IL1RN基因在膠質母細胞瘤放療前后表達變化研究

姚智強 盧亦成 姚蘭 胡國漢 鄭魯 劉忠于 劉軼剛 孫如平

腦膠質瘤是人類中樞神經系統最常見的腫瘤，占顱內原發惡性腫瘤的77%～80%，嚴重影響著人類的健康。在過去的40多年時間里，隨著對膠質瘤各項研究的深入，諸多生物治療方法已進入臨床試驗，但膠質瘤患者的平均生存時間并未得到明顯改善。目前對膠質瘤主要采用手術加放化療等綜合性治療，但并未能根治膠質瘤患者［1］。多形性膠質母細胞瘤對放射敏感性差異是導致腫瘤治療效果差及局部復發率、殘留率高的一個重要原因。以往僅能用PCR、Northern blot或Western blot研究個別環節的個別或幾個基因結構或表達差異與放射敏感性的關系，無法很好地在分子水平上闡明腫瘤放射敏感性機制［2］。我們用含13929條人類全長基因cDNA表達譜芯片對5例對放射治療敏感的多形性膠質母細胞瘤患者同時進行放射治療前及放射治療60 Gy后免疫相關基因表達變化的檢測，以研究放射治療后免疫相關基因表達的改變，進行如下探討。

1 資料與方法

1.1 一般資料 48例多形性膠質母細胞瘤組織樣本取自第二軍醫大學附屬長征醫院神經外科及中國人民解放軍第150中心醫院神經外科2006～2009年手術切除的組織。選取其中5例對放射治療劑量60 Gy敏感性較好的多形性膠質母細胞瘤患者放療前及放療后進行檢測。5例患者為3例男性患者，2例女性患者，平均年齡45.7歲。對照3例正常腦組織標本來自于捐獻的標本。標本組織分2份，1份送病理檢查，1份馬上放液氮中凍存。

1.2 方法 基因表達譜芯片采用上海博星基因芯片公司提供的BioStarH-141s型基因表達譜芯片，含有14112點的人類全長基因cDNA表達譜芯片。其中包括陽性對照96點，陰性對照16點，內參基因20點，空白對照41點。芯片經水合(2 h)、室溫干燥(0.5 h)、UV交連(能量值65 m j/cm)，再分別用0.2%SDS、水及0.2%硼氫化鈉溶液處理10 min，晾干備用。

2 結果

2.1 cDNA芯片掃描及數據分析結果 對多形性膠質母細胞瘤cDNA芯片掃描圖使用GenePix Pro 3.0軟件提取數據并進行去除冗余和標準化處理，多形性膠質母細胞瘤放療60 Gy后組織與正常組織比較。Ratio值＞12的2個IL1RN(interleukin 1 receptor antagonist)，IGLV(immunoglobulin kappa variable);Ratio值＜0.03的3個，如PRB4(proline-rich protein BstNIsubfamily 4)、CLSG(clusterin lysis sulfated glycoprotein)、TGFB3(transforming growth factor，beta 3)等。

2.2 多形性膠質母細胞瘤放療60 Gy后與放療前組織比較，表達差異基因中改變最明顯的功能群是免疫系統相關的基因，如IL1RN等上調。細胞增殖、細胞調亡、細胞周期、DNA修復系統也有部分基因發生明顯變化，如 MLL5上調、POLR2B下調等。

3 討論

多形性膠質母細胞瘤是人類惡性程度極高、預后不佳的腫瘤之一，嚴重影響著人類的生命和生活質量，已有研究表明可用SF2來預測多形性膠質母細胞瘤細胞株或組織的放射敏感性，提示根據癌細胞受照射60 Gy后的改變即可判斷放射敏感性［3］。但通過細胞培養技術來觀察的終點指標，牽涉到細胞培養、時間長等復雜因素，目前臨床仍然無法應用，因此很有必要對其中間指標，如基因表達等進行研究，以探討放射敏感性的分子生物學機制及尋找標志基因。

多形性膠質母細胞瘤放療60 Gy前后差異表達基因中改變最明顯的基因，包括與中性粒細胞、T細胞、B細胞、免疫球蛋白、組織相容性蛋白HLA、細胞因子以及免疫細胞活化、增值、死亡、信號傳遞途徑等相關的基因，這些基因在放療前或放療后的組織與正常組織對比大多數未見表達差異［4］。IL1RN是一個非常重要的前炎癥細胞因子，在炎癥免疫損傷機制中起著主要的調節作用。該基因表達上調有助于促進B、T細胞成熟、增殖，引起CTL、LAK、NK的上調表達，誘導單核細胞分泌IL-1、IL-6、TNF、IFN等作用。IL1RN表達上調，對中性粒細胞、樹突狀細胞同時具有趨化作用。在神經、內分泌、免疫以及其他細胞胞吐中起著重要調節作用［5］。

Runx1基因具有在DN期細胞調節CD+4沉默子功能，Runx1缺乏時CD+8表達降低，CD4去抑制加劇。FN1表達下調，它與非受體蛋白酪氨酸激酶TEC家族結合，參與B細胞的分化、發育、增殖和凋亡過程，在其信號轉導過程中處于重要位置。綜上所述，免疫相關基因絕大多數表現為上調，極少數下調也是為了減少免疫細胞的凋亡或免疫抑制細胞數，總的來說，放療60 Gy后，腫瘤組織出現局部免疫增強現象，這可能是射線作用于腫瘤組織后首先造成組織損傷，如自由基破壞血清中的蛋白酶抑制劑，同時增強彈性蛋白酶的作用，直接造成組織損傷，機體應激而出現免疫增強，包括固有免疫應答及適應性免疫應答。提示對腫瘤組織而言，射線及免疫反應有共同殺傷的作用［5］。

從以上差異的基因功能分析來看，多形性膠質母細胞瘤組織照射60 Gy后，已體現射線作用于腫瘤組織后基因表達的改變:免疫相關基因絕大多數表現為上調，極少數下調也是為了減少免疫細胞的凋亡或免疫抑制細胞數，提高免疫力;抑制細胞生長、增殖以及誘導細胞凋亡的基因上調，促進細胞生長、DNA修復基因下調，從而可以使腫瘤組織細胞增殖與死亡失衡。提示對多形性膠質母細胞瘤組織照射60 Gy后免疫相關基因表達改變的研究可以更好地闡明放射敏感性差異的機理，為在放療前或放療早期尋找到預測放射敏感性的分子標志物提供理論依據。

［1］ Taggart CC，Greene CM，McEovaney NG，et al.Secretory leucoprotease inhibitor prevents lipopolysaccharide-inducde IkappaB alpha degradation without affecting phosphorylation or ubiquitination.J Biol Chem，2006，277(37):33648-33653．

［2］ Bohman LE，Swanson KR，Moore JL，et al.Magnetic resonance imaging characteristics of glioblastoma multiforme:implications for understanding glioma ontogeny.Neurosurgery，2010，67(5):1319-1327．

［3］ Meldolesi J，Chieregatti E.Fusion has found its calcium sensor.Nat Cell Biol，2010，6(6):476-478．

［4］ Lacal JC.How molecular biology can improve clinicalmanagement:the MammaPrint experience.Clin Transl Oncol，2007，9:203-208．

［5］ Devos FY，Middelburg TA，Seynaeve C，et al.Ecthyma gangrenosum caused by Pseudomonas aeruginosa in a patientwith astrocytoma treated with chemotherapy.J Infect Chemother，2010，16(1):59-61．