文章信息
- 勾佳钰, 张忠, 薄威, 梁莉, 李佳琦, 李晓波, 王旭光
- GOU Jiayu, ZHANG Zhong, BO Wei, LIANG Li, LI Jiaqi, LI Xiaobo, WANG Xuguang
- 幽门螺杆菌阳性胃癌中vacA基因型的分布及其与MEX3A表达的关系
- Relationship between vacA genotype distribution and MEX3A expression in Helicobacter pylori-positive gastric cancer
- 中国医科大学学报, 2022, 51(8): 701-705
- Journal of China Medical University, 2022, 51(8): 701-705
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文章历史
- 收稿日期:2022-03-14
- 网络出版时间:2022-07-15 16:57
胃癌是常见的恶性肿瘤,我国胃癌发病率约占全世界的50%,晚期胃癌的死亡率极高,因此,疾病的早期发现、早期治疗尤为重要[1]。大量研究表明,幽门螺杆菌(Helicobacter pylori,H.pylori)与胃癌等消化道疾病密切相关。临床上约70%的胃癌患者有H.pylori感染,H.pylori被世界卫生组织列为胃癌Ⅰ类致癌因子[2]。H.pylori阳性人群发生慢性浅表性胃炎、肠化生、异型增生及胃癌的比例高于H.pylori阴性人群[3]。但并非所有慢性浅表性胃炎患者最终都会发展成胃癌,这与H.pylori菌株特性、患者的易感性以及环境等因素有关[4]。
虽然H.pylori菌株均含有细胞空泡毒素基因A(valculating toxin gene A,vacA),但并非所有vacA基因都具有表达活力,这与该基因序列信号区及中间区组成情况的多态性密切相关。vacA基因存在变异位点信号区s(s1、s2),负责编码信号肽的一部分及成熟蛋白的N末端,以及中间区m(m1、m2),负责编码部分的P58结构域[5-6]。这些基因变异位点的不同结合方式(s1m1、s1m2、s2m1、s2m2型)等可使H.pylori的毒力及致病性发生变化,vacA s1m1和vacA s1m2基因型的毒力更强[7]。本课题组前期研究[8]发现,vacA优势基因m1、s1及s1m1亚型与尾型同源框转录因子2(caudal type homeobox transcription factor 2,CDX2)表达呈负相关,存在以上3种优势基因时,CDX2阳性表达率明显降低。CDX2是肠上皮特异性转录因子,主要位于染色体13q12~13,参与维持肠上皮早期分化,是肠上皮分化的早期标志物。研究[4]表明,胃癌组织中CDX2与Reg Ⅳ mRNA和蛋白的表达呈正相关,是一种胃肠道的保护因子,在胃癌细胞系AGS及MKN-45中过表达CDX2可抑制癌症细胞迁移和增殖。
研究表明,秀丽隐杆线虫肌肉增生蛋白3A(muscle excess 3A,MEX3A)可与CDX2 mRNA在3’非翻译区特定结合,从而抑制胃癌和结直肠细胞癌细胞系中CDX2的表达水平;同时,MEX3A过表达还可影响细胞极性,沉默MEX3A可抑制胃癌细胞在G1/M期分裂,并使其集落形成能力下降;MEX3A还参与细胞更新分化、内稳态调节、有多元分化能力,在维持肠道干性中有重要作用[9-11]。因此,研究H.pylori阳性患者术后vacA不同基因亚型与MEX3A表达是否存在相关性,及vacA具体亚型与MEX3A在胃癌发生发展不同阶段表达的相关性,不仅有助于探讨疾病机制,还可为早期诊断提供线索。
1 材料与方法 1.1 材料收集2010年1月至2014年12月沈阳医学院附属中心医院外科手术切除的H.pylori阳性胃癌石蜡包埋组织样本98例,其中,男76例,女22例,年龄36~87岁。病理诊断均采用双盲法。本研究获得沈阳医学院医学伦理委员会批准。
1.2 方法 1.2.1 PCR检测H.pylori基因表达每个石蜡包埋标本连续切片10~12片(厚度4 μm)。按照GT pureTM FFPE试剂盒说明书提取总DNA。利用H.pylori尿素酶基因对H.pylori基因进行PCR检测。选用H.pylori vacA s1、m1和m2特异引物(表 1),通过巢式PCR分别对vacA s1、m1和m2进行扩增。
| Primer | Sequence(5’ -3’) | Length of product(bp) |
| vacA s1F | GTGGAGCAAGCACAGCTAAGGTTTTA | 141 |
| vacA s1R | CAAAATCGCTACAACATTTTATGGGT | |
| vacA m1F1 | CAACAATCAAGGCACTATCAACTA | 107 |
| vacA m1R1 | CCGCATGCTTTTAATGTCATCAG | |
| vacA m1F2 | TGGTCCGAGGCGGGAAAGT | |
| vacA m1R2 | GACAAAAAGATTCATCGTGCCTT | |
| vacA m2F1 | TTTGGAGCTCCAGGAAACATTG | 102 |
| vacA m2R1 | CTACACGCCCATCTTGGACAA | |
| vacA m2F2 | ACCCTAAATAGCAACGCAAGC | |
| vacA m2R2 | GACAAAAAGATTCATCGTGCCTT |
1.2.2 免疫组化染色法检测MEX3A蛋白表达
采用ElivisionTM plus法检测MEX3A蛋白的表达。将鼠抗人MEX3A多抗(美国Abcam公司,1∶400稀释)滴加于切片,4 ℃孵育过夜。按照Elivision Plus检测试剂盒(KIT-9901)、即用DAB显色试剂盒(均购于福州迈新生物技术公司)说明书,以PBS代替一抗作为阴性对照,以阳性表达的胃癌组织作为阳性对照。
免疫组化评分标准:光学显微镜下观察MEX3A免疫组化染色情况,可见其在细胞核、细胞质内阳性表达。根据染色程度评分,无色为0分,浅黄色为1分,棕黄色为2分,棕褐色为3分;根据染色细胞数评分,阳性细胞数<10%为0分,10%~30%为1分,> 30%~ 50%为2分,> 50%为3分;将染色程度与阳性细胞数评分相加,0分为(-),1~2分为(+),3~4分为(++),5~6分为(+++),(+)~(+++)为阳性。
1.3 统计学分析采用SPSS 24.0软件进行统计分析。采用χ2检验与logistics回归分析H.pylori阳性胃癌中MEX3A及vacA的表达情况及相关性。P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果 2.1 MEX3A表达与临床病理特征的关系本组病例年龄呈偏态分布,中位年龄60岁,> 60岁60例,≤60岁38例;肿瘤病理分期参照AJCC第八版标准[12],肿瘤直径<5 cm 48例,≥5 cm 50例;中低分化胃癌82例(83.67%),高分化胃癌16例(16.33%);有淋巴结转移72例(73.47%);按照Lauren分型,肠型胃癌59例(60.20%),弥漫型胃癌39例(39.80%)。所有胃癌组织中均有MEX3A表达,且经年龄、性别调整后,MEX3A表达与胃癌肿瘤分化程度相关,中低分化胃癌组织中MEX3A的表达阳性率高于高分化组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表 2。经年龄、性别调整后,MEX3A的表达与肿瘤直径、TNM分期、浸润深度、Lauren分型及淋巴结转移均不相关(P > 0.05)。表明MEX3A有望成为胃癌的标志物,并在中低分化胃癌的疾病进展中发挥作用。
| Clinicopathological characteristics | n | MEX3A(+) | MEX3A(-) | χ2 | P | |||
| n | % | n | % | |||||
| Age | 1.505 | 0.220 | ||||||
| > 60 years | 60 | 42 | 65.62 | 18 | 52.94 | |||
| ≤60 years | 38 | 22 | 34.38 | 16 | 47.06 | |||
| Sex | 1.450 | 0.229 | ||||||
| Male | 76 | 52 | 81.25 | 24 | 70.59 | |||
| Female | 22 | 12 | 18.75 | 10 | 29.41 | |||
| Tumor diameter | 0.492 | 0.483 | ||||||
| ≥5 cm | 50 | 31 | 48.44 | 19 | 55.88 | |||
| <5 cm | 48 | 33 | 51.56 | 15 | 44.12 | |||
| TNM stage | 1.512 | 0.766 | ||||||
| Ⅰ | 2 | 2 | 3.13 | 0 | 0 | |||
| Ⅱ | 3 | 2 | 3.13 | 1 | 2.94 | |||
| Ⅲ | 82 | 54 | 84.38 | 28 | 82.35 | |||
| Ⅳ | 11 | 6 | 9.36 | 5 | 14.71 | |||
| Differentiation | 4.157 | 0.041 | ||||||
| High | 16 | 14 | 21.88 | 2 | 5.88 | |||
| Moderate and poor | 82 | 50 | 78.12 | 32 | 94.12 | |||
| Lauren classification | 3.775 | 0.053 | ||||||
| Intestinal | 59 | 43 | 67.19 | 16 | 47.06 | |||
| Diffuse | 39 | 21 | 32.81 | 18 | 52.94 | |||
| Lymphatic metastasis | 0.331 | 0.331 | ||||||
| Yes | 26 | 19 | 29.69 | 7 | 20.59 | |||
| None | 72 | 45 | 70.31 | 27 | 79.41 | |||
2.2 不同H.pylori vacA基因亚型在胃癌中的分布
PCR结果显示,本组98例胃癌组织标本中,vacA s1亚型(65/98,66.30%)表达水平显著高于其他s亚型,vacA m1亚型(37/98,37.80%)表达水平显著高于其他m亚型,vacA s1m1亚型(29/98,29.60%)表达水平显著高于其他联合亚型,差异均有统计学意义(均P<0.05)。见表 3。
| Different H.pylori vacA gene subtypes | Gastric cancer(n = 98) |
| vacA s1 | 65(66.3) |
| vacA s2 | 0(0) |
| vacA s(-) | 33(33.7) |
| vacA m1 | 37(37.8) |
| vacA m2 | 26(26.5) |
| vacA m1m2 | 25(25.5) |
| vacA m(-) | 10(10.2) |
| vacA s1m1 | 29(29.6) |
| vacA s1m2 | 8(8.2) |
| vacA s1m1m2 | 18(18.4) |
| vacA s1 m(-) | 10(10.2) |
| vacA s(-)m1 | 8(8.2) |
| vacA s(-)m2 | 18(18.4) |
| vacA s(-)m1m2 | 7(7.1) |
2.3 胃癌组织中H.pylori vacA优势基因型与MEX3A表达的关系
结果显示,本组标本中vacA s1、vacA m1及vacA s1m1这3种亚型的表达水平高于其他亚型,对这3种高表达的vacA优势基因型与MEX3A表达之间的关系行进一步分析,发现MEX3A的表达与vacA s1亚型密切相关,差异有统计学意义(P<0.05)。见表 4。
| Genotypes of H.pylori vacA | Total | MEX3A(+) | MEX3A(-) | P | OR | 95%CI |
| vacA s1 | 0.905 | 1.070 | 0.356-3.212 | |||
| (+) | 65(66.3) | 45(45.9) | 20(20.4) | |||
| (-) | 33(33.7) | 19(19.4) | 14(14.3) | |||
| vacA m1 | 0.045 | 0.157 | 0.026-0.956 | |||
| (+) | 37(37.8) | 22(22.4) | 15(15.4) | |||
| (-) | 61(62.2) | 42(42.9) | 19(19.4) | |||
| vacA s1m1 | 0.087 | 6.233 | 0.767-50.647 | |||
| (+) | 29(29.6) | 20(20.4) | 9(9.2) | |||
| (-) | 69(70.4) | 44(44.9) | 25(25.5) |
3 讨论
胃癌具有早期发现及诊断困难的特点,且发病后死亡率较高,其发病机制尚未明确,可能涉及多种分子生物学通路[13]。H.pylori感染与胃癌的发生、发展密切相关,而几乎所有的的H.pylori都含有vacA基因,但不同种H.pylori的致病能力不同,推测与vacA基因的不同亚型密切相关。研究[14]显示,仅60%有vacA基因表达的H.pylori具有毒力。其中,vacA基因s亚型与黏膜的炎性浸润有关,s1m1亚型毒力最强,而s2m2亚型则无毒,目前尚未发现s2m1亚型菌株,而m亚型与胃黏损伤密切相关[15]。
本课题组前期研究[8]显示,vacA优势基因型与CDX2蛋白表达呈负相关。CDX2是一种肠上皮分子标志物,vacA优势基因m1、s1及s1m1亚型的表达可抑制CDX2表达,且与Ⅲ型胃黏膜肠上皮化生关系密切。胃黏膜的肠上皮化生通常被认为是一种重要的癌前病变,对胃癌的发生、发展有重要意义。研究[11]表明,通过对胃癌细胞株AGS及结肠癌细胞系Caco-2全基因组筛选,发现RNA结合蛋白MEX3A与尾CDX2 mRNA在3’非翻译区存在特定的结合决定簇,从而抑制胃癌和结直肠细胞癌细胞系中CDX2的表达水平,同时MEX3A的过表达也可对细胞极性产生影响。
MEX3A是首次发现于秀丽隐杆线虫的RNA结合蛋白Mex-3家族成员之一,其N端有2个串联的重复异质核糖蛋白K同源结构(其中KH域可与微RNA结合),C端有1个环指结构域[16],具有高度保守的特征,该结构域约80%的氨基酸序列相同,可能通过介导特定因子,如RIG形成泛素化的作用,参与促进肿瘤细胞增殖、转移。因此,推测MEX3A可能参与胃癌发生、发展中转录后调控的相关信号通路,但目前尚未见关于MEX3A在胃癌组织中表达情况的研究。本课题组前期研究发现MEX3A表达与不同vacA基因亚型的表达相关,为了深入了解H.pylori对胃黏膜的毒理作用及致癌机制,本研究对98例H.pylori阳性胃癌组织进行研究后发现,vacA s1、m1和s1m1的表达水平高于其他亚型,提示在辽宁地区这3个vacA基因亚型是与胃癌发展相关的优势基因亚型,与本课题组前期研究结果一致。本研究还发现,MEX3A的表达与vacA m1亚型的表达呈正相关,且其表达水平与肿瘤分化程度有关。提示vacA m1亚型表达阳性的H.pylori感染可能通过促进MEX3A表达,抑制CDX2胃肠道保护因子,并参与cyclin D1、survivivin、Bcl-2等明星分子调控,影响胃癌细胞极性,促进胃癌细胞的增殖,影响胃癌凋亡。本研究仅在H.pylori阳性胃癌组织中检测了MEX3A的表达,仍存在一定的局限性,未来需要通过体外细胞实验进一步验证该结论。
综上所述,本研究发现辽宁地区H.pylori阳性胃癌患者的癌组织中,vacA m1为优势基因亚型,且其表达与MEX3A相关,可能通过参与调控相关细胞信号通路影响胃癌的发生、发展。
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