GASC1在肺腺癌組織中表達的臨床意義及預后價值

李曉丹 原翔 劉怡文 李治岐 萬里新

肺腺癌(lung adenocarcinoma cancer，LAC)是非小細胞肺癌的常見病理組織學類型之一，[1-3]患者預后較差，臨床五年生存率在10%～15%[4]。鱗狀細胞癌擴增基因1(Gene Amplified in Squamous Cell carcinoma 1,GASC1)，也稱KDM4C， 在食管癌、乳腺癌、前列腺癌、淋巴瘤及髓母細胞瘤等多種腫瘤中都有高頻擴增或異常高表達，并且與腫瘤的惡性程度密切相關，表現為導致細胞永生化，增強癌細胞的侵襲性，與不良預后相關[5-9]然而目前尚沒有研究評估GASC1作為生物指標與肺腺癌預后之間的關系，因此本研究擬通過分析100例肺腺癌組織GASC1的表達情況，評估其臨床意義及預后價值，為臨床肺腺癌的診療提供新的思路。

資料與方法

一、研究對象及標本

100例肺腺癌組織標本，均來自2016年1月至2016年11月南陽市中心醫院胸外科接受手術治療的肺腺癌患者。其中男53例，女47例；<60歲37例，≥60歲63例；有吸煙史36例，無吸煙史64例；高分化、中分化和低分化分別有28、56與16例；有淋巴結轉移者37例，無轉移者63例；TNM分期為Ⅰ/Ⅱ和Ⅲ期者分別有63例與37例?；颊呔鶠槌醮谓邮苤委煛Ｔ擁椖拷涍^南陽市中心醫院倫理委員會的同意，并于術前獲得患者書面知情同意。

二、免疫組化

組織蠟塊切片經二甲苯脫蠟、乙醇梯度脫水，檸檬酸鹽修復液微波加熱修復，免疫組化S-P超敏試劑盒(美國R&D公司)檢測標本組織GASC1(抗鼠單克隆抗體1 ∶200，abcam)表達，室溫孵育、PBS沖洗，蘇朩素復染、酒精脫水、二甲苯透明，中性樹膠封片。GASC1為胞核和胞質出現棕黃色顆粒。隨機挑選5個高倍鏡視野，根據染色強度(0分，淺黃色；1分，棕黃色；2分，棕褐色；3分，深褐色)和陽性細胞百分比(0分，≥0%且<5%；1分，≥5%且<25%；2分，≥25%且<50%；3分，≥50%且<75%；4分≥75%)的乘積對每個視野進行免疫組化綜合評分：0分為陰性；1～12為陽性，5個視野免疫組化評分均值為最終結果。

三、GASC1 mRNA檢測

用液氮將肺腺癌及癌旁組織標本冷凍后，用石臼研磨呈粉末狀，用Trizol法提取RNA，后將1 μg RNA進行反轉錄，根據試劑盒(北京鼎國)步驟合成cDNA，根據Q-PCR(諾唯贊)試劑盒步驟檢測GASC1 mRNA相對表達量。GASC1引物序列為：上游5′-TGGATCCCAGATAGCAATGA-3′，下游5′-TGTCTTCAAATCGCATGTCA-3′；內參GAPDH引物序列為：上游5′-GCCACATCGCTCAGACACC-3′，下游 5′-GATGGCAACAATATCCACTTTACC-3′。GSK3β和GAPDH退火溫度均為60℃，經40個循環擴增，計算方法為2(-ΔΔCt)。

四、Western blot檢測

用液氮將肺腺癌及癌旁組織標本冷凍后，用石臼研磨呈粉末狀，用12% SDS-聚丙酰胺凝膠進行蛋白電泳及轉膜，脫脂奶粉封閉PVDF膜(密理博)1h，加用TBST稀釋的一抗(GASC1, 1 ∶300； GAPDH，1 ∶2 000，世紀康維)4℃過夜，震蕩洗膜，加入二抗標記(1 ∶3 000，世紀康維)室溫孵育2 h，使用ECL(美國Invitrogen)顯影劑處理PVDF膜，置于凝膠成像系統(美國BIO-RAD)，檢測目的蛋白條帶，應用ImageLab軟件計算目的蛋白表達水平。

五、統計學處理

結 果

一、肺腺癌中GASC1蛋白的表達

本研究對肺腺癌及癌旁組織進行了蛋白及mRNA相對表達量的檢測，結果顯示肺腺癌組織GASC1蛋白及mRNA相對表達量顯著高于癌旁組織，差異具有統計學意義(P<0.001)(見圖1、表1)。

圖1 Western blot檢測肺腺癌及相應癌旁組織中GASC1蛋白表達

二、免疫組化法檢測GASC1蛋白的表達

免疫組化結果顯示GASC1蛋白為棕黃色及棕褐色顆粒，主要位于肺腺癌細胞胞核，部分胞漿也有表達(圖1)；且隨著分化程度的降低(A：高分化；B：中分化；C：低分化)，免疫組化評分逐漸升高(見圖2)。

圖2 免疫組化檢測肺腺癌組織中GASC1表達(400×)

圖3 生存曲線

三、GASC1表達與肺腺癌臨床病理特征的相關性

研究對GASC1蛋白相對表達量與肺腺癌臨床病理特征的相關性，發現GASC1蛋白與分化程度、是否淋巴結轉移、臨床分期及生存顯著正相關關系(P<0.05)，與性別、年齡、和吸煙無顯著相關性(P>0.05)(見表2)。

表2 GASC1蛋白表達與肺腺癌臨床病理特征的相關性

四、GASC1蛋白表達與肺腺癌患者預后

研究對100例術后肺腺癌患者進行隨訪，應用Kaplan-Meier繪制生存曲線并以Log-rank檢驗生存時間之間差異，患者術后隨訪時間36個月，生存時間為入院時間至最后一次隨訪日期或死亡，刪失數據為隨訪至36個月仍存活的患者，未刪失數據為由肺腺癌導致的死亡患者。結果顯示，肺腺癌患者術后3年的總生存率為53.00%(圖3)；GASC1陽性表達組3年生存率(33.33%)顯著低于GASC1陰性組的3年生存率(67.24%)，差異具有統計學意義(Z=2.62，P<0.01)；GASC1陽性表達組的平均生存時間(21.55±2.10)顯著低于GASC1陰性組(30.55±1.27)，差異具有統計學意義(t=26.63，P<0.001)(圖3)。

討 論

本研究是一項針對GASC1在肺腺癌預后中作用的大型前瞻性研究(肺腺癌標本共計100例)。研究結果顯示，GASC1陽性患者的預后較差，并且與肺腺癌分期及術后癌轉移相關，可以作為預后獨立因素預測患者術后的生存質量。

本研究通過免疫組化檢測，發現GASC1在肺腺癌細胞的細胞核高表達，為棕黃色及棕褐色顆粒，進一步檢測其蛋白及mRNA的表達水平，均發現相比癌旁組織GASC1在肺腺癌組織中高表達，且與肺腺癌的轉移相關，[10]。相關研究發現GASC1可通過H3K9去甲基化作用促進原癌基因NOTCHl、OCT4、NANOG等的轉錄，誘導細胞轉化和促進腫瘤干細胞增殖[5, 11-12]。GASC1可與缺氧誘導因子(HIF-1a)結合，降低HIF-la的靶基因位點H3K9me3的表達水平，進而活化其下游靶基因，促進乳腺癌的轉移[13]。此外，Luo等人在小鼠乳腺脂肪墊中注射MDA-MB-435癌細胞，對比GASC1基因正常組小鼠發現基因敲除組小鼠乳腺癌的進展被抑制。以上研究結果均表明GASC1可以調節組蛋白甲基化狀態，進而調控癌癥的侵襲和轉移。

研究結果顯示GASC1陽性患者的三年生存率顯著低于GASC1陰性患者，提示GASC1可作為肺腺癌預后的獨立預測因子，提示GASC1的高表達在肺腺癌中可以作為一個獨立預后因子，評估患者術后的生存情況。與本研究結果類似，李娜等在食管癌的研究中發現GASC1陽性表達的食管鱗狀細胞癌患者術后2年生存率為65.8%，而陰性表達者為86.4%，GASC1陽性患者的術后2年生存率顯著低于GASC1陰性患者[14]。Liu等發現GASC1基因在乳腺上皮MCF10A細胞系中 9p23-24 區域擴增明顯，誘導細胞永生化改變，使正常乳腺上皮細胞不依賴生長因子進行增殖，可作為參與干細自我更新的關鍵轉錄調節因子，誘導MCF10A細胞系形成乳腺球結構，增加了乳腺癌的侵襲、轉移能力，導致癌變的發生[5]， 但Berdel 等在乳腺癌患者中卻發現GASC1陽性患者的乳腺癌復發時間比GASC1陰性患者晚兩年，且與更好的預后相關，對放射和激素治療具有更好的敏感性[15]。這些研究結果提示我們下一步應繼續研究GASC1介導肺腺癌發生發展的機制，明確GASC1蛋白在誘導肺腺癌侵襲發展中的作用。

綜上所述，本研究顯示GASC1陽性與肺腺癌的分化程度、淋巴結轉移、臨床分期和生存顯著相關，GASC1高表達可能促進了肺腺癌發生發展的過程，可能是肺腺癌靶向治療的潛在分子靶點之一。