梁元姣,鄭大東,郝 群,季愛華,王建東
(臨床研究)
子宮內(nèi)膜樣腺癌中胰島素樣生長因子的基因表達與雌激素受體相關(guān)性探討
梁元姣,鄭大東,郝 群,季愛華,王建東
目的 胰島素樣生長因子(insulin-like growth factor,IGF)是多肽類生長激素中的一類,是細胞增生、分化過程中的促有絲分裂因子。有研究表明IGF在腫瘤細胞的增生分裂中起很重要的作用。文中探討IGF-1和2及其受體基因在子宮內(nèi)膜樣腺癌中的表達模式,分析它們與雌激素受體(estrogen receptor,ER)亞型α、β間的關(guān)系以及臨床病理意義。 方法選取58例患者臨床不同期的子宮內(nèi)膜樣腺癌組織標本(內(nèi)膜癌組),同時選取癌旁組織31例(癌旁組)、正常內(nèi)膜組織42例(對照組),采用TRizol一步法提取總RNA。TaqMan熒光實時定量PCR檢測3組患者的IGF-1、IGF-2、IGF-1受體(insulin-like growth factor-1 receptor,IGF-1R)、IGF-2R、胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白-3(insulin-like growth factor binding protein-3,IGFBP-3)、ERα、ERβ的mRNA表達,分析3組標本中的表達差異以及在內(nèi)膜癌組織中的表達模式和相關(guān)關(guān)系。結(jié)論IGF-1、IGF-1R、IGF-2、IGF-2R、IGFBP-3的mRNA表達量在內(nèi)膜癌組中分別為1.19±0.79、6.23±3.98、2.44±2.32、4.32±2.98、14.47± 12.31,在癌旁組中分別為2.66±1.73、35.34±22.02、8.59±7.13、0.39±0.36、8.28±4.57,均明顯高于對照組中0.58± 0.30、0.54±0.32、0.33±0.19、0.04±0.03、4.58±3.35,差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。癌旁組與內(nèi)膜癌組比較,IGF-1、IGF-1R、IGF-2的 mRNA量明顯升高,而 IGF-2R、IGFBP-3的 mRNA則下降,差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。ERα、ERβ-mRNA表達水平在內(nèi)膜癌組分別為10.67±7.63、31.44±25.22;對照組中分別為16.24±10.10、50.10±21.60(P<0.05),癌旁組中分別為45.54±33.58、529.62±296.70,較對照組及內(nèi)膜癌組均顯著增加,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。對照組中,ER與IGF之間無相關(guān)性。內(nèi)膜癌組中ERα與IGF-1、IGF-2呈高度正相關(guān),r分別為0.6439、0.5228;與IGF-2R呈輕度正相關(guān),r為0.297 0;ERβ與IGF-1、IGF-2、IGF-2R呈輕度正相關(guān),r分別為0.415 5、0.355 5、0.275 6;癌旁組中,ERα與IGF-1R、ERα與IGF-2、ERβ與IGF-2呈高度正相關(guān),r分別為0.5545、0.8502、0.9327,均有統(tǒng)計學意義(P<0.05),其他均顯示無相關(guān)性。在內(nèi)膜癌組織中IGF-1、IGF-2、IGF-2R、ERα、ERβ-mRNA表達量隨著分期、分級以及浸潤深度的增加呈下降趨勢,而IGF-1R、IGFBP-3-mRNA表達量變化不明顯;IGF-1、IGF-2、ERα、ERβ-mRNA與內(nèi)膜癌分期、分級以及肌層浸潤深度呈高度負相關(guān),IGF-2R與分期、分級、浸潤深度呈輕度負相關(guān)(P<0.05),IGF-1R和IGFBP-3與上述臨床病理特征間相關(guān)性分析無統(tǒng)計學意義。結(jié)果癌旁組織和癌組織中IGF-1、IGF-2、IGF-1R的基因呈明顯高表達,尤以癌旁組織中更明顯;癌旁組織中ERα、ERβ的基因活性亦明顯高于癌組織,癌組織中ERα、ERβ與IGF-1及IGF-2呈高度正相關(guān),提示IGF-1和IGF-2可能激活ERα/ERβ,是正常內(nèi)膜發(fā)生癌變的重要機制之一。IGF-1、IGF-2、IGF-2R、ERα、ERβ-mRNA高表達可能提示子宮內(nèi)膜樣腺癌預(yù)后良好。
子宮內(nèi)膜樣腺癌;胰島素樣生長因子;雌激素受體亞型;逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)
子宮內(nèi)膜癌是常見的婦科惡性腫瘤之一,80%以上的組織類型屬于子宮內(nèi)膜樣腺癌。隨著社會老齡化以及人們生活方式的改變,子宮內(nèi)膜樣腺癌的發(fā)生率和死亡率呈逐年上升趨勢[1]。子宮內(nèi)膜樣腺癌確切發(fā)病機制尚不明了,已知與過多的無孕激素對抗的雌激素刺激有關(guān),但單純抗雌激素治療不能全部抑制癌細胞的生長,故推測內(nèi)膜癌細胞內(nèi)除了雌激素-雌激素受體通路的作用外,還有其他信號分子的作用,特別是IGF可能參與內(nèi)膜癌的發(fā)生。然而IGF在子宮內(nèi)膜癌組織中的表達模式及其與ER亞型之間的相關(guān)關(guān)系研究很少。本研究旨在探討IGF-1和IGF-2以及它們的受體在子宮內(nèi)膜樣腺癌中的表達模式,同時分析它們的表達與ER亞型之間的關(guān)系,以及IGF和ER的基因表達與臨床病理特征間的相關(guān)性。
1.1 研究對象 選擇2007年1月至2009年7月在我院婦科住院治療的病理類型為子宮內(nèi)膜樣腺癌的患者58例,年齡33~79歲,中位數(shù)年齡為61歲。手術(shù)病理分期按2009年國際婦產(chǎn)科聯(lián)盟(FIGO)的標準進行分期,其中Ⅰ期33例、Ⅱ期15例、Ⅲ期10例、Ⅳ期0例;病理分級:G114例、G231例、G313例。同時選取遠離癌灶的內(nèi)膜組織為癌旁組,共31例患者,年齡30~69歲,中位數(shù)年齡59歲,表現(xiàn)為不典型增生內(nèi)膜24例,復雜性增生內(nèi)膜4例,增生期內(nèi)膜3例。選取因非子宮內(nèi)膜疾病行子宮切除術(shù),病理證實為正常子宮內(nèi)膜組織的42例患者作為對照組,年齡33~68歲,中位數(shù)年齡58歲,與內(nèi)膜癌組比較無顯著性差異,其中增生期內(nèi)膜24例,分泌期內(nèi)膜18例。所有標本均經(jīng)病理切片HE染色明確診斷,所有患者術(shù)前均未接受放、化療及激素治療。所有患者在接受治療前均簽署知情同意書。
1.2 主要試劑及儀器 TRIzol試劑(Invitrogen公司),DNA Marker(杭州博飛公司),5×AMV Buffer (美國Promega公司),dNTPs(美國Promega公司),RNAsin(美國Promega公司),AMV反轉(zhuǎn)錄酶(美國Promega公司),ABIPrism7000型熒光定量PCR儀(美國應(yīng)用生物系統(tǒng)公司)等。
1.3 標本收集與處理 子宮組織離體后即刻用無菌手術(shù)刀取內(nèi)膜至肌層薄片梭形標本,放入經(jīng)過處理的無菌凍存管中,速凍于液氮中,然后轉(zhuǎn)移至-80℃保存。
1.4 組織標本總RNA的提取 采用TRIzol一步法提取總RNA。RNA分離純化所用的器皿均經(jīng)過DEPC的處理,所用試劑按標準配置。
1.5 逆轉(zhuǎn)錄cDNA 將符合以上要求的RNA轉(zhuǎn)錄成cDNA,并進行cDNA擴增。取2μg RNA逆轉(zhuǎn)錄為cDNA第1鏈。反應(yīng)體系為:5×AMV Buffer 5 μl、10 mmol/L dNTP 2.5 μl、RNAsin 1 μl(110 U/μl)、AMV反轉(zhuǎn)錄酶1 μl(10 U/μl),加無核酸酶水至25 μl。42℃反應(yīng)10min,95℃滅活5min,-20℃保存待用。
1.6 子宮內(nèi)膜樣癌組織標本中IGF等5個因子及ERα、ERβ-mRNA的檢測 在Genbank上查找人地目標基因mRNA序列,引物序列設(shè)計見表1,利用管家基因3-磷酸甘油醛脫氫酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase,GAPDH)作為內(nèi)參。目標基因引物和探針由上海英捷生物公司設(shè)計及合成。管家基因GAPDH的引物及探針序列由我院病理科王建東博士提供,由上海英捷生物公司合成。反應(yīng)體系包括10×Buffer 3 μl、dNTP(10 mmol/L)3 μl、上游引物(10 pmol/L)2 μl、下游引物(10 pmol/L)2 μl、Taq-Man探針1 μl,熱啟動酶(5 U/μl)0.2 μl、cDNA模板2 μl,加無核酸酶水至30 μl,PCR反應(yīng)條件均為: 95℃預(yù)變性120 s,94℃變性30 s,退火溫度30 s,72℃延伸60 s,共40個循環(huán)。每個標本重復3次,取平均值。按照上述PCR反應(yīng)體系和反應(yīng)條件在ABIPrism7000型熒光定量PCR儀進行擴增反應(yīng),自動生成目標基因及管家基因的標準曲線。
1.7 目的基因相對定量的計算 以GAPDH為內(nèi)參,采用 1、10-1、10-2、10-3和 10-4濃度梯度對cDNA進行實時定量 PCR擴增制備標準曲線。IGF-1、IGF-1R、IGF-2、IGF-2R、IGFBP-3、ERα、ERβ和GAPDH標準曲線的R2值(PCR儀中軟件自動計算)分別為:0.999717、0.999867、0.996122、0.998614、0.992139、0.993 873、0.990 499和0.999 909,均>0.99,表明良好的線性關(guān)系,標準擴增曲線均提示目的基因達到熒光閾值的循環(huán)數(shù),即Ct值在18~30之間。根據(jù)標準曲線可得斜率(a)和截距(b),再通過目的基因Ct值和線性方程式Ct=a×logX+b計算目的基因的表達量X,最后計算目的基因相對定量=X目的基因/XGAPDH。
1.8 統(tǒng)計學分析 采用SPSS17.0軟件進行統(tǒng)計學分析,計量資料采用均數(shù)±標準差()表示。各指標3組間均值的初步比較采用單向方差分析(one-way ANOVA),如果方差齊性檢驗顯示方差不齊,則選用Welch近似方差分析。如方差分析結(jié)果有統(tǒng)計學意義,則進一步進行組間兩兩比較,方差齊采用LSD法,否則采用Tamhane's T2法。相關(guān)關(guān)系分析采用Speaman等級相關(guān),計算相關(guān)系數(shù)rs。以P≤0.05為有顯著性統(tǒng)計學意義。
表1IGF、ER基因引物及TaqMan探針序列Table 1 Primers and TaqMan probes of the IGF and ER genes
2.1 IGF-1、IGF-1R、IGF-2、IGF-2R、IGFBP-3、ERα、ERβ-mRNA在3組中的表達值 IGF中5個成員的mRNA表達值在內(nèi)膜癌組和癌旁組中均明顯高于對照組(P<0.05);癌旁組與內(nèi)膜癌組比較,IGF-1、IGF-1R、IGF-2的mRNA量明顯升高,IGF-2R、IGFBP-3的mRNA值則下降(P<0.05)。ERα、ERβ的mRNA表達水平內(nèi)膜癌組較對照組低,癌旁組中2種亞型基因表達水平顯著高于對照組和內(nèi)膜癌組(P<0.05)。見表2。
2.2 ER亞型與IGF基因表達之間的相關(guān)性分析對照組中,ERα、ERβ與IGF 5個成員之間無相關(guān)性。內(nèi)膜癌組中ERα與IGF-1、IGF-2呈高度正相關(guān),與IGF-2R呈輕度正相關(guān);ERβ與IGF-1、IGF-2、IGF-2R呈輕度正相關(guān),均有統(tǒng)計學意義(P<0.05);癌旁組中ERα與IGF-1R及IGF-2、ERβ與IGF-2呈高度正相關(guān)(P<0.05)。其他均顯示無相關(guān)性。見表3。
2.3 內(nèi)膜癌組各指標基因表達與分期、分級及肌層浸潤深度的關(guān)系
2.3.1 與手術(shù)病理分期的關(guān)系 IGF-1、IGF-2、IGF-2R-mRNA表達量隨著分期的增加呈下降趨勢(P<0.05),但Ⅱ期中IGF-2與Ⅲ期比較無差異,Ⅰ期中IGF-2R的表達與Ⅱ期比較無統(tǒng)計學意義,IGF-1R及IGFBP-3在分期中變化不大。ERα、ERβ-mRNA隨分期的增加明顯減少(P<0.05)。見表4。
2.3.2 與癌細胞分化程度的關(guān)系 按癌細胞分化程度分組,IGF-1、IGF-2、IGF-2R-mRNA表達量隨著分化程度變差而下降,G1與G3、G2與G3比較差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05),G1和G2比較差異無統(tǒng)計學意義;IGF-1R和IGFBP-3的基因表達在細胞分化中變化不明顯。ERα、ERβ-mRNA表達量隨癌細胞分化程度的下降明顯減少(P<0.05)。見表4。
2.3.3 與肌層浸潤深度的關(guān)系 按肌層浸潤深度分≤1/2肌層和>1/2肌層2組,IGF中除IGF-1R和IGFBP-3外,它們的基因表達量隨浸潤深度加深而明顯下降,ERα、ERβ的基因表達也呈相同的趨勢(P<0.05)。見表4。
2.4 內(nèi)膜癌組各指標基因表達與分期、分級、浸潤深度的相關(guān)性分析 IGF-1、IGF-2-mRNA與內(nèi)膜癌分期、分級以及肌層浸潤深度呈高度負相關(guān),IGF-2R與分期、分級、浸潤深度呈輕度負相關(guān)(P<0.05),IGF-1R和IGFBP-3與上述臨床病理特征無相關(guān)性; ERα、ERβ-mRNA與分期、分級、浸潤深度呈高度負相關(guān)。見表5。
表2IGF、ER的mRNA在各組中的表達值)Table 2 Expressions of IGF and ER mRNA in the three groups)
表2IGF、ER的mRNA在各組中的表達值)Table 2 Expressions of IGF and ER mRNA in the three groups)
與內(nèi)膜癌組比較,*P<0.05;與癌旁組比較,△P<0.05
組 別 n IGF-1 IGF-1R IGF-2 IGF-2R IGFBP-3 ERα ERβ對照組 42 0.58±0.30*△ 0.54±0.32*△ 0.33±0.19*△ 0.04±0.03*△ 4.58±3.35* 16.24±10.10*△ 50.10±21.60*△內(nèi)膜癌組 58 1.19±00.79△ 6.23±3.98△ 2.44±2.32△ 4.32±2.98△ 14.47±12.31△10.67±7.63△ 31.44±25.22△癌旁組 31 2.66±01.73* 35.34±22.02* 8.59±7.13* 0.39±0.36* 8.28±4.57* 45.54±33.58* 529.62±269.70*
表3 3組中ER亞型與IGF基因表達的相關(guān)性分析Table 3 Correlation of ER subtypes with the expression of IGF in the three groups
表4 內(nèi)膜癌中IGF、ER-mRNA表達量與分期、細胞分級及肌層浸潤深度的關(guān)系()Table 4 Relationship of the expressions of IGF and ERmRNA with the stage,cell grade and depth of infiltration in endometrioid adenocarcinoma()
表4 內(nèi)膜癌中IGF、ER-mRNA表達量與分期、細胞分級及肌層浸潤深度的關(guān)系()Table 4 Relationship of the expressions of IGF and ERmRNA with the stage,cell grade and depth of infiltration in endometrioid adenocarcinoma()
與Ⅱ期比較,*P<0.05;與Ⅲ期比較,△P<0.05;與G2比較,#P<0.05;與G3比較,★P<0.05;與>1/2組比較,▲P<0.05
臨床病理特征 n IGF-1 IGF-2 IGF-1R IGF-2R IGFBP-3 ERα ERβ手術(shù)病理分期Ⅰ期 33 1.70±0.73*△ 3.28±2.17*△ 1.62±0.86 4.97±2.77 14.91±13.03 16.57±4.10*△ 42.04±23.28Ⅱ期 15 0.58±0.09△ 1.73±2.47 1.84±0.96 4.70±2.96△ 13.25±13.32 4.33±2.39△ 25.70±24.47△Ⅲ期 10 0.44±0.02 0.72±1.31 1.50±0.79 1.60±2.50 14.83±16.79 0.72±0.33 5.07±2.11細胞分級G1 14 1.44±0.24★ 3.25±2.27★ 1.53±1.92 4.75±3.01★ 16.22±14.47 16.85±4.37#★ 41.93±26.78★G2 31 1.39±0.95★ 2.53±2.38★ 1.32±0.99 4.92±2.63★ 11.78±11.27 11.70±6.94★ 35.08±23.96★G3 13 0.47±0.07 1.34±2.02 1.66±0.84 2.42±3.27 18.99±16.87 1.55±1.79 11.47±16.42肌層浸潤深度≤1/2 39 1.47±0.79▲ 3.14±2.27▲ 1.55±0.90 5.26±2.68▲ 15.82±12.78 14.28±5.64▲ 41.48±24.10▲>1/2 19 0.63±0.46 0.98±1.76 1.15±0.78 2.39±2.75 11.69±15.01 3.26±5.86 10.83±12.55
表5 內(nèi)膜癌組各指標基因表達與分期、分級、浸潤深度的相關(guān)性分析Table 5 Relationship of the mRNA expressions of 7 factors with the clinical stage,grade and depth of infiltration in endometrioid adenocarcinoma
子宮內(nèi)膜樣腺癌是最常見子宮內(nèi)膜癌的組織類型,發(fā)病機制不明,通常認為與過多的雌激素(estrogen,E)持續(xù)刺激有關(guān)。肥胖、糖尿病和多囊卵巢綜合癥患者是內(nèi)膜癌的高危人群,她們共同的特點是高雌激素水平、高胰島素血癥和高濃度IGF-1,因此,血清IGF濃度增加也是內(nèi)膜癌發(fā)病的風險因素[2]。IGF是多肽類生長激素中的一類,包括IGF-1、IGF-2、IGF-1R、IGF-2R、IGF結(jié)合蛋白1-6。IGF-1和IGF-2都是有效的絲裂原,參與細胞的增生、分化和凋亡過程的調(diào)節(jié)[3]。IGF在內(nèi)膜癌中的作用機制不明,有研究表明,IGF在內(nèi)膜癌中平衡失調(diào),導致組織局部高活性或血液高濃度的IGF,與內(nèi)膜癌的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)[4-6]。IGF-1和IGF-2由子宮內(nèi)膜基質(zhì)細胞產(chǎn)生,以自分泌和旁分泌的方式調(diào)節(jié)細胞的增生和分化[7]。它們都可與IGF-1R結(jié)合而激活I(lǐng)GF-1R,IGF-1R是一種酪氨酸激酶受體,屬于夸膜受體,在子宮內(nèi)膜間質(zhì)細胞和上皮細胞中表達,它激活磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase PI3K)/Akt途徑發(fā)揮一系列效應(yīng)[3]。相反,IGF-2R并不具有酪氨酸激酶活性,而是陽離子依賴的細胞膜受體,選擇性地與IGF-2結(jié)合,通過細胞吞噬作用將血液循環(huán)中多余的 IGF-2清除[8]。Roy等[9]用RT-PCR研究IGF-1、IGF-2及其受體在子宮內(nèi)膜癌中的表達,觀察到在正常子宮內(nèi)膜中,IGF-1與IGF-1R mRNA表達呈正相關(guān),而在子宮內(nèi)膜癌中卻未見這種關(guān)系;在2種內(nèi)膜癌組織中(Ⅰ型雌激素依賴型內(nèi)膜癌和Ⅱ型非激素依賴型內(nèi)膜癌),IGF-1R與IGF-2R mRNA含量均高,而IGF-1、IGF-2僅在Ⅰ型內(nèi)膜癌中高表達,而在Ⅱ型內(nèi)膜癌中表達較低。因此,在2種不同類型的內(nèi)膜癌中IGF的活性可能不同。McCampbell等[10?研究說明,在不典型增殖內(nèi)膜組織中IGF-1R的基因呈高表達,而且導致 IGF-1信號通路下游分子的激活,即PI3K/Akt的磷酸化,可能是增殖內(nèi)膜向內(nèi)膜癌進展的機制之一[10]。
本實驗利用實時熒光定量RT-PCR方法,檢測了58例子宮內(nèi)膜樣腺癌組織中 IGF-1、IGF-1R、IGF-2、IGF-2R、IGFBP-3共5個因子的mRNA水平,結(jié)果表明,IGFs 5個成員的mRNA表達值在內(nèi)膜癌組及癌旁組中均明顯高于對照組。癌旁組與內(nèi)膜癌組比較,IGF-1、IGF-1R、IGF-2的mRNA量明顯升高,IGF-2R、IGFBP-3的mRNA值則下降。說明在正常內(nèi)膜組織中這5個成員的mRNA水平較低,而在癌組織中IGF 5個成員mRNA活性均增加,尤以IGF-1和IGF-2的基因活性增加為突出。我們在采集標本的過程中,選取子宮腔內(nèi)遠離癌灶的肉眼觀正常的內(nèi)膜作為癌旁組,病理結(jié)果顯示其中大部分為子宮內(nèi)膜腺體增殖或不典型增生,極少部分為正常內(nèi)膜。在癌旁組中,IGF-1、IGF-2、IGF-1R表達量在3組中處于最高水平,即超過癌組織。癌旁組織可能是正常內(nèi)膜向癌進展的過渡階段,IGF-1、IGF-2的明顯增加使細胞增生活躍,甚至達到不可遏制,這些基因的改變可能是內(nèi)膜癌發(fā)生的早期信號;直至癌發(fā)生時,這些基因的表達可能受其他因素的影響而發(fā)生了改變。
IGF基因表達與子宮內(nèi)膜樣腺癌的手術(shù)病理分期、細胞分級以及肌層浸潤深度的關(guān)系尚無定論。有資料表明,血清IGF-1增高與腫瘤復發(fā)及轉(zhuǎn)移有關(guān),IGF-1增高者5年生存率顯著低于低IGF-1濃度者[10-11]。Kim等[12?研究表明,IGF-1R是原發(fā)性乳腺癌患者的獨立預(yù)后因子,IGFBP-3的表達則提示預(yù)后不良。本研究中,內(nèi)膜癌組按手術(shù)病理分期、細胞分級、肌層浸潤深度分組,比較各個指標的mRNA值間的差異,結(jié)果提示IGF-1、IGF-2的基因表達隨分期、分級、浸潤深度的增加而減少,IGF-1R以及IGFBP-3的基因表達并不隨分期、分級以及浸潤深度而變化。說明IGF-1、IGF-2的基因被異常激活是在內(nèi)膜癌發(fā)生的早期,或主要是在癌前病變期,它們的表達上調(diào),說明內(nèi)膜癌預(yù)后較好。
子宮內(nèi)膜樣腺癌屬于雌激素依賴型腫瘤,雌激素通過與ER結(jié)合發(fā)揮生物學效應(yīng)。已知ER有2種亞型,即ERα和ERβ。目前,ER和孕激素受體(progesteron receptor,PR)已經(jīng)作為子宮內(nèi)膜癌的預(yù)后因子,并對術(shù)后的內(nèi)分泌治療具有指導意義[12]。有研究發(fā)現(xiàn),在腫瘤分化程度低、惡性程度高、發(fā)生肌層浸潤和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的內(nèi)膜癌中,ER和PR表達水平愈低,推測當腫瘤發(fā)展到一定階段時,受體的產(chǎn)生和作用受到損傷,組織逐漸失去ER和PR,其基因表達靜默會導致腫瘤對激素治療的敏感性差,所以預(yù)后差[13]。ERα、ERβ在內(nèi)膜癌中的作用機制尚不明確,多數(shù)研究者認為,分期愈早、分化程度愈高,ERα的表達陽性率愈高,在子宮內(nèi)膜樣腺癌中的陽性率高于其他類型,無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者高于有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者[14-15]。ERβ的基因表達意義尚不明確,有學者認為,ERβ較ERα發(fā)揮更大的致癌作用[16]。本實驗中比較癌組織與正常組織,發(fā)現(xiàn)ERα、ERβ在正常組織中的基因表達量高于癌組織,2組差異有統(tǒng)計學意義。納入癌旁組織后,ERα、ERβ的表達量在癌旁組織中均達到最高,與前2組比較差異均有統(tǒng)計學意義,推測癌旁組織中ER亞型基因異?;钴S,可能是長期雌激素刺激的結(jié)果。已如前述,癌旁組織的大部分病理類型為不典型內(nèi)膜增殖,是內(nèi)膜癌的癌前病變,ER亞型的高表達可能是細胞進一步異常的早期信號。
子宮內(nèi)膜從正常組織至癌旁組織,再從癌旁組織至癌組織,ER的表達水平均呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢。這個趨勢說明子宮內(nèi)膜由正常至發(fā)生癌變的過程中,ER的異常高表達是造成雌激素異常高效應(yīng)的原因之一,這也是子宮內(nèi)膜成為腫瘤浸潤高危組織的部分原因;但當組織癌變后,受體的產(chǎn)生和作用受到損傷,癌變組織會逐漸失去ER,而周圍的癌旁組織中受體明顯增加,繼而成為腫瘤進一步浸潤的靶組織。這與以往的研究結(jié)果有相似之處。
在雌激素依賴型腫瘤中,E-ER是主要的信號通路,它與其他信號分子如IGF之間存在緊密的聯(lián)系。乳腺癌中IGF-1R的過度表達與ER的表達呈正相關(guān)[17],體外實驗中,IGF-1能刺激ER陽性的乳腺癌細胞增生,如果加入雌二醇IGF-1的活性增加,ER的表達也增加[11]。動物實驗表明,IGF-1R和雌二醇具有協(xié)同作用,共同促進乳腺上皮細胞的增生[12]。Richardson等[18?的研究結(jié)果表明,乳腺癌細胞中IGF-2通過與IGF-1R及胰島素受體(insulin receptor,IR)結(jié)合,激活ERα和ERβ的基因表達[19]。子宮內(nèi)膜樣腺癌中,IGF-1、IGF-2及其受體均有過度表達,它們的作用受雌激素的調(diào)節(jié),也受一些癌基因和抑癌基因的影響,但它們的表達與ER亞型之間的關(guān)系研究較少。本實驗利用Spearman方法分析ER亞型與IGF之間的相關(guān)關(guān)系,結(jié)果表明正常內(nèi)膜組織中ER與IGF之間無相關(guān)關(guān)系,而在癌組織中ERα與IGF-1、IGF-2呈高度正相關(guān);癌旁組織中,ERα與IGF-2、IGF-1R高度正相關(guān),ERβ與IGF-2高度正相關(guān)。由此可見,癌旁組織中,IGF-1、IGF-2及IGF-1R的活性增加,同時刺激 ER亞型的基因活性,而在癌組織中ER與IGF相關(guān)關(guān)系發(fā)生了變化,可能存在很復雜的機制。與其他研究者結(jié)果不同的是,內(nèi)膜癌組織中未見ER與IGF-1R的正相關(guān),而IGF-2R的表達似乎也顯得很重要。因為IGF-2R正常情況下與部分IGF-2結(jié)合,通過細胞吞噬作用使IGF-2滅活,間接調(diào)控 IGF-2活性,癌旁組織中IGF-2R mRNA表達減少,調(diào)控IGF-2的功能減弱,內(nèi)膜發(fā)生癌變后,它的表達增加,又與ER亞型呈輕度正相關(guān),其間可能存在相互影響。
本研究中,內(nèi)膜癌組按手術(shù)病理分期、細胞分級、肌層浸潤深度分組,比較各指標mRNA值間的差異,同時進行相關(guān)性分析,結(jié)果提示IGF-1、IGF-2與內(nèi)膜癌的分期、分級、浸潤深度呈負相關(guān),也就是分期愈晚、細胞分化愈差,浸潤深度愈深,IGF-1、IGF-2的mRNA表達量逐漸減少,而IGF-2R與上述臨床病理特征呈輕度負相關(guān),IGF-1R及IGFBP-3在本研究中與分期、分級、浸潤深度未顯示有相關(guān)性。說明IGF-1、IGF-2的基因被異常激活是在內(nèi)膜癌發(fā)生的早期或主要在癌前病變,它們的表達上調(diào),說明內(nèi)膜癌預(yù)后較好,同時IGF-2R也是不可忽略的預(yù)后因素。另外,癌組織中ERα、ERβ與分期、分級及浸潤深度呈高度負相關(guān),提示ER亞型的表達隨著分期、分級、浸潤深度的增加而減少,ERα、ERβ同時高表達是內(nèi)膜癌預(yù)后良好的指標,也提示其對激素治療敏感。但這只是基因表達的結(jié)果,確切的意義還要結(jié)合基因轉(zhuǎn)錄后蛋白質(zhì)表達的情況,有待更加深入的研究。
從相關(guān)關(guān)系分析的結(jié)果看來,IGF-1、IGF-2、IGF-2R及ERα、ERβ都與內(nèi)膜癌細胞的分化程度、侵蝕能力密切相關(guān),亦與患者預(yù)后有關(guān)。IGF-1、IGF-2、ERα、ERβ基因異常激活可能發(fā)生在內(nèi)膜癌早期或在癌前變化階段,如果能早期發(fā)現(xiàn)和診斷內(nèi)膜癌或內(nèi)膜不典型增生,再針對上述基因進行靶向性治療,可能對有生育要求的患者多一種治療選擇。目前,針對雌激素及ER的制劑(如選擇性ER調(diào)節(jié)劑、芳香化酶抑制劑等)不斷更新?lián)Q代,新的制劑層出不窮,但針對IGF-1R的拮抗劑還處于實驗研究階段。乳腺癌已將IGF-1R拮抗劑用于Ⅱ期臨床試驗,相信不久的將來會取得更大的進展。
[1] Sorosky JI.Endometrial cancer[J].Obstet Gynecol,2008,111(2P1): 436-447.
[2] Gunter MJ,Hoover DH,Yu H,et al.A prospective evaluation of insulin-like growth factor-1 as risk factor for endometrial cancer[J].Cancer Epidermiol Biomarkers Prev,2008,17(4):921-929.
[3] Pavelic J,Matijevic T,Knezevic J.Biological&physiological aspects of action of insulin-like growth factor peptide family[J].Indian J Med Res,2007,125(4):511-522.
[4] Werner H,Bruchim I.The insulin-like growth factor-I receptor as an oncogene[J].Arch Physiol Biochem,2009,115(2):58-71.
[5] Hamelers IH,Steenbergh PH.Interactions between estrogen and insulin-like growth factor signaling pathways in human breast tumor cells[J].Endocrine-Related Cancer,2003,10(2):331-345.
[6] 張慧明,梁元姣,郝 群,等.雌激素受體相關(guān)受體α與雌激素受體在子宮內(nèi)膜癌組織中的表達[J].醫(yī)學研究生學報,2010,23(2):171-174.
[7] McCampbell AS,Walker CL,Broaddus RR,et al.Developmental reprogramming of IGF signaling and susceptibility to endometrial hyperplasia in the rat[J].Lab Invest,2008,88(6):615-626.
[8] Hebert E.Mannose-6-phophate/insulin-like growth factorⅡ receptor expression and tumor development[J].Biosci Rep,2006,26(1):7-17.
[9] Roy RN,Gerulath AH,Cecutti A,et al.Effect of tamoxifen treatment on endometrial expresion of human insulin-like growth factors and their receptor mRNAs[J].Mol Cell Endocrinol,2000,165(1-2):173-178.
[10] McCampbell AS,Broaddus RR,Loose DS,et al.Overexpression of the insulin-like growth factor 1 recepter and activation of the AKT pathway in hyperplastic endometrium[J].Clin Cancer Res,2006,12(21):6373-6378.
[11] Yu H,Rollan T.Role of the Insulin-like growth factors family in cancer development and progression[J].J Natl Cancer Inst,2000,92(18):1472-1489.
[12] Kim JH,Cho YH,Park YL,et al.Prognostic significance of insulin growth factor-I receptor and insulin growth factor binding protein-3 expression in primary breast cancer[J].Oncol Rep,2010,23(4):989-995.
[13] Singh M,Zaino M,F(xiàn)iliaci VJ,et al.Relationship of estrogen and progesterone receptors to clinical outcome in metastatic endometrial carcinoma:a Gynecologic Oncology Group Study[J].Gynecol Oncol,2007,106(2):325-333.
[14] Hu K,Zhong G,He F.Expression of estrogen receptors ERalpha and ERbeta in endometrial hyperplasia and adenocarcinoma[J].Int J Gynecol Cancer,2005,15(3):537-541.
[15] 梁元姣,張慧明,郝 群,等.胰島素樣生長因子受體及雌激素受體在子宮內(nèi)膜樣腺癌中的表達及臨床病理意義[J].醫(yī)學研究生學報,2011,24(5):472-476.
[16] Wilder JL,Shajahan S,Khattar NH,et al.Tamoxifen-associated malignant endometrial tumors:Pathologic features and expression of hormone receptors estrogen-alpha,estrogen-beta and progesterone;a case controlled study[J].Gynecol Oncol,2004,92(2): 553-558.
[17] Huang GS,Arend RC,Li M,et al.,Tissue microarray analysis of hormonal signaling pathways in uterine carcinosarcoma[J].Am J Obstet Gynecol,2009,200(4):457-459.
[18] Richardson AE,Hamilton N,Davis W,et al.Insulin-like Growth Factor-2(IGF-2)Activates Estrogen Receptor-α and-β via the IGF-1 and the Insulin Receptors in Breast Cancer Cells[J].Growth Factors,2011,29(2-3):82-93.
[19] 王巧蓮,梁元姣,吳元赭,等.來曲唑?qū)θ俗訉m內(nèi)膜癌細胞作用的研究[J].醫(yī)學研究生學報,2007,20(6):627-631.
[20] 王書奎.胰島素樣生長因子2的基因組印跡及與腫瘤關(guān)系的研究進展[J].醫(yī)學研究生學報,2010,23(2):113-116.
Expressions of insulin-like growth factors in endometrioid adenocarcinoma and estrogen receptor subtypes
LIANG Yuan-jiao1,ZHENG Da-dong2,HAO Qun1,JI Ai-hua1,WANG Jian-dong3
(1.Department of Obstetrics and Gynecology,2.Department of Ranking Health Protection,3.Department of Pathology,School of Medicine,Nanjing University/Nanjing General Hospital of Nanjing Military Command,PLA,Nanjing210002,Jiangsu,China)
Objective The insulin-like growth factor(IGF) is one of the polypeptide growth hormones and plays an important role in many physiological activities,but its signal transduction disorder or abnormal expression can lead to carcinogen development.This studyaimed to investigate the expressions of IGFs-mRNA in endometrioid adenocarcinoma and their relationship with estrogen receptor(ER) subtypes ERα and ERβ,as well as their clinicopathological implications. Methods We collected 58 specimens of endometrial adenocarcinoma(EA group),31 specimens of paracancerous tissue(PT group)and 42 specimens of normal endometrial tissue(NE group),extracted total RNA using One-Step Trizol,and detected the expressions of IGF-1,IGF-1R,IGF-2,IGF-2R,IGFBP-3,ERα and ERβ by TaqMan fluorescence real-time quantitative PCR.We analyzed the differential expressions in the three groups and the correlation among the expression patterns in endometrial carcinoma. Results The expression levels of IGF-1,IGF-1R,IGF-2,IGF-2R and IGFBP-3 were 1.19±0.79,6.23±3.98,2.44±2.32,4.32±2.98 and 14.47±12.31 in the EA group and 2.66±1.73,35.34± 22.02,8.59±7.13,0.39±0.36 and 8.28±4.57 in the PT group,significantly higher than 0.58±0.30,0.54±0.32,0.33±0.19,0.04±0.03 and 4.58±3.35 in the NE group(P<0.05).The levels of IGF-1,IGF-1R and IGF-2-mRNA were remarkably increased,while the levels of IGF-2R and IGFBP-3-mRNA markedly decreased in the PT group compared with the EC group(P<0.05).The expressions ERα and ERβ mRNA were lower in the EC(10.67±7.63 and 31.44±25.22)than in the NE group(16.24±10.10 and 50.10±21.60)(P<0.05),but higher in the PT(45.54±33.58 and 529.62±296.7)than in the NE and EA groups(P<0.05).There was no correlation between the mRNA expressions of ER and IGF in the NE group.In the EA group,the expression of ERα mRNA was highly positively correlated with those of IGF-1 and IGF-2(r=0.6439 and 0.5228),and slightly with that of IGF-2R(r=0.2970) (P<0.05).ERβ showed a slightly positive correlation with IGF-1,IGF-2 and IGF-2R(r=0.4155,0.3555 and 0.2756).In the PT group,the expression of ERα mRNA was highly positively correlated with those of IGF-2 and IGF-1R(r=0.5545 and 0.8502,P<0.05),and so was ERβ with IGF-2(r=0.9327,P<0.05).In the EA group,the mRNA expressions of IGF-1,IGF-2,IGF-2R,ERα and ERβ were negatively correlated with the stage,grade and depth of infiltration(P<0.05),while the expressions of IGF-1R and IGFBP-3 exhibited no correlation with them. Conclusion The activities of the IGF-1,IGF-2,IGF-1R,ERα and ERβ genes were markedly increased in paracancerous and cancerous tissues,and ERα and ERβ had a highly positive correlation with IGF-1 and IGF-2 in the cancerous tissue,which suggests that IGF-1 and IGF-2 could activate ERs in the endometrial carcinogen process.The overexpressions of IGF-1,IGF-2,IGF-2R,ERα and ERβ-mRNA might predict a good prognosis of endometrioid adenocarcinoma.
Endometrioid adenocarcinoma;Insulin-like growth factor;Estrogen receptor subtype;RT-PCR
R737.33
A
1008-8199(2012)08-0813-07
江蘇省第七批“六大人才高峰”C類基金
210002南京,南京大學醫(yī)學院臨床學院(南京軍區(qū)南京總醫(yī)院)婦產(chǎn)科[梁元姣(醫(yī)學博士)、郝 群、季愛華],干部保健科(鄭大東),病理科(王建東)
2012-01-10;
2012-03-16)
(責任編輯:張 銳;英文編輯:羅永合)