基因芯片篩查外周血中胃癌轉(zhuǎn)移相關(guān)基因

黃素英 陳華 田俊 應(yīng)敏剛 郭福榕 詹文青

胃癌患者出現(xiàn)復(fù)發(fā)和(或)轉(zhuǎn)移是影響胃癌患者生存期的重要因素。從分子水平探索胃癌轉(zhuǎn)移機(jī)制，尋找理想的胃癌轉(zhuǎn)移相關(guān)分子標(biāo)志物，預(yù)測患者的預(yù)后情況，制定個體化治療方案，是進(jìn)一步提高胃癌患者生存率的有效途徑。本文采用全基因組表達(dá)譜芯片技術(shù)，分析出現(xiàn)轉(zhuǎn)移與未出現(xiàn)轉(zhuǎn)移的胃癌患者以及健康者之間外周血基因表達(dá)譜的差異，篩選與胃癌轉(zhuǎn)移相關(guān)的差異表達(dá)基因，并探討其生物學(xué)意義。

1 資料與方法

1.1 樣本收集 選擇經(jīng)臨床和組織病理檢查確診為胃癌，未化療且排除其他原發(fā)性腫瘤的胃癌患者10例，其中胃癌轉(zhuǎn)移組5例(轉(zhuǎn)移至肝臟)，胃癌未轉(zhuǎn)移組5例;另選擇健康體檢自愿者5例為對照組。經(jīng)知情同意后，采集外周血5 ml，分離有核細(xì)胞，送上海康成生物工程有限公司進(jìn)行phalanx人全基因組表達(dá)譜芯片(人32050個基因)檢測。

1.2 胃癌轉(zhuǎn)移相關(guān)基因篩選 篩選全基因組表達(dá)譜芯片獲取的基因差異表達(dá)水平≥2，且經(jīng)T-test統(tǒng)計(jì)分析顯著差異表達(dá)的基因(P＜0.05)，判定為差異表達(dá)基因，采用Panther system分析與胃癌轉(zhuǎn)移相關(guān)的陽性基因。

2 結(jié)果

根據(jù)在腫瘤轉(zhuǎn)移過程中參與粘附、降解、移動的基因在上述不同組中的表達(dá)水平，在參與腫瘤轉(zhuǎn)移過程的1541個基因中篩選出顯著差異表達(dá)(表達(dá)量上調(diào)2倍或下調(diào)2倍)的陽性基因157個，其中，胃癌合并轉(zhuǎn)移組與胃癌未轉(zhuǎn)移組及健康對照組比較，有65個基因表達(dá)下調(diào)，92個基因表達(dá)上調(diào)。結(jié)果見表1和表2。

3 討論

腫瘤的發(fā)生、發(fā)展是多階段、多種致瘤因子共同作用的結(jié)果。機(jī)體在不同的時(shí)間、空間生理機(jī)能的改變終將體現(xiàn)在一系列基因質(zhì)和量的變化上，從而構(gòu)成了機(jī)體在每一狀態(tài)時(shí)的特征性基因表達(dá)，因此，全基因組表達(dá)譜芯片檢測技術(shù)能用于比較腫瘤轉(zhuǎn)移與否狀態(tài)下的不同特征性基因表達(dá)圖譜，篩選腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)基因，尋找腫瘤轉(zhuǎn)移的分子標(biāo)志物。

本研究發(fā)現(xiàn)，胃癌轉(zhuǎn)移組與胃癌未轉(zhuǎn)移組、健康對照組外周血之間存在大量差異表達(dá)基因，涉及到多條信號傳導(dǎo)通路，提示胃癌發(fā)生轉(zhuǎn)移是較為復(fù)雜的過程。經(jīng)Panther system進(jìn)行生物學(xué)通路分析顯示，參與腫瘤轉(zhuǎn)移的1541個基因中，有中65個基因在胃癌轉(zhuǎn)移組明顯表達(dá)下調(diào)，92個基因表達(dá)上調(diào)，共計(jì)157個陽性基因，涉及粘附分子、細(xì)胞運(yùn)動趨化因子、蛋白水解酶等基因。

表1 篩選出的胃癌轉(zhuǎn)移相關(guān)陽性基因

表2 胃癌轉(zhuǎn)移相關(guān)的陽性基因分布

CDH2基因在胃癌轉(zhuǎn)移組表達(dá)明顯上調(diào)，CDH2編碼的N-cadherin，是依賴鈣離子介導(dǎo)的同種細(xì)胞與細(xì)胞粘附分子中的一員。它是由一段5個串聯(lián)重復(fù)單位組成的胞外區(qū)、一個跨膜區(qū)和一個很保守的胞質(zhì)區(qū)構(gòu)成的，通過胞質(zhì)區(qū)與β-連環(huán)蛋白相連結(jié)，對上皮細(xì)胞在間質(zhì)中的遷移發(fā)揮作用，進(jìn)而決定細(xì)胞的形狀與移動，當(dāng)其上調(diào)時(shí)增強(qiáng)癌細(xì)胞的浸潤和轉(zhuǎn)移能力［1］。

CD151是新近發(fā)現(xiàn)的癌基因，屬于跨膜四蛋白超家族，CD151通過與整合素特異性結(jié)合，參與調(diào)控細(xì)胞粘附、遷移和增殖等病理生理過程［2］。本實(shí)驗(yàn)中胃癌轉(zhuǎn)移組CD151基因表達(dá)上調(diào)，其在胃癌侵襲轉(zhuǎn)移中的作用尚待研究。

TGFα(轉(zhuǎn)化生長因子-α)為EGFR配體，是生長因子自分泌系統(tǒng)的基本組成部分，它在調(diào)節(jié)細(xì)胞分化、增殖、維持上皮完整性中起重要的作用。有報(bào)道指出，TGFα在惡性實(shí)體瘤中呈顯著性高表達(dá)，尤其與胃腸道腫瘤關(guān)系密切［3］。本研究發(fā)現(xiàn)，胃癌轉(zhuǎn)移組TGFA基因明顯高表達(dá)。

CTNNB1基因編碼β-連環(huán)蛋白(β-catenin)，是Wnt信號通路發(fā)揮促進(jìn)腫瘤發(fā)生發(fā)展的直接原因。β-catenin異常表達(dá)可見于人類多種惡性腫瘤，如胃癌、直結(jié)腸癌、乳腺癌、肺癌、白血病等。黃悅等發(fā)現(xiàn)β-catenin表達(dá)的下調(diào)與胃癌的發(fā)生發(fā)展具有相關(guān)性，本實(shí)驗(yàn)也顯示CTNNB1基因明顯低表達(dá)。

在陽性基因中，屬于ADAM家族的ADAM23、ADAM17、ADAM33、ADAM19、ADAM8、ADAM9 等多個基因出現(xiàn)異常表達(dá)。目前，ADAMs與腫瘤的關(guān)系已成為腫瘤研究的熱點(diǎn)之一。新近研究表明ADAM家族基因參與了EGFR信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、腫瘤轉(zhuǎn)移和腫瘤血管新生等過程，在腫瘤發(fā)展中起到重要的作用。ADAMs通過去整合素和富半胱氨酸區(qū)與整合素、硫酸乙酰肝素蛋白聚糖相互作用，其金屬蛋白酶區(qū)能夠降解黏附分子和細(xì)胞外基質(zhì)，調(diào)節(jié)細(xì)胞和細(xì)胞、細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)相互作用來影響腫瘤轉(zhuǎn)移［5］。ADAM8、ADAM9、ADAM19 等基因的異常表達(dá)在肺癌、子宮內(nèi)膜癌等腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移中的作用有文獻(xiàn)報(bào)道，但其在胃腸道腫瘤轉(zhuǎn)移中的表達(dá)情況報(bào)道較少，因此值得將其作為新的胃癌轉(zhuǎn)移候選分子標(biāo)志物，在進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證其是否具有指示胃癌轉(zhuǎn)移的作用。

本次研究顯示胃癌轉(zhuǎn)移過程涉及數(shù)量眾多不同功能基因表達(dá)的改變，應(yīng)用基因芯片技術(shù)快速篩選分析胃癌轉(zhuǎn)移相關(guān)差異表達(dá)基因，可為深入研究胃癌轉(zhuǎn)移的早期診斷與預(yù)后分子標(biāo)志物提供線索。

［1］Li K，He W，Lin N，et al.N-cadherin knock-down decreases invasiveness of esophageal squamous cell carcinoma in vitro，World J Gastroenterol，2009，15(6)：697-704.

［2］Nicole EW，Afshin V，Marit NM，et al.A critical role for tetraspanin CD151 in α3β1 and α6β4 Integrin-dependent Tumor Cell Functions on Laminin-5，Molecular Biology of the Cell，2006，17：2707-2721.

［3］Choi JH，Kim HC，Lim HY，et al.Detection of transforming growth factor-alpha in the serum of gastric carcinoma patients，Oncology，1999：57(3)：236-241.

［4］黃悅，欒玉貴，樊克勤.β-catenin在胃癌中的表達(dá)及意義，實(shí)用腫瘤學(xué)雜志，2003，17(4)：254-256.

［5］Michael JD，Eadaoin M，Norma OD，et al.Role of ADAMs in Cancer Formation and Progression，Clin Cancer Res，2009，15(4)：1140-1144.