IL1RN基因在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤放療前后表達(dá)變化研究

姚智強(qiáng) 盧亦成 姚蘭 胡國漢 鄭魯 劉忠于 劉軼剛 孫如平

腦膠質(zhì)瘤是人類中樞神經(jīng)系統(tǒng)最常見的腫瘤，占顱內(nèi)原發(fā)惡性腫瘤的77%～80%，嚴(yán)重影響著人類的健康。在過去的40多年時間里，隨著對膠質(zhì)瘤各項研究的深入，諸多生物治療方法已進(jìn)入臨床試驗，但膠質(zhì)瘤患者的平均生存時間并未得到明顯改善。目前對膠質(zhì)瘤主要采用手術(shù)加放化療等綜合性治療，但并未能根治膠質(zhì)瘤患者［1］。多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤對放射敏感性差異是導(dǎo)致腫瘤治療效果差及局部復(fù)發(fā)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(huán)節(jié)的個別或幾個基因結(jié)構(gòu)或表達(dá)差異與放射敏感性的關(guān)系，無法很好地在分子水平上闡明腫瘤放射敏感性機(jī)制［2］。我們用含13929條人類全長基因cDNA表達(dá)譜芯片對5例對放射治療敏感的多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者同時進(jìn)行放射治療前及放射治療60 Gy后免疫相關(guān)基因表達(dá)變化的檢測，以研究放射治療后免疫相關(guān)基因表達(dá)的改變，進(jìn)行如下探討。

1 資料與方法

1.1 一般資料 48例多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤組織樣本取自第二軍醫(yī)大學(xué)附屬長征醫(yī)院神經(jīng)外科及中國人民解放軍第150中心醫(yī)院神經(jīng)外科2006～2009年手術(shù)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(zhì)母細(xì)胞瘤患者放療前及放療后進(jìn)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(biāo)本來自于捐獻(xiàn)的標(biāo)本。標(biāo)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(dá)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(dá)譜芯片，含有14112點的人類全長基因cDNA表達(dá)譜芯片。其中包括陽性對照96點，陰性對照16點，內(nèi)參基因20點，空白對照41點。芯片經(jīng)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(jié)果

2.1 cDNA芯片掃描及數(shù)據(jù)分析結(jié)果 對多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤cDNA芯片掃描圖使用GenePix Pro 3.0軟件提取數(shù)據(jù)并進(jìn)行去除冗余和標(biāo)準(zhǔn)化處理，多形性膠質(zhì)母細(xì)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(zhì)母細(xì)胞瘤放療60 Gy后與放療前組織比較，表達(dá)差異基因中改變最明顯的功能群是免疫系統(tǒng)相關(guān)的基因，如IL1RN等上調(diào)。細(xì)胞增殖、細(xì)胞調(diào)亡、細(xì)胞周期、DNA修復(fù)系統(tǒng)也有部分基因發(fā)生明顯變化，如 MLL5上調(diào)、POLR2B下調(diào)等。

3 討論

多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤是人類惡性程度極高、預(yù)后不佳的腫瘤之一，嚴(yán)重影響著人類的生命和生活質(zhì)量，已有研究表明可用SF2來預(yù)測多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞株或組織的放射敏感性，提示根據(jù)癌細(xì)胞受照射60 Gy后的改變即可判斷放射敏感性［3］。但通過細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)來觀察的終點指標(biāo)，牽涉到細(xì)胞培養(yǎng)、時間長等復(fù)雜因素，目前臨床仍然無法應(yīng)用，因此很有必要對其中間指標(biāo)，如基因表達(dá)等進(jìn)行研究，以探討放射敏感性的分子生物學(xué)機(jī)制及尋找標(biāo)志基因。

多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤放療60 Gy前后差異表達(dá)基因中改變最明顯的基因，包括與中性粒細(xì)胞、T細(xì)胞、B細(xì)胞、免疫球蛋白、組織相容性蛋白HLA、細(xì)胞因子以及免疫細(xì)胞活化、增值、死亡、信號傳遞途徑等相關(guān)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(shù)未見表達(dá)差異［4］。IL1RN是一個非常重要的前炎癥細(xì)胞因子，在炎癥免疫損傷機(jī)制中起著主要的調(diào)節(jié)作用。該基因表達(dá)上調(diào)有助于促進(jìn)B、T細(xì)胞成熟、增殖，引起CTL、LAK、NK的上調(diào)表達(dá)，誘導(dǎo)單核細(xì)胞分泌IL-1、IL-6、TNF、IFN等作用。IL1RN表達(dá)上調(diào)，對中性粒細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞同時具有趨化作用。在神經(jīng)、內(nèi)分泌、免疫以及其他細(xì)胞胞吐中起著重要調(diào)節(jié)作用［5］。

Runx1基因具有在DN期細(xì)胞調(diào)節(jié)CD+4沉默子功能，Runx1缺乏時CD+8表達(dá)降低，CD4去抑制加劇。FN1表達(dá)下調(diào)，它與非受體蛋白酪氨酸激酶TEC家族結(jié)合，參與B細(xì)胞的分化、發(fā)育、增殖和凋亡過程，在其信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中處于重要位置。綜上所述，免疫相關(guān)基因絕大多數(shù)表現(xiàn)為上調(diào)，極少數(shù)下調(diào)也是為了減少免疫細(xì)胞的凋亡或免疫抑制細(xì)胞數(shù)，總的來說，放療60 Gy后，腫瘤組織出現(xiàn)局部免疫增強(qiáng)現(xiàn)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(qiáng)彈性蛋白酶的作用，直接造成組織損傷，機(jī)體應(yīng)激而出現(xiàn)免疫增強(qiáng)，包括固有免疫應(yīng)答及適應(yīng)性免疫應(yīng)答。提示對腫瘤組織而言，射線及免疫反應(yīng)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(zhì)母細(xì)胞瘤組織照射60 Gy后，已體現(xiàn)射線作用于腫瘤組織后基因表達(dá)的改變:免疫相關(guān)基因絕大多數(shù)表現(xiàn)為上調(diào)，極少數(shù)下調(diào)也是為了減少免疫細(xì)胞的凋亡或免疫抑制細(xì)胞數(shù)，提高免疫力;抑制細(xì)胞生長、增殖以及誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的基因上調(diào)，促進(jìn)細(xì)胞生長、DNA修復(fù)基因下調(diào)，從而可以使腫瘤組織細(xì)胞增殖與死亡失衡。提示對多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤組織照射60 Gy后免疫相關(guān)基因表達(dá)改變的研究可以更好地闡明放射敏感性差異的機(jī)理，為在放療前或放療早期尋找到預(yù)測放射敏感性的分子標(biāo)志物提供理論依據(jù)。

［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．