中国医科大学学报  2022, Vol. 51 Issue (8): 701-705

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

文章历史

收稿日期:2022-03-14
网络出版时间:2022-07-15 16:57
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
沈阳医学院病理学教研室, 沈阳 110034
摘要目的 探讨辽宁地区幽门螺杆菌(H.pylori) 阳性胃癌患者的癌组织中细胞空泡毒素基因A (vacA) 优势基因型分布及其与肌肉增生蛋白3A(MEX3A)表达的关系。方法 选择2011年至2014年沈阳医学院附属中心医院外科手术切除的胃癌石蜡包埋病理标本98例, 利用GT pureTM FFPE tissue DNA Extraction Kit提取DNA; 利用PCR检测不同vacA基因型分布情况, 用免疫组织化学染色法检测胃癌组织中MEX3A蛋白的表达情况, 并分析二者的关系。结果H.pylori阳性胃癌中vacA s1、vacA m1、vacA s1m亚型分布高于其他vacA亚型(P<0.05), 其中, vacA m1亚型与MEX3A表达密切相关(P<0.05)。MEX3A表达情况与肿瘤分化程度有关, 差异有统计学意义(P<0.05)。结论 在辽宁地区H.pylori阳性胃癌患者的癌组织中, vacA m1为优势基因亚型, 且表达与MEX3A有关, 可能通过参与转录后调控相关细胞信号通路而影响胃癌发生、发展。
关键词胃癌    幽门螺杆菌    细胞空泡毒素基因A    肌肉增生蛋白3A    
Relationship between vacA genotype distribution and MEX3A expression in Helicobacter pylori-positive gastric cancer
Department of Pathology, Shenyang Medical College, Shenyang 110034, China
Abstract: Objective To investigate the distribution of vaculating toxin geng A(vacA) dominant genotype and its effect on MEX3A protein expression in Helicobacter pylori(H.pylori)-positive gastric cancer tissues. Methods Totally 98 patients who underwent surgical excision of H.pylori-positive gastric cancer in the Central Hospital of Shenyang Medical College from 2011 to 2014 were enrolled in this study. DNA was extracted from the gastric cancer tissues using the GT pureTM FFPE tissue DNA Extraction Kit. vacA genotypes were determined through polymerase chain reaction, and MEX3A protein expression in the cancer tissues was detected using immunohistochemistry. Results The distribution of vacA s1, vacA m1, and vacA s1m1 subtypes was higher than that of other subtypes(P<0.05). vacA m1 subtypes were closely related to the expression of MEX3A(P<0.05), where MEX3A expression significantly correlated with the degree of tumor differentiation(P<0.05). Conclusion In the Liaoning province of China, vacA m1 is the dominant subtype of H.pylori-positive gastric cancer. vacA m1 expression is related to MEX3A expression, and this may be involved in posttranscriptional regulation and related cell signaling pathways.

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 pyloriH.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CDX2Reg 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。

表 1 H.pylori vacA s1、vacA m1、vacA m2基因引物序列 Tab.1 Primer sequence of H.pylori vacA s1, vacA m1, vacA m2
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。

表 2 MEX3A表达与胃癌患者病理特征 Tab.2 Relationship between MEX3A expression and clinicopathological characteristics of patients with gastric cancer
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

表 3 不同H.pylori vacA基因亚型在胃癌中的分布[n(%)] Tab.3 Distribution of different H.pylori vacA gene subtypes in gastric cancer[n(%)]
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

表 4 H.pylori vacA优势基因型与MEX3A表达间的关系[n(%)] Tab.4 The relationship between the dominant genotypes of H.pylori vacA and the expression of MEX3A[n(%)]
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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