基因芯片篩查外周血中胃癌轉移相關基因

黃素英 陳華 田俊 應敏剛 郭福榕 詹文青

胃癌患者出現復發和(或)轉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移機制，尋找理想的胃癌轉移相關分子標志物，預測患者的預后情況，制定個體化治療方案，是進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譜芯片技術，分析出現轉移與未出現轉移的胃癌患者以及健康者之間外周血基因表達譜的差異，篩選與胃癌轉移相關的差異表達基因，并探討其生物學意義。

1 資料與方法

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

1.2 胃癌轉移相關基因篩選 篩選全基因組表達譜芯片獲取的基因差異表達水平≥2，且經T-test統計分析顯著差異表達的基因(P＜0.05)，判定為差異表達基因，采用Panther system分析與胃癌轉移相關的陽性基因。

2 結果

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

3 討論

腫瘤的發生、發展是多階段、多種致瘤因子共同作用的結果。機體在不同的時間、空間生理機能的改變終將體現在一系列基因質和量的變化上，從而構成了機體在每一狀態時的特征性基因表達，因此，全基因組表達譜芯片檢測技術能用于比較腫瘤轉移與否狀態下的不同特征性基因表達圖譜，篩選腫瘤轉移相關基因，尋找腫瘤轉移的分子標志物。

本研究發現，胃癌轉移組與胃癌未轉移組、健康對照組外周血之間存在大量差異表達基因，涉及到多條信號傳導通路，提示胃癌發生轉移是較為復雜的過程。經Panther system進行生物學通路分析顯示，參與腫瘤轉移的1541個基因中，有中65個基因在胃癌轉移組明顯表達下調，92個基因表達上調，共計157個陽性基因，涉及粘附分子、細胞運動趨化因子、蛋白水解酶等基因。

表1 篩選出的胃癌轉移相關陽性基因

表2 胃癌轉移相關的陽性基因分布

CDH2基因在胃癌轉移組表達明顯上調，CDH2編碼的N-cadherin，是依賴鈣離子介導的同種細胞與細胞粘附分子中的一員。它是由一段5個串聯重復單位組成的胞外區、一個跨膜區和一個很保守的胞質區構成的，通過胞質區與β-連環蛋白相連結，對上皮細胞在間質中的遷移發揮作用，進而決定細胞的形狀與移動，當其上調時增強癌細胞的浸潤和轉移能力［1］。

CD151是新近發現的癌基因，屬于跨膜四蛋白超家族，CD151通過與整合素特異性結合，參與調控細胞粘附、遷移和增殖等病理生理過程［2］。本實驗中胃癌轉移組CD151基因表達上調，其在胃癌侵襲轉移中的作用尚待研究。

TGFα(轉化生長因子-α)為EGFR配體，是生長因子自分泌系統的基本組成部分，它在調節細胞分化、增殖、維持上皮完整性中起重要的作用。有報道指出，TGFα在惡性實體瘤中呈顯著性高表達，尤其與胃腸道腫瘤關系密切［3］。本研究發現，胃癌轉移組TGFA基因明顯高表達。

CTNNB1基因編碼β-連環蛋白(β-catenin)，是Wnt信號通路發揮促進腫瘤發生發展的直接原因。β-catenin異常表達可見于人類多種惡性腫瘤，如胃癌、直結腸癌、乳腺癌、肺癌、白血病等。黃悅等發現β-catenin表達的下調與胃癌的發生發展具有相關性，本實驗也顯示CTNNB1基因明顯低表達。

在陽性基因中，屬于ADAM家族的ADAM23、ADAM17、ADAM33、ADAM19、ADAM8、ADAM9 等多個基因出現異常表達。目前，ADAMs與腫瘤的關系已成為腫瘤研究的熱點之一。新近研究表明ADAM家族基因參與了EGFR信號轉導、腫瘤轉移和腫瘤血管新生等過程，在腫瘤發展中起到重要的作用。ADAMs通過去整合素和富半胱氨酸區與整合素、硫酸乙酰肝素蛋白聚糖相互作用，其金屬蛋白酶區能夠降解黏附分子和細胞外基質，調節細胞和細胞、細胞和細胞外基質相互作用來影響腫瘤轉移［5］。ADAM8、ADAM9、ADAM19 等基因的異常表達在肺癌、子宮內膜癌等腫瘤侵襲和轉移中的作用有文獻報道，但其在胃腸道腫瘤轉移中的表達情況報道較少，因此值得將其作為新的胃癌轉移候選分子標志物，在進一步的實驗中驗證其是否具有指示胃癌轉移的作用。

本次研究顯示胃癌轉移過程涉及數量眾多不同功能基因表達的改變，應用基因芯片技術快速篩選分析胃癌轉移相關差異表達基因，可為深入研究胃癌轉移的早期診斷與預后分子標志物提供線索。

［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在胃癌中的表達及意義，實用腫瘤學雜志，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.