UNC-51樣激酶1在食管癌組織中的表達(dá)及其意義

劉欣韻， 蔣小芹， 鮑晶晶， 竇蓉蓉， 劉福興， 戴桂紅，朱曉蔚， 陳民， 于鴻

(泰州市人民醫(yī)院 1. 病理科， 2. 皮膚科， 江蘇 泰州 225300)

細(xì)胞自噬是一種廣泛存在于真核生物中的正常生理過程，一旦機(jī)體出現(xiàn)自噬過度或自噬不足都可以導(dǎo)致疾病的發(fā)生，自噬活性的改變與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)[1]。真核生物中至少存在36種自噬相關(guān)基因[2]，其中哺乳動物中的同系物有兩種：UNC-51樣激酶1(UNC51-like kinase 1,ULK1)和ULK2[3]。其中ULK1在細(xì)胞自噬過程中起著中心角色的作用[4]。近來研究顯示，ULK1表達(dá)與乳腺癌、肝細(xì)胞癌和食管癌等腫瘤預(yù)后密切相關(guān)[5]。本研究應(yīng)用組織芯片技術(shù)對94例食管鱗狀細(xì)胞癌(esophageal squamous cell carcinoma，ESCC)及78例癌旁組織進(jìn)行了分析, 以進(jìn)一步驗(yàn)證ULK1作為ESCC生物標(biāo)志物的可能性。

1 材料與方法

1.1 對象和組織樣本

94例食管癌標(biāo)本均來自本院2011年1月至2016年1月間手術(shù)病例，其中，男70例，女24例；年齡41～81歲(中值65歲)。所有樣本均經(jīng)病理檢查診斷為鱗狀細(xì)胞癌。病理分級：Ⅰ級31例，Ⅱ級51例，Ⅲ級12例；TNM分期：Ⅰ期5例，Ⅱ期50例，Ⅲ期37例，Ⅳ期2例。34例有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移(36.2%)，腫瘤大小1.2～10 cm(中值4.5 cm)。所有患者在腫瘤切除前均未接受任何抗癌治療。本項(xiàng)目經(jīng)泰州人民醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)，患者均簽署了知情同意書。

1.2 組織芯片制備

食管癌組織芯片由上海芯超生物科技有限公司制備，具體制作方法參照文獻(xiàn)[6]。首先對每一個(gè)供體蠟塊進(jìn)行切片和HE染色，顯微鏡下對所需穿取的目標(biāo)組織定位，選取癌組織、癌旁組織共計(jì)172個(gè)位點(diǎn)(癌組織94個(gè)、癌旁組織78個(gè))。利用組織芯片制作儀(Beecher Instruments公司)，依次從供體蠟塊上穿取直徑為1.5 mm的組織芯，插入有172點(diǎn)陣的受體蠟塊中，以4 μm的厚度連續(xù)切片。所得組織芯片的每個(gè)點(diǎn)都經(jīng)過病理診斷。

1.3 免疫組織化學(xué)染色

63 ℃烤片1 h，常規(guī)脫蠟水化；使用EDTA熱修復(fù)法修復(fù)抗原20 min，水池中冷卻30 min；取出置于內(nèi)源性過氧化物酶阻斷劑中15 min； PBS緩沖液沖洗3次；滴加兔抗人多克隆抗體(1 ∶30，DAKO公司)；冰箱4 ℃過夜；PBS緩沖液沖洗3次；滴加EnVisionTM+/HRP兔工作液(丹麥DAKO公司)，孵育30 min； PBS沖洗3次；DAB顯色，蒸餾水水洗終止顯色；蘇木素復(fù)染、水洗、分化后充分水洗返藍(lán)；常規(guī)脫水、透明，中性樹膠封片；PBS代替一抗作為陰性對照，同時(shí)每張切片設(shè)置自身對照。

1.4 結(jié)果判定

1.4.1 組織芯片染色結(jié)果判定 將組織芯片中研究樣本充足、易于觀察的位點(diǎn)判斷為有效患者；而切片折疊、著色失敗以及觀察時(shí)未能找到癌細(xì)胞的位點(diǎn)，判斷為無效或無意義患者。在研究樣本中剔除無效或無意義患者。

1.4.2 免疫組織化學(xué)結(jié)果判定 染色強(qiáng)度結(jié)果： 無著色為0分，著色較弱為1分，著色適中為2分，著色較強(qiáng)為3分。ULK1陽性細(xì)胞的百分比分值：無陽性細(xì)胞為0分，小于20%為1分，20%～75%為2分，>75%為3分。染色強(qiáng)度和陽性細(xì)胞百分比積分兩者乘積得分>4時(shí)為高表達(dá)，≤4時(shí)為低表達(dá)。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。各組間顯著性檢驗(yàn)采用四格表χ2檢驗(yàn)。使用Kaplan-Meier法和Log-rank檢驗(yàn)分析ULK1表達(dá)程度對食管癌患者生存期的影響。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 ULK1在ESCC和癌旁組織中的表達(dá)

成功構(gòu)建172個(gè)位點(diǎn)的組織芯片(含94個(gè)癌組織位點(diǎn)及78個(gè)癌旁組織位點(diǎn)，圖1)。免疫組化結(jié)果顯示，ULK1在食管癌組織及癌旁組織中均有不同程度的表達(dá)(圖2)。ULK1蛋白主要定位在細(xì)胞胞質(zhì)，少部分在細(xì)胞核中也有表達(dá)。在癌旁組織中，有40例不表達(dá)ULK1蛋白。根據(jù)上述結(jié)果判定標(biāo)準(zhǔn)，將表達(dá)ULK1的組織位點(diǎn)分為高表達(dá)組與低表達(dá)組。對食管癌組織和癌旁組織ULK1的表達(dá)進(jìn)行χ2檢驗(yàn)，結(jié)果顯示ULK1在食管癌組織胞質(zhì)和細(xì)胞核中的表達(dá)均明顯高于癌旁組織(均P<0.01)。見表1。

圖1 含172個(gè)位點(diǎn)的食管癌及癌旁組織芯片

2.2 ULK1表達(dá)水平與ESCC患者病理特征的關(guān)系

ULK1表達(dá)高低與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移具有顯著相關(guān)性(P<0.05)。年齡、腫瘤大小、病理分級以及TNM分期等臨床病理特征與ULK1表達(dá)高低無明顯關(guān)系。見表2。

圖2 食管鱗狀細(xì)胞癌中ULK1的表達(dá)

分組細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞核癌組織癌旁組織癌組織癌旁組織高表達(dá)組442141低表達(dá)組26211014χ2值20.31610.411P值<0.01<0.01

表2 ULK1的表達(dá)與患者臨床病理特征的關(guān)系

2.3 生存分析

ESCC患者的隨訪時(shí)間為0～61個(gè)月。94例ESCC患者的中位生存時(shí)間(median survival time，MST)為30個(gè)月。ULK1胞質(zhì)高表達(dá)者M(jìn)ST為33個(gè)月，而ULK1胞質(zhì)低表達(dá)者的MST為22個(gè)月(P=0.036，圖3)。ULK1低表達(dá)患者的生存率明顯低于ULK1胞質(zhì)高表達(dá)者(危險(xiǎn)比=1.754，95%CI1.022～3.010，P=0.041)。

圖3 ULK1不同表達(dá)水平患者的生存曲線

3 討論

哺乳動物細(xì)胞中的自噬過程分為3類形式：大自噬，小自噬，分子伴侶介導(dǎo)的自噬。其中大自噬作為一種強(qiáng)有力的降解機(jī)制，可將胞質(zhì)中的蛋白分子甚至是整個(gè)細(xì)胞器降解消除，因此大自噬在腫瘤抑制和免疫方面發(fā)揮著最為重要的作用[7-8]。作為人類高保守自我保護(hù)機(jī)制，自噬通過選擇性破壞腫瘤細(xì)胞抑制腫瘤的進(jìn)一步發(fā)展，而作為一種控制大自噬發(fā)生的重要激酶，ULK1 在惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展中扮演著極為重要的角色。Tang等[9]報(bào)道ULK1表達(dá)水平與乳腺癌患者的生存期呈正相關(guān)，高表達(dá)者生存期長，并且ULK1表達(dá)水平是乳腺癌患者的一個(gè)獨(dú)立預(yù)后因素。我們的前期研究卻發(fā)現(xiàn)肝細(xì)胞癌中ULK1高表達(dá)患者預(yù)后不良[10]。Jiang等[11]的研究顯示，相比于ULK1低表達(dá)ESCC患者，ULK1高表者預(yù)后較好。本研究結(jié)果也顯示，ULK1高表達(dá)的ESCC患者生存期顯著高于低表達(dá)者，與Jiang等研究結(jié)果基本一致。上述研究結(jié)果表明，ULK1在不同腫瘤細(xì)胞中可能具有不同的作用機(jī)制。隨著對自噬過程研究的深入，人們已經(jīng)意識到自噬在腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程中扮演著“雙刃劍”的角色，在不同的腫瘤類型、階段、微環(huán)境中，自噬既可促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展，也可起抑制作用[12-13]。本研究結(jié)果顯示，ULK1在食管癌組織中的胞質(zhì)和細(xì)胞核中的表達(dá)均顯著高于癌旁組織，ULK1的表達(dá)高低與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及患者生存期顯著相關(guān)，提示ULK1在ESCC的發(fā)生、發(fā)展過程中起著重要作用。大量研究已經(jīng)證實(shí)，腫瘤細(xì)胞的生長依賴血管的形成， 而ESCC是一種缺乏充足血供的實(shí)體腫瘤，但ESCC細(xì)胞的快速增殖又需要足夠的營養(yǎng)及氧氣，這就意味著ESCC細(xì)胞經(jīng)常需要承受嚴(yán)重缺氧及代謝壓力，而自噬的活躍可以為癌細(xì)胞提供能量，降解細(xì)胞內(nèi)毒性成分，維持癌細(xì)胞的代謝平衡，從而阻止癌細(xì)胞的凋亡及壞死發(fā)生[14]。因此，ULK1在食管癌組織中的表達(dá)顯著高于癌旁組織可能與上述機(jī)制有關(guān)。但本研究結(jié)果還顯示，與無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移患者相比，ESCC發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移時(shí)的ULK1表達(dá)反而是降低的，即ULK1低表達(dá)的ESCC患者生存期顯著低于高表達(dá)者，我們推測可能與在ESCC不同分期階段，自噬發(fā)揮著不同作用有關(guān)，但具體機(jī)制有待進(jìn)一步的深入研究。

發(fā)現(xiàn)和驗(yàn)證各種新的用于腫瘤早期診斷、預(yù)后和個(gè)性化治療的分子生物標(biāo)志物，已成為近年來腫瘤領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本研究結(jié)果顯示ULK1在ESCC癌組織中的表達(dá)明顯高于癌旁組織，ULK1表達(dá)水平與患者淋巴轉(zhuǎn)移情況和生存期相關(guān)，并且ULK1高表達(dá)的ESCC患者擁有更長的生存期，提示ULK1可能是ESCC潛在的分子標(biāo)志物。但正如前述，自噬在腫瘤的發(fā)展過程中具有兩種相反的作用，ULK1的高表達(dá)并不一定意味著腫瘤的進(jìn)行性惡性發(fā)展，ULK1在ESCC發(fā)生發(fā)展中的確切機(jī)制仍有待于進(jìn)一步的研究。