時梅林 白津 梅鵬金 鄭駿年
腦腫瘤中膠質瘤發病率最高,在國內約占原發性顱內腫瘤的40%~50%,由于腫瘤呈浸潤性生長,手術、化療及放療效果均不理想,5年生存率不到3%[1]。BRG1是SWI/SNF染色質重塑復合物家族重要組成成分,含有一個具有ATP酶活性的類解旋酶亞基,通過ATP水解提供動力從而實現染色質重組[2]。BRG1已被證明在調節基因表達、細胞周期以及腫瘤發生發展上具有重要意義[3]。早期研究發現,BRG1在乳腺癌、膀胱癌、肺癌、卵巢癌等組織和細胞系中表達減少或缺失[4-5]。但是近來研究卻發現,BRG1在黑色素瘤、前列腺癌和胃癌中表達升高,并且與腫瘤的進展密切相關[6-8]。BRG1在人腦膠質瘤中的表達情況在國內外尚未見報道,為了解BRG1是否參與了膠質瘤的形成過程,筆者采用組織芯片和免疫組化技術檢測了BRG1在190例膠質瘤組織、8例癌旁組織以及8例正常腦組織中的表達情況,并結合臨床資料分析其相關性。
1.1 一般資料 收集本院2008年1月-2011年12月膠質瘤手術標本190例,所有標本經病理確診。參照WHO膠質瘤組織分類標準。將Ⅰ~Ⅱ級歸為良性組、Ⅲ~Ⅳ級歸為惡性組,其中良性膠質瘤組織120例,惡性70例(病理類型為:星形細胞瘤127例、膠質母細胞瘤38例、少突星形細胞瘤14例、室管膜瘤11例)。患者術前均未接受放療、化療及生物治療,年齡10~73歲,平均47歲,男118例,女72例。另取正常腦組織和癌旁組織各8例作為對照。
1.2 方法
1.2.1 組織芯片構建 所有標本均經福爾馬林溶液固定、石蠟包埋、4 μm厚連續切片,用于HE及免疫組化染色。根據HE染色切片確定具有代表性病變的部位,直徑取1.0 mm,組織芯片間距1.0 mm。
1.2.2 免疫組化法檢測BRG1表達 組織芯片脫蠟至水,抗原修復后,分別加入3% H2O2和10%正常山羊血清,孵育30 min后加入兔抗人BRG1單克隆抗體(美國Santa Cruz公司)或PBS替代一抗作為陰性對照,4 ℃過夜,最后分別加入二抗和辣根過氧化物酶標記鏈霉卵白素,用DAB顯色,蘇木素復染,常規脫水封片。免疫組化超敏試劑盒、DAB顯色試劑盒均購買于北京中杉金橋生物技術公司。
1.2.3 結果判斷 BRG1染色陽性細胞為胞核呈棕黃色至深褐色,部分胞質同時呈淡黃色,若只有胞質著色則視為陰性。以免疫反應得分(IRS)評估組織陽性程度,IRS=SI(染色強度)×PP(陽性細胞百分率)。SI評分標準:0分,陰性;1分,弱陽性;2分,中等陽性;3分,強陽性。PP評分標準:1分,陽性細胞0%~10%;2分,陽性細胞11%~50%;3分,陽性細胞>50%。高倍鏡下隨即取5個不同的視野,其IRS平均值≥3分即判定為免疫反應陽性(+)。實驗均在雙盲法下完成。
1.3 統計學處理 應用SPSS 16.0軟件進行統計學分析,計數資料比較采用 字2檢驗,以P<0.05為差異有統計學意義。
2.1 BRG1在人腦膠質瘤中的表達升高 BRG1在惡性膠質瘤組織(Ⅲ~Ⅳ級)、良性膠質組織(Ⅰ~Ⅱ級)、癌旁組織及正常腦組織中均表達于細胞核,呈棕黃色至深褐色,部分細胞質同時為黃色(圖1)。數據統計結果如圖2所示,BRG1在惡性膠質瘤組織中陽性表達率為82.9%(58/70),在良性膠質瘤中陽性表達率為80.8%(97/120)、在癌旁組織中陽性表達率為25%(2/8),在正常腦組織中的陽性表達率為25%(2/8)。BRG1的表達在癌旁組織與良性膠質瘤之間、癌旁組織與惡性膠質瘤之間差異均有統計學意義(P=0.000),但是在良性和惡性之間差異無統計學意義(P=0.847)。

圖1 BRG1在膠質瘤組織中免疫組化染色情況
2.2 BRG1的表達與各臨床病理特征之間的相關性 筆者發現,BRG1的表達與患者年齡、性別、WHO分級及病理類型均沒有顯著相關性,差異均無統計學意義(P>0.05)。雖然WHO分級和病理類型是膠質瘤預后重要的指標,但是筆者沒有發現BRG1和它們之間有關系,見表1。

圖2 BRG1在不同組織中的陽性表達率

表1 BRG1在190例膠質瘤中的表達與各臨床病理特征的相關性
抑癌基因在抑制細胞生長、增殖及分化過程中起重要的負調節作用,并能潛在地抑制腫瘤生長。如果其功能失活或出現基因缺失、突變等異常,可導致細胞惡性轉化從而發生腫瘤[9]。BRG1(Brahma-related gene 1)是SWI/SNF家族的重要成員,定位于人類染色體19 p上,其mRNA長度為5247 bp,基因編碼的蛋白質相對分子量為2.05×105,它主要通過ATP水解產生的動力來影響細胞分裂過程中染色質的重組,使一些特異性的基因不能表達和抑制[2]。SWI/SNF復合物與許多基因的激活和轉錄的抑制有關,它主要通過轉錄的活化和抑制功能來控制腫瘤的生長[3]。不同研究發現,BRG1在膀胱癌、肺癌、卵巢癌、乳腺癌、食道癌、胰腺癌等多種腫瘤組織中表達缺失或突變[3-5,10-11]。
早期研究表明,BRG1在多種腫瘤組織和細胞系中表達失活,BRG1可以與Rb、BRCA等腫瘤抑制因子結合,通過上調P16、P15、P21等細胞周期蛋白從而抑制腫瘤細胞生長[12]。然而近來越來越多的研究結果卻與早期相矛盾。BRG1被發現在胃癌、前列腺癌和黑色素瘤中表達升高[6-8]。BRG1可以通過抑制p53的活性從而調節黑色素瘤等腫瘤細胞的增殖[13-15]。此外,國內也有學者發現,BRG1在胃癌和宮頸癌中高表達與腫瘤的分期、有無淋巴結轉移及浸潤深度等臨床病理因素有關[16-17]。因此,就目前的研究現狀來說,BRG1在腫瘤中的作用是不確切的,BRG1的丟失可以導致腫瘤形成,然而也有研究發現沉默BRG1會抑制腫瘤細胞的增殖。
本研究結果發現,BRG1的表達在癌旁組織與良性膠質瘤之間、癌旁組織與惡性膠質瘤之間差異均有統計學意義(P=0.000),而在良性、惡性之間差異無統計學意義(P=0.847)。此外,BRG1的表達與各臨床病理參數之間均沒有相關性,這說明BRG1可能只參與了膠質瘤的形成過程。筆者的結果與BRG1參與了胃癌、宮頸癌和前列腺癌的進展不相符,但與Lin等[8]在黑色素瘤中研究結果一致。分析其原因,可能與其啟動子異常甲基化、基因突變及其轉錄激活功能異常等因素有關[18]。筆者猜測,這可能是由于介導了不同的信號通路及組織或細胞類型的種屬特異性造成的,其具體的分子機制還有待進一步的研究。
綜上所述,BRG1在人膠質瘤中表達升高,并與膠質瘤的發生具有一定的相關性,BRG1在膠質瘤的發生過程中可能有重要作用。本研究為筆者判斷膠質瘤的生物學行為和預后提供一個重要參考,BRG1有望成為膠質瘤新的治療靶點。
[1]陶鈞,仇波,張東勇,等.人腦膠質瘤干細胞Fas/Fas-L mRNA表達的研究[J],中華腫瘤防治雜志,2011,18(18):1450-1454.
[2] Asp P,Wihlborg M,Karlen M,et al.Expression of BRG1, a human SWI/SNF component, affects the organization of actin filaments through the RhoA signaling pathway[J].J Cell Sci,2002,115(13):2735-2746.
[3] Reisman D,Glaros S,Thompson E A.The SWI/SNF complex and cancer[J]. Oncogene,2009,28(14):1653-1668.
[4] Glaros S,Cirrincione G M,Muchardt C,et al.Reisman D. The reversible epigenetic silencing of BRM: implications for clinical targeted therapy[J].Oncogene,2007,26(49):7058-7066.
[5] Reisman D M,Sciarrotta J,Wang W,et al.Loss of BRG1/BRM in human lung cancer cell lines and primary lung cancers:correlation with poor prognosis[J].Cancer Res,2003,63(3):560-566.
[6] Sentani K,Oue N,Kondo H,et al.Increased expression but not genetic alteration of BRG1, a component of the SWI/SNF complex,is associated with the advanced stage of human gastric carcinomas[J].Pathobiology,2001,69(6):315-320.
[7] Sun A,Tawfik O,Gayed B,et al.Aberrant expression of SWI/SNF catalytic subunits BRG1/BRM is associated with tumor development and increased invasiveness in prostate cancers[J].Prostate,2007,67(2):203-213.
[8] Lin H,Wong R P,Martinka M,et al.BRG1 expression is increased in human cutaneous melanoma[J].Br J Dermatol,2010,163(3):502-510.
[9]呂佳,孫曉陽,丁漣沭.EZH2基因沉默對人腦膠質瘤U251細胞增殖和凋亡的研究[J].中華腫瘤防治雜志,2012,19(7):494-497.
[10] Decristofaro M F,Betz B L,Rorie C J,et al.Characterization of SWI/SNF protein expression in human breast cancer cell lines and other malignancies[J].J Cell Physiol,2001,186(1):136-145.
[11] Hornick J L,Dal Cin P,Fletcher C D.Loss of INI1 expression is characteristic of both convebtional and proximal-type epithelioid sarcoma[J].Am j Surg Pathol,2009,33(4):542-550.
[12] Becker T M,Haferkamp S,Dijkstra M K,et al.The chromatin remodellling factor BRG1 is a novel binding partner of the tumor suppressor P16INK4a[J].Molecular cancer,2009,8(1):4.
[13] Wang X,Sansam C G,Thom C S,et al.Oncogenesis caused by loss of the SNF tumor suppressor is dependent on activity of BRG1, the ATPase of SWI/SNF chromatin remodeling complex[J].Cancer Res,2009,69(20):8094-8101.
[14] Naidu S R,Love I M,Imbalzano A N,et al.The SWI/SNF chromatin remodeling subunit BRG1 is a critical regulator of P53 necessary for proliferation of malignant cells[J].Oncogene,2009,28(27):2492-2501.
[15] Keenen B,Qi H,Saladi S V,et al.Heterogeneous SWI/SNF chromatin remodeling complexs promote expression of microphthalmia-associated transcription factor target genes in melanoma[J].Oncogene,2010,29(1):81-92
[16]李青,周曉軍,謝海龍,等.胃癌中BRG1蛋白的表達及意義[J].臨床與實驗病理學雜志,2004,20(4):402-405.
[17]王秀明,何蓮芝.BRG1基因在宮頸癌中的表達[J].安徽醫學,2010,31(5):446-448.
[18] Zhang B,Chambers K J,Faller D V,et al.Reprogramming of the SWI/SNF complex for co-activation or co-repression in prohibitinmediated estrogen receptor regulation[J].Oncogene,2007,26(50):7153-7157.