磷酸甘油酸變位酶1(PGAM1)在胃癌組織中的表達(dá)及其臨床意義

宋宜朋 高 超

胃癌是最常見的惡性腫瘤之一，發(fā)生率位于全球惡性腫瘤發(fā)生率第5位，病死率也高居第2位[1]。但胃癌起病較為隱匿，早期缺乏典型的臨床表現(xiàn)，因此胃癌的早期診治率較低。我國(guó)的早期診治率僅10%左右，由此可見，早診斷、早治療是目前改善胃癌患者預(yù)后的關(guān)鍵。研究表明，糖代謝異常是腫瘤細(xì)胞代謝的重要特征，無論氧氣是否充足，腫瘤細(xì)胞均選擇糖酵解途徑獲取能量，而糖酵解過程通常存在酶表達(dá)異常[2]。研究表明，該過程中的相關(guān)酶類可用于腫瘤的早期診斷及預(yù)后判斷。磷酸甘油酸變位酶 1(phosphoglycerate mutase 1，PGAM1)是糖酵解途徑重要的催化酶，在多種腫瘤組織中均存在高表達(dá)。本研究通過免疫組化法檢測(cè) PGAM1在胃癌及癌旁正常組織中的表達(dá)水平，分析其與臨床病理特征的關(guān)系，初步探討PGAM1與胃癌的發(fā)生、發(fā)展及患者預(yù)后之間的關(guān)系。

材料與方法

1.組織材料:選取2019年2～5月于徐州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院胃腸外科接受胃癌手術(shù)治療的患者55例，其中男性39例，女性16例，患者平均年齡60.5±11.2歲，所有患者術(shù)前均未行放療、化療及其他抗腫瘤治療，術(shù)前均經(jīng)病理證實(shí)為胃惡性腫瘤，且不合并其他原發(fā)惡性腫瘤，均有完整的手術(shù)記錄資料及臨床資料，術(shù)后標(biāo)本送檢。其中高分化腫瘤11例，中低分化腫瘤44例；臨床病理分期：Ⅰ～Ⅱ期30例，Ⅲ～Ⅳ期25例。每例患者均切取腫瘤組織及癌旁正常組織(距腫瘤邊緣5cm以上，病理證實(shí)未見癌組織浸潤(rùn))作為對(duì)照。

2.PGAM1表達(dá)水平檢測(cè)：(1)取材：每例患者均分別取胃癌腫瘤組織、癌旁正常組織。(2)制片：組織經(jīng)10%甲醛溶液固定，石蠟包埋，行連續(xù)切片(4μm厚)，脫蠟。免疫組織化學(xué)染色采用SP法，DAB顯色，光學(xué)顯微鏡觀察并拍照；PGAM1抗體、SP試劑盒及DAB顯色劑均購(gòu)自徐州博立達(dá)生物技術(shù)有限公司。

3.結(jié)果判讀：組織切片中細(xì)胞為淡黃色至棕褐色者為陽(yáng)性細(xì)胞標(biāo)志。染色強(qiáng)度以多數(shù)細(xì)胞呈現(xiàn)的染色特性(染色深淺需與背景著色情況對(duì)比)計(jì)分：無著色(陰性)為0分，淡黃色(弱陽(yáng)性)為1分，棕黃色(中陽(yáng)性)為2分，棕褐色(強(qiáng)陽(yáng)性)為3分。陽(yáng)性細(xì)胞百分比即選取鏡下5個(gè)視野(×400)的陽(yáng)性細(xì)胞平均數(shù)：0～10%為0分，11%～25%為1分，26%～50%為2分，51%～75%為3分，76%～100%為4分。每張切片的評(píng)分為染色強(qiáng)度評(píng)分與陽(yáng)性細(xì)胞百分比評(píng)分的乘積，總分<6分記為低表達(dá)，總分≥6分記為高表達(dá)。

4.統(tǒng)計(jì)學(xué)方法：采用SPSS 21.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，兩樣本率的比較采用卡方(χ2)檢驗(yàn)確切概率法，PGAM1蛋白表達(dá)水平與胃癌患者臨床病例關(guān)系比較采用χ2檢驗(yàn)，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

1.PGAM1在不同組織的表達(dá)情況:根據(jù)免疫組化結(jié)果：PGAM1蛋白陽(yáng)性表達(dá)主要分布于細(xì)胞質(zhì)中，胃癌組織中PGAM1高表達(dá)為34例(61.8%)，癌旁正常組織中PGAM1高表達(dá)為18例(32.7%)。腫瘤組織中PGAM1高表達(dá)率明顯高于癌旁正常組織，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.015，圖1、表1)。

圖1 免疫組化法檢測(cè)PGAM1在正常胃組織及胃癌組織中的表達(dá)(SP法，×400)A.癌旁正常組織PGAM1表達(dá)(低表達(dá));B.胃癌組織PGAM1表達(dá)(高表達(dá))

2.胃癌組織中PGAM1的表達(dá)與患者臨床病理特征的關(guān)系：臨床分期Ⅲ～Ⅳ期患者胃癌組織中的PGAM1表達(dá)水平明顯高于Ⅰ～Ⅱ期患者(P=0.011)，存在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移患者的胃癌組織中的PGAM1表達(dá)水平顯著高于無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的患者(P=0.012)；但胃癌組織中的PAGM1表達(dá)水平與患者性別、年齡、腫瘤分化程度、腫瘤直徑、脈管侵犯及浸潤(rùn)深度均無關(guān)(P>0.05)，詳見表2。

表2 胃癌組織中的PGAM1蛋白的表達(dá)與胃癌患者臨床病理特征的關(guān)系

討 論

腫瘤細(xì)胞的代謝異常成為近年來研究的熱點(diǎn)，腫瘤細(xì)胞獲取能量的主要方式是糖酵解，而正常細(xì)胞主要通過葡萄糖有氧氧化[3]。上調(diào)糖酵解酶的代謝不僅可以產(chǎn)生能量，還可以產(chǎn)生大分子生物合成的中間體，促進(jìn)腫瘤存活、生長(zhǎng)及增殖[4]。PGAM1是糖酵解途徑的重要酶之一，主要參與催化3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)化為2-磷酸甘油酸，是糖酵解途徑中唯一在轉(zhuǎn)錄水平上受抑癌基因p53調(diào)控的酶，PGAM1表達(dá)增高為腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)提供代謝優(yōu)勢(shì)，故PGAM1的高表達(dá)可能與腫瘤發(fā)生相關(guān)[5]。已有研究表明PGAM1蛋白在肝細(xì)胞癌、口腔鱗狀細(xì)胞癌、腎透明細(xì)胞癌、結(jié)直腸癌和膠質(zhì)瘤組織中的表達(dá)均較正常組織增高[3,6～9]。但目前尚無PGAM1蛋白在胃癌組織中表達(dá)情況的相關(guān)研究。本研究采用免疫組化技術(shù)檢測(cè)胃癌組織以及癌旁正常組織中的PGAM1表達(dá)水平，結(jié)果表明PGAM1在胃癌組織中表達(dá)明顯高于其在癌旁正常組織中的表達(dá)，提示PGAM1高表達(dá)可能與胃癌的形成相關(guān)，PGAM1蛋白可以作為潛在的腫瘤標(biāo)志物。

隨著代謝酶非代謝功能研究的深入，同作為蛋白酶的丙酮酸激酶M2被發(fā)現(xiàn)可以調(diào)控染色體分離、細(xì)胞周期、基因轉(zhuǎn)錄及腫瘤發(fā)生的蛋白-蛋白相互作用[10～13]。PGAM1也有類似功能，Zhang等[14]研究發(fā)現(xiàn)PGAM1與α-平滑肌肌動(dòng)蛋白(ACTA2)存在相互作用，從而促進(jìn)了乳腺癌細(xì)胞的遷移；且PGAM1可能與膜蛋白、結(jié)構(gòu)蛋白及轉(zhuǎn)錄因子等上游信號(hào)蛋白相互作用，而這些信號(hào)蛋白調(diào)控著下游的流動(dòng)性相關(guān)蛋白。以上機(jī)制均表明PGAM1可能參與調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞遷移的過程。本研究結(jié)果顯示存在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的患者胃癌組織中PGAM1表達(dá)水平顯著高于無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的患者，臨床分期Ⅲ～Ⅳ期患者胃癌組織中PGAM1表達(dá)水平明顯高于Ⅰ～Ⅱ期患者(P均<0.05)，結(jié)果符合相關(guān)機(jī)制研究結(jié)果，提示PGAM1可能與胃癌的進(jìn)展和轉(zhuǎn)移相關(guān)，PGAM1的高表達(dá)可能提示胃癌患者的預(yù)后不佳。

抑制PGAM1異常表達(dá)可抑制腫瘤生長(zhǎng)，Ko等[15]研究發(fā)現(xiàn)抑制糖酵解的酶可有效殺死肝癌細(xì)胞等癌細(xì)胞。Ren等[3]進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在肝細(xì)胞癌中下調(diào)PGAM1顯著抑制了腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)。Evans等[16]提出化合物EMJ3對(duì)乳腺癌細(xì)胞中的PGAM1有抑制作用，PGAM1可作為腫瘤治療靶點(diǎn)。以上均提示降低PGAM1表達(dá)可抑制腫瘤進(jìn)展，PGAM1可能是腫瘤的潛在治療靶點(diǎn)。

綜上所述，本研究表明PGAM1在胃癌組織中表達(dá)明顯高于其在癌旁正常組織中的表達(dá)，PGAM1在胃癌組織中的表達(dá)與TNM分期及淋巴轉(zhuǎn)移相關(guān)。PGAM1的高表達(dá)可能提示胃癌患者的預(yù)后不佳，PGAM1在胃癌診治過程中有望成為一種新的治療靶點(diǎn)，但其作用機(jī)制還需進(jìn)一步研究。