.2 Western blotting检测NSCLC癌组织及癌旁组织IL-9表达

结果显示,IL-9蛋白在癌组织中的表达水平(0.63±0.28)较癌旁组织(0.37±0.15)明显增高(P < 0.05),见图 3

1, adjacent normal tissues; 2, cancer tissues. 图 3 Western blotting检测NSCLC患者癌组织及癌旁组织IL-9蛋白表达 Fig.3 IL-9 protein expression in cancer tissues and adjacent tissues from NSCLC patients detected by Western blotting

2.3 NSCLC癌组织中IL9及IL-9R的表达与临床指标的相关分析

结果显示,NSCLC癌组织中IL-9的表达与患者性别、年龄、肿瘤分化程度均不相关(均P > 0.05),而与肿瘤大小、淋巴结转移及TNM分期相关(均P < 0.05)。NSCLC癌组织中IL-9R的表达与患者性别、年龄、肿瘤分化程度、肿瘤大小均不相关(均P > 0. 05),而与淋巴结转移、TNM分期相关(均P < 0.001),发生淋巴结转移和分期较晚期患者癌组织中IL-9及IL-9R高表达,见表 1

表 1 NSCLC癌组织中IL-9及IL-9R表达与患者临床指标的相关分析 Tab.1 Correlation of IL-9 and IL-9R expression with clinical and pathological features
Item IL-9 IL-9R
Positive Negative χ2 P Positive Negative χ2 P
Gender 0.568 0.451 0.032 0.858
  Male 64 16 60 20
  Female 24 6 22 8
Age 0.048 0.827 0.192 0.661
   < 50 year-old 22 6 20 8
  ≥50 year-old 66 16 62 20
Tumor size 5.381 0.020 3.625 0.057
   < 3 cm 32 14 30 16
  ≥3 cm 56 8 52 12
Differentiation 1.146 0.284 0.398 0.528
  Medium/highly differentiated 62 18 58 22
  Poorly differentiated 26 4 24 6
Lymph node metastasis 10.511 0.001 18.211 < 0.001
  Yes 50 4 50 4
  No 38 18 32 24
TNM 12.106 0.001 10.477 0.001
  Ⅰ-Ⅱ 44 20 40 24
  Ⅲ-Ⅳ 44 2 42 4

3 讨论

IL-9主要由Th9细胞分泌,在支气管哮喘、自身免疫性疾病中发挥关键作用[11-13]。IL-9与IL-9R结合,激活JAK/STAT通路促进炎症及自身免疫反应[14]。近年来,IL-9在肿瘤免疫中的作用备受关注。最初研究[15]认为IL-9是具有潜在致癌活性的T细胞生长因子,IL-9在非实体肿瘤(多数血液系统肿瘤)中驱动肿瘤生长。有研究[16]发现IL-9可促进弥漫性大B细胞淋巴瘤的细胞存活和耐药性,同时可促进大细胞间变性淋巴瘤的发生及发展。实体肿瘤研究[17]显示肝癌组织IL-9、IL-9R表达明显高于癌旁组织,IL-9、IL-9R显著促进肝癌细胞增殖、侵袭,抑制细胞凋亡。然而在肺癌实体瘤组织中关于IL-9、IL-9R的研究目前较少,本研究结果显示,肺癌组织中IL-9的表达明显高于癌旁正常组织(P < 0.05),提示IL-9可能促进NSCLC进展。

IL-9具有复杂的双重功能,在不同的肿瘤微环境中可以促进或抑制肿瘤细胞的生长和迁移[11]。研究[18]发现Th9细胞分泌的IL-9对于黑色素瘤的生长有抑制作用,将肿瘤抗原特异性Th1、Th9和Th17细胞转移到黑色素瘤小鼠体内,可以明显抑制黑色素瘤的生长。然而Th9细胞的抗肿瘤作用并不局限在黑色素瘤模型中,在乳腺癌模型中Th9、IL-9表达的增高可通过增强CD8+T细胞介导的细胞毒性发挥抗肿瘤作用[19]。同时也有研究[20]发现Th9细胞在小鼠结肠腺癌模型、肺腺癌模型中也发挥了重要的抗肿瘤作用。但是也有研究[6]发现肺癌恶性胸腔积液中,Th9具有促进肺癌进展和转移的作用,恶性胸腔积液中存在大量的促炎症细胞因子,可促进Th9细胞的诱导及分化,其分泌的IL-9通过激活STAT3信号通路促进肺癌细胞的增殖和迁移,抑制γ干扰素对肿瘤细胞的杀伤作用。近期研究[21]发现IL-9可通过增强NSCLC的血管生成促进肿瘤发生。本研究结果显示IL-9及IL9R表达在NSCLC癌组织较癌旁组织明显增高,IL-9表达与患者肿瘤大小、淋巴结转移及TNM分期相关,IL-9R表达与患者TNM分期和淋巴结转移相关,IL-9及IL-9R在TNM分期较晚及淋巴结转移患者中高表达,说明IL-9可能通过与IL-9R结合促进NSCLC转移和进展。

综上所述,IL-9及IL9R在NSCLC癌组织中高表达,其表达水平与NSCLC的淋巴结转移以及TNM分期相关。因此推测IL-9/IL-9R在NSCLC免疫微环境中起到促癌作用,IL-9/IL-9R可能成为NSCLC调节免疫微环境进行免疫治疗的新靶点,但仍需更多的研究进一步来验证。

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