Orai1體外干預對宮頸息肉炎癥反應的作用

蘭 晶，任國強

(復旦大學附屬華山醫院北院 1.婦產科；2.病理科，上海 201907)

宮頸息肉(cervical polyps，CP)常位于子宮頸管內，其發病率在育齡期婦女為2%～5%[1]。CP的病理表現是以纖維血管基質為中心、表面上皮呈乳頭狀增生的組織[2]。無癥狀CP患者常在例行婦科檢查時發現，有癥狀的CP患者常在月經間期、性交后和/或絕經后出現陰道內出血。大規模的臨床研究顯示，CP為良性贅生物，但也有0.1%的惡變幾率[3]。CP發生的病理生理學機制目前尚不清楚，可能的機制包括慢性炎癥、激素刺激和/或子宮血管淤血等[3]。為了進一步研究CP可能的發病機制及相應的治療措施，我們課題組設計了本項研究，旨在探討Orai1蛋白在CP中的表達及該蛋白的體外干預對CP患者炎癥反應的影響。

1 材料與方法

1.1 材料

收集復旦大學附屬華山醫院北院病理科2016年至2019年間證實為CP的組織標本40例。CP組織在手術中直接獲取，而且所有標本均經資深病理醫師嚴格復檢。納入標準為26～61歲CP女性患者。排除標準：伴有淋病奈瑟菌感染、陰道滴蟲感染、沙眼衣原體感染、生殖器支原體感染、解脲支原體感染或惡性腫瘤病史者；孕婦、激素替代治療者、宮內節育器使用者或口服避孕藥者。該研究經復旦大學附屬華山醫院倫理審查委員會認可，所有患者術前均簽署了知情同意書。

1.2 CP組織體外培養

將CP組織以器官培養的方法進行體外培養[4]。將獲取的息肉組織在無菌條件下分割成2～3mm3大小的組織塊，用含有5μg/mL兩性霉素B和300μg/mL青霉素G的磷酸鹽緩沖液清洗，再用含有10%小牛血清和20μg/mL慶大霉素的濃度為98%的達爾伯克(氏)必需基本培養基(Dulbecco’ s minimum essential medium，DMEM)再清洗，隨后加入50μmol/L 2-氨基乙基聯苯基硼酸酯(2-aminoethoxydiphenyl borate，2-APB)(美國Sigma-Aldrich)共孵育1h，接著將組織塊置于1cm×1cm大小的濕明膠海綿上，息肉面朝上，另一面朝下，將明膠海綿置于含有3mL培養液的6孔板上，使息肉高于液面，6孔板置入溫度為37°C和含有5%CO2空氣的潮濕孵育箱中，并進行轉速為15rpm的連續轉動24h，最后收集組織塊進行下一步研究。見圖1。

注：A為組織培養，B為器官培養。

1.3 免疫組織化學染色

采用免疫組織化學(immunohistochemistry，IHC)染色(SP法)對CP組織中的Orai1蛋白的表達進行了組織形態學評估。IHC染色可以將免疫反應的特異性和組織化學的可見性相結合，對靶標抗原進行定性、定位，甚至定量檢測。所有標本均經4%甲醛固定、脫水和常規石蠟包埋，4μm連續切片。一抗為Orai1單克隆抗體，購自美國Sigma公司，SP免疫組織化學即用型試劑盒購自美國Abcam公司，操作流程嚴格按照試劑盒說明書進行。結果判定按照已發表文獻中所用方法[4]，Orai1蛋白定位于細胞膜，以出現棕黃色且染色強度高于背景非特異性著色者為陽性，染色面積評分為：0表示0%，1表示1%～10%，2表示11%～50%，3表示51%～100%；染色強度評分為：無染色(0)，弱陽性染色(1+)，中等強度陽性染色(2+)和強染色(3+)；染色面積和強度的評分乘積所得綜合分數(1～9)為最終評分：1～3分為Orai1低表達，4～9分為Orai1高表達。

1.4 酶聯免疫吸附試驗

為了進一步確定Orai1蛋白及炎癥介質白介素(interleukin，IL)-1β和腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor，TNF)-α在CP組織中的表達，應用酶聯免疫吸附試驗(enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA)對上述物質進行定量分析。ELISA是一種新型的免疫測定技術，用于定量檢測靶標組織中的蛋白含量。Orai1 ELISA試劑盒、IL-1β試劑盒和TNF-α試劑盒均購自美國MyBioSource公司，操作流程嚴格按照試劑盒說明書進行。

1.5 實時定量反轉錄聚合酶鏈反應

CP組織中Orai1 mRNA、IL-1β mRNA和TNF-α mRNA的檢測采用實時定量反轉錄聚合酶鏈反應(reverse transcription-polymerase chain reaction，RT-PCR)法。實時定量RT-PCR可以定量分析樣品中的靶標物質的mRNA含量。上述3種mRNA的引物均由上海捷蘭生物技術有限公司設計。Orai1 mRNA上游引物：5′-CCCTTCGGCCTGATCTTTATC-3′，下游引物：5′-GGAACTGTCGGTCAGTCTTATG-3′；IL-1β mRNA上游引物：5′-ACAGATGAAGTGCTCCTTCCAG-3′，下游引物：5′-CAGCATCTTCCTCAGCTTGTC-3′；TNF-α mRNA上游引物：5′-CTAATCTCTCTCCAGGGACCC-3′，下游引物：5′-TCACTGTTCGGACATCGGGTA-3′；內參β-actin mRNA上游引物：5′-CACTCTTCCAGCCTTCCTTC-3′，下游引物：5′-GTACAGGTCTTTGCGGATGT-3′，操作流程均按照實時定量RT-PCR試劑盒(日本Takara Bio公司)所規定的步驟進行，實驗所得數據用ΔCt法來表示。

1.6 統計學方法

采用GraphPad Prism 6統計軟件對數據進行分析，研究中所得數據經檢驗呈非正態分布，而樣本量又較小，因此采用非參數檢驗的方法，如果數據經Kruskal-Wallis法檢驗有顯著差異，則用Mann-Whitney法對數據再進行檢驗，以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 IHC染色的評估

本研究中IHC染色從組織形態學分析，發現Orai1蛋白陽性染色定位于鱗狀上皮細胞膜，干預前后CP組織中均呈現Orai1蛋白陽性染色表現，但干預前染色面積和強度更大，見圖2；以IHC進行綜合評分，干預前CP染色評分均在4～9分，干預后評分均在1～3分，見表1。

表1 Orai1蛋白表達Table 1 Expression of Orai1 protein

注：A為干預前,B為干預后;箭頭表示陽性染色細胞(放大倍數400×)。

2.2 ELISA檢測結果

ELISA檢測結果顯示，與干預前相比，2-APB干預后CP中Orai1蛋白含量顯著減少，差異有統計學意義(t=5.76，P<0.05)，見圖3A；干預后，IL-1β和TNF-α的濃度顯著低于干預前，差異均有統計學意義(t值分別為15.28、6.35，均P<0.05)，見圖4A、圖4B。

2.3 實時定量RT-PCR的結果

實時定量RT-PCR的結果顯示，與干預前相比，2-APB干預后CP中Orai1 mRNA含量顯著減少，差異有統計學意義(t=10.85，P<0.05)，見圖3B；干預后，IL-1β mRNA、TNF-α mRNA濃度顯著低于干預前，差異均有統計學意義(t值分別為7.10、17.74，均P<0.05)，見圖4C和圖4D。

注：A為Orai1 ELISA檢測；B為Orai1 mRNA實時定量RT-PCR檢測;*P<0.05。

注：A為IL-1β ELISA檢測；B為TNF-α ELISA檢測；C為IL-1β mRNA實時定量RT-PCR檢測；D為TNF-α mRNA實時定量RT-PCR檢測;*P<0.05。圖4 IL-1β和TNF-α的ELISA和實時定量RT-PCR檢測Fig.4 Contents of IL-1β and TNF-α by ELISA and real-time quantitative RT-PCR

3 討論

3.1 CP的發病機制及臨床治療

CP多發于年齡在50歲左右的經產婦[5]，大多患者沒有特殊癥狀，但一部分患者有月經間期、性交后和絕經后出血，極少數患者可能因息肉漸進性增大而誘發臨床癥狀，比如子宮脫垂等[3]。CP的發病機制可能與慢性炎癥、激素刺激、局部反應性增生、宮頸分泌性腺體導管阻塞或遺傳因素等有關[2]。MacKenzie等于2009年對1 366例CP患者進行了為期4年的研究，發現絕經前期婦女患CP極少發生惡變，另外Younis等2010年研究發現CP患者的息肉常來源于子宮內膜，而且首次活檢時病理表現為息肉的CP極少發生惡變，這些學者認為CP患者是否進行息肉的常規切除，并同時進行子宮內膜及子宮頸管取樣有待商榷，甚至認為從衛生經濟學角度考慮是不可取的，應該將手術切除和取樣等操作用于有癥狀的CP患者。但另外一些學者持相反觀點，Goldshmid等[6]認為應該對無癥狀的CP患者進行前瞻性研究，Long等[7]認為應該對無癥狀的CP患者進行常規息肉切除，Neri等(1995年)和Esim等[8]甚至認為應該對無癥狀的CP患者在施行息肉切除的同時進行子宮頸管或子宮內膜取樣。但有研究者認為，對宮頸炎患者進行宮頸癌篩查都會引起患者焦慮，如果取樣更容易導致患者恐懼[9]。但是對于CP的慢性炎癥機制及如何進行炎癥方面的治療鮮有報道。因此我們課題組設計了本研究，旨在探討CP中炎癥反應的可能機制及Orai1的體外干預對CP炎癥反應的作用。

3.2 鈣離子與Orai1蛋白

很多研究證實，Ca2+信號通路的異常與炎癥的發生、發展有關，鈣儲備調控性Ca2+流入(store-operated calcium entry，SOCE)是非興奮性細胞攝取Ca2+的主要方式[10]。Orai1分子是SOCE通道的關鍵組成部分，主要位于免疫系統細胞膜表面，也存在于其他類型細胞膜。SOCE通道是一種細胞質中內質網鈣儲備調控性Ca2+通道，它的激活可以使細胞外游離Ca2+大量內流，上調胞質內游離Ca2+濃度，從而促進各種細胞功能的進行，比如細胞增殖、分化、脫顆粒及細胞因子的合成和分泌等[10]。該通道由Orai1及其變構體Orai2、Orai3組成，其中Orai1為主要蛋白組分，它的變異和缺失對此通道影響最大[11]。

我們前期研究結果顯示正常宮頸組織中有Orai1蛋白的表達，CP組織中該蛋白表達上調，陽性染色主要是鱗狀上皮細胞(數據尚未發表)，但沒有進行干預方面的研究，本研究中采用2-APB進行干預，并對干預前后CP中Orai1蛋白的表達和息肉組織中炎癥因子的表達均進行了相關實驗。本研究選擇2-APB作為干預Orai1蛋白的方法，是因為多項研究證實，2-APB可以通過影響該蛋白的功能，來特異性地控制SOCE通道的活性，有效抑制鈣儲備調控性Ca2+內流，從而調控靶細胞的功能[12]。

3.3 2-APB對CP的干預作用

本研究IHC染色顯示，Orai1蛋白陽性染色定位于鱗狀上皮細胞膜，干預前后息肉組織中均有Orai1蛋白的陽性表達，但干預前染色強度更大，染色面積也更廣，綜合評分表明，干預前CP染色評分均在4～9分，干預后評分均在1～3分，這樣的形態學方面研究結果(半定量)說明，2-APB對CP組織中鱗狀上皮Orai1蛋白的表達有抑制作用。接著又用ELISA法對CP中Orai1蛋白進行了定量檢測，發現2-APB干預后CP中Orai1蛋白含量顯著減少，干預前后差異具有統計學意義(P<0.05)。慎重起見，我們對息肉組織中Orai1 mRNA也進行了檢測，結果表明，相較于干預前，2-APB干預后CP中Orai1 mRNA含量顯著減少，干預前后差異具有統計學意義(P<0.05)。

綜上所述，2-APB不僅能從蛋白水平影響Orai1的表達，也能從mRNA水平對該蛋白的轉錄進行抑制，其機制尚需進一步研究。為了進一步驗證CP中炎癥反應的情況，我們也將標本中炎癥介質IL-1β和TNF-α的含量進行了檢測，結果發現干預前這兩種炎癥介質的濃度顯著高于干預后，差異具有統計學意義(P<0.05)，同樣我們也對標本中IL-1β mRNA和TNF-α mRNA進行了相應的檢測，結果發現干預后這兩種炎癥介質的mRNA濃度顯著低于干預前，差異具有統計學意義(P<0.05)。這說明2-APB通過對鱗狀上皮中Orai1蛋白表達的抑制，影響了這些細胞對炎癥介質IL-1β和TNF-α的合成和釋放，最終影響了CP組織中的炎癥反應。總之，本研究表明，Orai1的體外干預對CP中的炎癥反應有抑制作用。

有研究表明，特異性較高的Orai1蛋白阻滯劑2-APB可以緩解動物模型的鼻黏膜中的變應性炎癥[13-14]，可以抑制鼻息肉中的炎癥反應[15]，本研究中也提示2-APB可以減輕CP組織中的炎癥反應，因此可以設計類似2-APB的藥物對宮頸慢性炎癥(比如CP)進行相應干預，使其成為除了手術切除之外的另一種方法。