引用本文: 李明辉, 董永杰, 赵静雅, 李玉梅, 冯运章, 霍双. SIRT-1 及 E-cadherin 在胃癌组织中表达的相关研究. 中国普外基础与临床杂志, 2018, 25(1): 42-47. doi: 10.7507/1007-9424.201705035 复制
胃癌是常见的消化道恶性肿瘤,其发病率在我国消化道恶性肿瘤中居首位[1-2]。虽然治疗胃癌的众多方法在临床上被广泛应用,但其 5 年生存率仅为 30% 左右[3],因此,寻找早期诊断的分子标志物及新的潜在治疗靶点则显得尤为重要。沉默信息调节因子-1(silence signal regulating factor-1,SIRT-1)是一种具有烟碱腺嘌呤二核苷酸依赖性的蛋白脱乙酰化酶,迄今为止,人类细胞内发现了 7 种不同类型的 SIRT 蛋白,分别命名为 SIRT1~SIRT7[4]。随着研究的深入,发现 SIRT-1 在肿瘤发生及发展中表现出多样性,但研究结果却是千差万别。SIRT-1 在胃癌的发生和发展中究竟是发挥何种作用尚不明确,因此,有必要对此进行深入的研究及探讨。上皮型钙黏附素(epithelial cadherin,E-cadherin)是一种钙依赖性的跨膜蛋白,属于钙依赖黏附蛋白家族成员之一,分布于人和动物的各类上皮细胞。有研究[5-6]发现,E-cadherin 除了维持上皮细胞的完整性外,许多恶性肿瘤的发生和发展与之密切相关。虽然众多研究[7-9]表明,SIRT-1 的表达与胃癌、食管癌、乳腺癌等多种肿瘤中的发生、发展密切相关,但目前尚无研究明确阐明 SIRT-1 和 E-cadherin 在胃癌组织中的表达及其与胃癌患者的临床病理特征的相关性。本研究采用免疫组织化学 SP 方法检测 SIRT-1 和 E-cadherin 蛋白在胃癌组织及其相应的癌旁正常胃组织中的表达情况,分析其与胃癌患者的临床病理特征的关系,并用 Spearman 方法分析 SIRT-1 和 E-cadherin 蛋白表达的相关性,进一步为临床上胃癌的精准治疗提供新的分子标志物及潜在治疗靶点。
1 资料与方法
1.1 一般资料
收集 2013–2016 年期间邯郸市中心医院经手术切除的胃癌标本 42 例,其中男 19 例,女 23 例;年龄 41~74 岁,中位年龄 63 岁。肿瘤位于胃上部 21 例,胃下部 21 例;中-高分化 者 20 例,低分化及黏液腺癌 22 例;有淋巴结转移者 24 例,无淋巴结转移者 18 例。按照国际抗癌联盟(International Union Against Cancer,UICC)和美国肿瘤联合会(American Joint Committee on Cancer,AJCC)合作制定的第 7 版肿瘤 TNM 分期[10-11]对胃癌进行分期,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ及Ⅳ期分别 9、11、14 及 8 例。入组患者术前均未接受放疗、化疗、生物、免疫等相关辅助治疗。同时取此 42 例患者距肿瘤边缘 5 cm 以上癌旁胃黏膜组织作为对照。
1.2 方法
1.2.1 采用免疫组织化学方法检查胃组织中 SIRT-1 和 E-cadherin 蛋白表达情况 ① 主要材料。SIRT-1 单克隆抗体购自美国 Santa Cruz 公司,鼠抗人 E-cadherin 单克隆抗体购于北京中杉金桥公司;DAB 显色试剂盒及免疫组织化学 SP 试剂盒均为北京中杉金桥公司产品。② 免疫组织化学 SP 法。具体操作步骤按试剂盒说明书进行,抗原修复采用微波热修复,DAB 显色及苏木精复染,以 PBS 代替一抗作为阴性对照,以试剂盒提供的已知阳性反应片作为阳性对照。
1.2.2 结果判定 ① SIRT-1 染色结果判定方法。所有切片均采取单盲法阅片,由两位病理医生分别阅片,不一致时由笔者按照评分标准做出判断。随机选取切片中的 5 个高倍视野,肿瘤细胞内呈棕黄色细颗粒状着色为阳性表达。每个视野下计算着色细胞总数,计算阳性细胞所占比例。其中阳性细胞所占百分率<25% 为阴性(–),阳性细胞呈淡黄色或阳性细胞率为 25%~50% 为弱阳性(+),阳性细胞呈棕黄色或阳性细胞率为 51%~75% 为中度阳性(++),阳性细胞呈深棕黄色或阳性细胞率>75% 为强阳性(+++)[12]。定义“(+)~(+++)”为阳性。② E-cadherin 染色结果判定方法。细胞内呈棕黄色颗粒至深棕黄色颗粒为强阳性细胞,胞浆和(或)胞核呈淡棕黄色至深棕黄色者为阴性细胞至弱阳性细胞,阳性细胞率<10% 为阴性(–),阳性细胞率 11%~90% 为弱阳性(±),阳性细胞率≥90% 为强阳性(+)。定义“(±)~(+)”为阳性。
1.3 统计学方法
采用 SPSS 19.0 统计学软件对数据进行分析,计数资料分析采用 χ2 检验。SIRT-1 与 E-cadherin 蛋白表达的相关性采用 Spearman 分析。检验水准 α=0.05。
2 结果
2.1 SIRT-1 和 E-cadherin 蛋白在胃癌组织中的表达情况
2.1.1 SIRT-1 免疫组织化学染色结果见图 1。从图 1 可见,SIRT-1 蛋白在胃癌组织中的表达呈棕黄或棕褐色着色,大部分位于细胞核中,阳性细胞多并呈弥漫状分布;其在癌旁组织中也可见着色,但是阳性细胞数量较少,表达较弱。SIRT-1 蛋白在胃癌组织中的表达阳性率明显高于其在相应癌旁组织中的表达阳性率,二者比较差异有统计学意义(χ2=5.791,P=0.016)。见表 1。
2.1.2 E-cadherin 免疫组织化学染色结果见图 2。从图 2 可见,E-cadherin 蛋白在癌旁组织中呈棕黄或棕褐色着色,正常细胞多且呈弥漫状分布;其在胃癌组织中呈浅黄色染色,正常细胞数少,表达极弱。E-cadherin 蛋白表达阳性率在胃癌组织中明显低于癌旁组织,二者比较差异有统计学意义(χ2=10.868,P=0.001)。见表 1。

a:胃癌组织;b:癌旁组织

a:胃癌组织;b:癌旁组织

2.2 SIRT-1 和 E-cadherin 蛋白阳性表达与胃癌患者临床病理特征的关系
胃癌组织中 SIRT-1 和 E-cadherin 蛋白表达阳性率均与病理类型有关,即 SIRT-1 蛋白表达阳性率在肠型胃癌组织中明显高于弥漫型胃癌组织(P<0.05),而 E-cadherin 蛋白表达阳性率在肠型胃癌组织中明显低于弥漫型胃癌组织(P<0.05);二者的蛋白表达阳性率均与胃癌患者的年龄、性别、肿瘤大小、肿瘤部位、分化程度、TNM 分期及淋巴结转移无关(P>0.05),见表 2。

2.3 SIRT-1 与 E-cadherin 蛋白表达的相关性分析结果
在SIRT-1 蛋白表达阳性的 28 例患者中,E-cadherin 蛋白表达阳性者 7 例,表达阴性者 21 例;在SIRT-1 蛋白表达阴性的 14 例患者中,E-cadherin 蛋白表达阳性者 9 例,表达阴性者 5 例。SIRT-1 蛋白与 E-cadherin 蛋白在胃癌组织中的表达呈负相关关系(rs=–0.381,P=0.013)。
3 讨论
胃癌是一种严重威胁人类健康的疾病,居全球肿瘤发病率和癌症死亡率的第 2 位[13],在我国其发病率居消化道恶性肿瘤的首位,每年死于胃癌的人数约有 17 万例,约占全部恶性肿瘤死亡的 1/4[14]。胃癌的具体发病原因目前尚不明确,可能与多种基因的异常表达有关。
SIRT-1 为 Sirtuins 家族成员之一,它与酵母菌 SIR2 基因同源,参与细胞增殖、分化、衰老、凋亡、促进肿瘤的发生和发展等一系列病理生理过程。迄今为止,人类细胞内发现了 7 种不同类型的 SIRT 蛋白,其中 SIRT-1 是目前关于肿瘤相关性研究较多的一个成员,它与体内一些癌症相关因子相互作用,影响与细胞凋亡及增殖密切相关的多种蛋白的活性,进而抑制凋亡。有许多研究[15-20]发现,SIRT-1 与多种肿瘤的发生、发展、增殖、转移和自噬有关,但其在胃癌中的作用争议较大。本研究发现,胃癌组织中 SIRT-1 蛋白表达阳性率明显高于其在相应癌旁组织中的表达,但并没有发现其表达与胃癌患者的年龄、性别、肿瘤大小、肿瘤部位、分化程度、淋巴结转移及 TNM 分期有关,仅发现其在肠型胃癌组织中的表达阳性率较弥漫型胃癌组织中的表达阳性率明显增高,与安晓静等[20]的研究结果一致,但与其他文献[21-22]报道不太一致,可能与样本量小等多种相关因素有关,有待今后的实验研究和更多样本来进一步证实。
E-cadherin 属于钙依赖黏附蛋白家族成员之一,广泛分布于上皮细胞中,除具有调节胚胎组织的发育、组织形成、参与细胞间以及细胞与基质间等作用外,对促进细胞黏附、维持上皮形态结构的完整性也至关重要。有研究[23]发现,细胞的上皮间质转化与 E-cadherin 呈正相关,其表达与多种恶性肿瘤相关[24-25]。目前已有许多研究[26-27]发现,E-cadherin 在胃癌组织中的表达降低,并且其与胃癌患者的肿瘤分化程度、浸润、转移、组织病理类型等密切相关。本研究也发现,E-cadherin 蛋白在胃癌组织中的表达阳性率明显低于其在相应的癌旁组织中的表达阳性率,但在进一步分析 E-cadherin 蛋白阳性表达与胃癌患者临床病理特征关系的相关性分析中并没有发现 E-cadherin 在胃癌组织中的表达与肿瘤分化程度、浸润、转移等有关,仅发现其表达与组织病理学类型有关,即 E-cadherin 在弥漫型胃癌组织中表达明显高于肠型胃癌组织,这与苏林等[28]的研究结果相一致,但与刘铭等[29]的研究结果不一致,还有待于今后的进一步研究及探索。
本研究采用 Spearman 方法进一步对 SIRT-1 和 E-cadherin 蛋白表达的相关性进行分析,结果发现,SIRT-1 与 E-cadherin 在胃癌组织中的表达呈负相关,结果提示,二者可能通过相互协同作用而促进胃癌的发生和发展。Rong 等[30]通过对博莱霉素诱导的肺纤维化小鼠中关于分化抑制因子-2 与E-cadherin 的相关性研究中发现,白藜芦醇通过降低 E-cadherin 的表达抑制肺上皮间质化,同时提高肺内 SIRT-1 表达改变其病理变化,从而减少小鼠死亡的发生。Lu 等[31]在苯并芘诱导的肺癌中研究发现,过表达的 SIRT-1 能上调 TNF-α 和 β-catenin,下调 E-cadherin,从而促进肺癌肿瘤细胞的增殖及转移,此过程可能通过 TNF-α/β-catenin 信号轴发挥作用。Tian 等[32]在对肝癌的相关研究中发现,小分子 RNA、miR-133b 过表达可能通过 miR-133b/Sirt1/GPC3/Wnt β-catenin 细胞信号轴下调 SIRT-1 使 E-cadherin 表达增高,从而促进肝癌细胞增殖抑制其凋亡发生。虽然目前较少有研究直接分析SIRT-1 蛋白与 E-cadherin 蛋白二者在胃癌中是如何发挥作用促进胃癌发生、发展的,但从这些对其他肿瘤相关的研究结果间接提示,SIRT-1 蛋白与 E-cadherin 蛋白表达的确存在一定的相关性,SIRT-1 表达增高可能通过抑制 E-cadherin 的表达,从而促进胃癌的发生和发展,但二者的具体作用机制及其信号通路目前尚不清楚,还需要进一步进行后续的研究探索。
虽然目前对于 SIRT-1 和 E-cadherin 在胃癌及其他恶性肿瘤中的表达机制及相关临床意义并没有完全准确阐明。相信随着研究的深入,围绕 SIRT-1 和 E-cadherin 开展的相关肿瘤基因检测及相关研究项目将为肿瘤的精准治疗和靶向治疗提供新的理论依据。
胃癌是常见的消化道恶性肿瘤,其发病率在我国消化道恶性肿瘤中居首位[1-2]。虽然治疗胃癌的众多方法在临床上被广泛应用,但其 5 年生存率仅为 30% 左右[3],因此,寻找早期诊断的分子标志物及新的潜在治疗靶点则显得尤为重要。沉默信息调节因子-1(silence signal regulating factor-1,SIRT-1)是一种具有烟碱腺嘌呤二核苷酸依赖性的蛋白脱乙酰化酶,迄今为止,人类细胞内发现了 7 种不同类型的 SIRT 蛋白,分别命名为 SIRT1~SIRT7[4]。随着研究的深入,发现 SIRT-1 在肿瘤发生及发展中表现出多样性,但研究结果却是千差万别。SIRT-1 在胃癌的发生和发展中究竟是发挥何种作用尚不明确,因此,有必要对此进行深入的研究及探讨。上皮型钙黏附素(epithelial cadherin,E-cadherin)是一种钙依赖性的跨膜蛋白,属于钙依赖黏附蛋白家族成员之一,分布于人和动物的各类上皮细胞。有研究[5-6]发现,E-cadherin 除了维持上皮细胞的完整性外,许多恶性肿瘤的发生和发展与之密切相关。虽然众多研究[7-9]表明,SIRT-1 的表达与胃癌、食管癌、乳腺癌等多种肿瘤中的发生、发展密切相关,但目前尚无研究明确阐明 SIRT-1 和 E-cadherin 在胃癌组织中的表达及其与胃癌患者的临床病理特征的相关性。本研究采用免疫组织化学 SP 方法检测 SIRT-1 和 E-cadherin 蛋白在胃癌组织及其相应的癌旁正常胃组织中的表达情况,分析其与胃癌患者的临床病理特征的关系,并用 Spearman 方法分析 SIRT-1 和 E-cadherin 蛋白表达的相关性,进一步为临床上胃癌的精准治疗提供新的分子标志物及潜在治疗靶点。
1 资料与方法
1.1 一般资料
收集 2013–2016 年期间邯郸市中心医院经手术切除的胃癌标本 42 例,其中男 19 例,女 23 例;年龄 41~74 岁,中位年龄 63 岁。肿瘤位于胃上部 21 例,胃下部 21 例;中-高分化 者 20 例,低分化及黏液腺癌 22 例;有淋巴结转移者 24 例,无淋巴结转移者 18 例。按照国际抗癌联盟(International Union Against Cancer,UICC)和美国肿瘤联合会(American Joint Committee on Cancer,AJCC)合作制定的第 7 版肿瘤 TNM 分期[10-11]对胃癌进行分期,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ及Ⅳ期分别 9、11、14 及 8 例。入组患者术前均未接受放疗、化疗、生物、免疫等相关辅助治疗。同时取此 42 例患者距肿瘤边缘 5 cm 以上癌旁胃黏膜组织作为对照。
1.2 方法
1.2.1 采用免疫组织化学方法检查胃组织中 SIRT-1 和 E-cadherin 蛋白表达情况 ① 主要材料。SIRT-1 单克隆抗体购自美国 Santa Cruz 公司,鼠抗人 E-cadherin 单克隆抗体购于北京中杉金桥公司;DAB 显色试剂盒及免疫组织化学 SP 试剂盒均为北京中杉金桥公司产品。② 免疫组织化学 SP 法。具体操作步骤按试剂盒说明书进行,抗原修复采用微波热修复,DAB 显色及苏木精复染,以 PBS 代替一抗作为阴性对照,以试剂盒提供的已知阳性反应片作为阳性对照。
1.2.2 结果判定 ① SIRT-1 染色结果判定方法。所有切片均采取单盲法阅片,由两位病理医生分别阅片,不一致时由笔者按照评分标准做出判断。随机选取切片中的 5 个高倍视野,肿瘤细胞内呈棕黄色细颗粒状着色为阳性表达。每个视野下计算着色细胞总数,计算阳性细胞所占比例。其中阳性细胞所占百分率<25% 为阴性(–),阳性细胞呈淡黄色或阳性细胞率为 25%~50% 为弱阳性(+),阳性细胞呈棕黄色或阳性细胞率为 51%~75% 为中度阳性(++),阳性细胞呈深棕黄色或阳性细胞率>75% 为强阳性(+++)[12]。定义“(+)~(+++)”为阳性。② E-cadherin 染色结果判定方法。细胞内呈棕黄色颗粒至深棕黄色颗粒为强阳性细胞,胞浆和(或)胞核呈淡棕黄色至深棕黄色者为阴性细胞至弱阳性细胞,阳性细胞率<10% 为阴性(–),阳性细胞率 11%~90% 为弱阳性(±),阳性细胞率≥90% 为强阳性(+)。定义“(±)~(+)”为阳性。
1.3 统计学方法
采用 SPSS 19.0 统计学软件对数据进行分析,计数资料分析采用 χ2 检验。SIRT-1 与 E-cadherin 蛋白表达的相关性采用 Spearman 分析。检验水准 α=0.05。
2 结果
2.1 SIRT-1 和 E-cadherin 蛋白在胃癌组织中的表达情况
2.1.1 SIRT-1 免疫组织化学染色结果见图 1。从图 1 可见,SIRT-1 蛋白在胃癌组织中的表达呈棕黄或棕褐色着色,大部分位于细胞核中,阳性细胞多并呈弥漫状分布;其在癌旁组织中也可见着色,但是阳性细胞数量较少,表达较弱。SIRT-1 蛋白在胃癌组织中的表达阳性率明显高于其在相应癌旁组织中的表达阳性率,二者比较差异有统计学意义(χ2=5.791,P=0.016)。见表 1。
2.1.2 E-cadherin 免疫组织化学染色结果见图 2。从图 2 可见,E-cadherin 蛋白在癌旁组织中呈棕黄或棕褐色着色,正常细胞多且呈弥漫状分布;其在胃癌组织中呈浅黄色染色,正常细胞数少,表达极弱。E-cadherin 蛋白表达阳性率在胃癌组织中明显低于癌旁组织,二者比较差异有统计学意义(χ2=10.868,P=0.001)。见表 1。

a:胃癌组织;b:癌旁组织

a:胃癌组织;b:癌旁组织

2.2 SIRT-1 和 E-cadherin 蛋白阳性表达与胃癌患者临床病理特征的关系
胃癌组织中 SIRT-1 和 E-cadherin 蛋白表达阳性率均与病理类型有关,即 SIRT-1 蛋白表达阳性率在肠型胃癌组织中明显高于弥漫型胃癌组织(P<0.05),而 E-cadherin 蛋白表达阳性率在肠型胃癌组织中明显低于弥漫型胃癌组织(P<0.05);二者的蛋白表达阳性率均与胃癌患者的年龄、性别、肿瘤大小、肿瘤部位、分化程度、TNM 分期及淋巴结转移无关(P>0.05),见表 2。

2.3 SIRT-1 与 E-cadherin 蛋白表达的相关性分析结果
在SIRT-1 蛋白表达阳性的 28 例患者中,E-cadherin 蛋白表达阳性者 7 例,表达阴性者 21 例;在SIRT-1 蛋白表达阴性的 14 例患者中,E-cadherin 蛋白表达阳性者 9 例,表达阴性者 5 例。SIRT-1 蛋白与 E-cadherin 蛋白在胃癌组织中的表达呈负相关关系(rs=–0.381,P=0.013)。
3 讨论
胃癌是一种严重威胁人类健康的疾病,居全球肿瘤发病率和癌症死亡率的第 2 位[13],在我国其发病率居消化道恶性肿瘤的首位,每年死于胃癌的人数约有 17 万例,约占全部恶性肿瘤死亡的 1/4[14]。胃癌的具体发病原因目前尚不明确,可能与多种基因的异常表达有关。
SIRT-1 为 Sirtuins 家族成员之一,它与酵母菌 SIR2 基因同源,参与细胞增殖、分化、衰老、凋亡、促进肿瘤的发生和发展等一系列病理生理过程。迄今为止,人类细胞内发现了 7 种不同类型的 SIRT 蛋白,其中 SIRT-1 是目前关于肿瘤相关性研究较多的一个成员,它与体内一些癌症相关因子相互作用,影响与细胞凋亡及增殖密切相关的多种蛋白的活性,进而抑制凋亡。有许多研究[15-20]发现,SIRT-1 与多种肿瘤的发生、发展、增殖、转移和自噬有关,但其在胃癌中的作用争议较大。本研究发现,胃癌组织中 SIRT-1 蛋白表达阳性率明显高于其在相应癌旁组织中的表达,但并没有发现其表达与胃癌患者的年龄、性别、肿瘤大小、肿瘤部位、分化程度、淋巴结转移及 TNM 分期有关,仅发现其在肠型胃癌组织中的表达阳性率较弥漫型胃癌组织中的表达阳性率明显增高,与安晓静等[20]的研究结果一致,但与其他文献[21-22]报道不太一致,可能与样本量小等多种相关因素有关,有待今后的实验研究和更多样本来进一步证实。
E-cadherin 属于钙依赖黏附蛋白家族成员之一,广泛分布于上皮细胞中,除具有调节胚胎组织的发育、组织形成、参与细胞间以及细胞与基质间等作用外,对促进细胞黏附、维持上皮形态结构的完整性也至关重要。有研究[23]发现,细胞的上皮间质转化与 E-cadherin 呈正相关,其表达与多种恶性肿瘤相关[24-25]。目前已有许多研究[26-27]发现,E-cadherin 在胃癌组织中的表达降低,并且其与胃癌患者的肿瘤分化程度、浸润、转移、组织病理类型等密切相关。本研究也发现,E-cadherin 蛋白在胃癌组织中的表达阳性率明显低于其在相应的癌旁组织中的表达阳性率,但在进一步分析 E-cadherin 蛋白阳性表达与胃癌患者临床病理特征关系的相关性分析中并没有发现 E-cadherin 在胃癌组织中的表达与肿瘤分化程度、浸润、转移等有关,仅发现其表达与组织病理学类型有关,即 E-cadherin 在弥漫型胃癌组织中表达明显高于肠型胃癌组织,这与苏林等[28]的研究结果相一致,但与刘铭等[29]的研究结果不一致,还有待于今后的进一步研究及探索。
本研究采用 Spearman 方法进一步对 SIRT-1 和 E-cadherin 蛋白表达的相关性进行分析,结果发现,SIRT-1 与 E-cadherin 在胃癌组织中的表达呈负相关,结果提示,二者可能通过相互协同作用而促进胃癌的发生和发展。Rong 等[30]通过对博莱霉素诱导的肺纤维化小鼠中关于分化抑制因子-2 与E-cadherin 的相关性研究中发现,白藜芦醇通过降低 E-cadherin 的表达抑制肺上皮间质化,同时提高肺内 SIRT-1 表达改变其病理变化,从而减少小鼠死亡的发生。Lu 等[31]在苯并芘诱导的肺癌中研究发现,过表达的 SIRT-1 能上调 TNF-α 和 β-catenin,下调 E-cadherin,从而促进肺癌肿瘤细胞的增殖及转移,此过程可能通过 TNF-α/β-catenin 信号轴发挥作用。Tian 等[32]在对肝癌的相关研究中发现,小分子 RNA、miR-133b 过表达可能通过 miR-133b/Sirt1/GPC3/Wnt β-catenin 细胞信号轴下调 SIRT-1 使 E-cadherin 表达增高,从而促进肝癌细胞增殖抑制其凋亡发生。虽然目前较少有研究直接分析SIRT-1 蛋白与 E-cadherin 蛋白二者在胃癌中是如何发挥作用促进胃癌发生、发展的,但从这些对其他肿瘤相关的研究结果间接提示,SIRT-1 蛋白与 E-cadherin 蛋白表达的确存在一定的相关性,SIRT-1 表达增高可能通过抑制 E-cadherin 的表达,从而促进胃癌的发生和发展,但二者的具体作用机制及其信号通路目前尚不清楚,还需要进一步进行后续的研究探索。
虽然目前对于 SIRT-1 和 E-cadherin 在胃癌及其他恶性肿瘤中的表达机制及相关临床意义并没有完全准确阐明。相信随着研究的深入,围绕 SIRT-1 和 E-cadherin 开展的相关肿瘤基因检测及相关研究项目将为肿瘤的精准治疗和靶向治疗提供新的理论依据。