丁 瑜,付雪瓊,余長(zhǎng)壽,楊 兵(廣東省深圳市龍崗中心醫(yī)院消化內(nèi)科,深圳 586;遵義醫(yī)學(xué)院珠海校區(qū);通訊作者,E-mail:yangbing6708@63.com)
研究發(fā)現(xiàn)主要的致癌信號(hào)通路最后都會(huì)匯聚到腫瘤細(xì)胞代謝上來(lái),因?yàn)槟[瘤細(xì)胞的代謝決定著腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)和存活,細(xì)胞代謝的改變可作為腫瘤的一個(gè)重要特點(diǎn)[1,2]。很多研究表明,去乙?;?(SIRT3)在腫瘤細(xì)胞代謝中發(fā)揮重要作用[3]。SIRT3是沉默信息調(diào)節(jié)因子相關(guān)酶家族(sirtiuns)的一員,顯著分布于細(xì)胞線粒體中,通過調(diào)控細(xì)胞葡萄糖的代謝,影響腫瘤細(xì)胞的新陳代謝,與腫瘤的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān)[4]。但SIRT3的表達(dá)與胃癌的關(guān)系尚不清楚,本研究采用Western blot和免疫組織化學(xué)的方法檢測(cè)胃癌組織和癌旁組織中SIRT3的表達(dá)情況,并探討其與臨床病理特征的關(guān)系。
收集深圳龍崗中心醫(yī)院及深圳市人民醫(yī)院2012-07~2012-12手術(shù)切除且病理資料完整的20例胃癌組織及癌旁組織(距手術(shù)切緣2-5 cm處正常胃組織)標(biāo)本,所取組織置于液氮中保存24 h,后轉(zhuǎn)-80℃冰箱保存,采用Western blot方法檢測(cè)以上20例組織中SIRT3的表達(dá)。另外收集深圳龍崗中心醫(yī)院2006-03~2007-12手術(shù)切除后的胃癌蠟塊包埋標(biāo)本30例,切緣組織為癌旁正常對(duì)照組,采用免疫組化方法檢測(cè)以上50例標(biāo)本中SIRT3的表達(dá),并分析其與胃癌病理特征的關(guān)系。所有標(biāo)本術(shù)前均未行放化療,且病理診斷明確為胃癌。免疫組化標(biāo)本中男42例,女8例;年齡 30-82歲,平均年齡(60.9±12.3)歲;按照國(guó)際抗癌聯(lián)盟/美國(guó)癌癥聯(lián)合委員會(huì)(UICC/AJCC,2010)胃癌 TNM 分期:Ⅰ-Ⅱ期 22例,Ⅲ-Ⅳ期28例;有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移34例,無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移16例;高、中分化胃癌24例,低分化胃癌26例。
SIRT3兔抗人單克隆抗體、鼠抗人單克隆β-actin抗體購(gòu)自Cell Signaling Technology,免疫組化試劑盒、DAB顯色試劑盒購(gòu)自福州邁新生物技術(shù)有限公司。
1.3.1 Western blot 取保存于-80℃冰箱的組織樣本,用RIPA裂解液(含蛋白酶抑制劑)提取總蛋白,采用BCA法檢測(cè)蛋白濃度后加入上樣緩沖液,100℃煮沸5-10 min變性,12.5%的分離膠進(jìn)行SDS-PAGE電泳,每孔上樣總蛋白約30 μg左右,后進(jìn)行轉(zhuǎn)膜,5%脫脂奶粉室溫封閉1 h,TBST洗膜后加入SIRT3及β-actin抗體,用5%BSA稀釋,稀釋比例均為1∶1 000,4℃搖床過夜,TBST洗膜后二抗室溫孵育1 h,運(yùn)用ECL試劑盒(Milipore公司)發(fā)光、顯影、定影、沖洗晾干、拍照并成像分析。
1.3.2 免疫組織化學(xué) 采用免疫組化Max Vision二步法,具體步驟嚴(yán)格按免疫組化化學(xué)試劑盒說明書進(jìn)行操作,DAB染色,蘇木素復(fù)染后中性樹膠封片。以PBS緩沖液代替一抗作陰性對(duì)照,已證實(shí)的SIRT3染色陽(yáng)性的切片作陽(yáng)性對(duì)照。
1.4.1 Western blot結(jié)果判斷 運(yùn)用 Quantity One軟件分析蛋白條帶的灰度值,將SIRT3/β-actin的比值作為蛋白表達(dá)的相對(duì)量。
1.4.2 免疫組化結(jié)果判斷[5]所有切片采用雙盲法由2-3位有經(jīng)驗(yàn)的病理科醫(yī)師閱片。SIRT3染色陽(yáng)性表達(dá)位于胞質(zhì)內(nèi),呈清晰棕黃色顆粒。每張切片隨機(jī)觀察5個(gè)高倍視野,判斷標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)顯色細(xì)胞數(shù)和顯色強(qiáng)度兩個(gè)方面來(lái)評(píng)估。按顯色細(xì)胞數(shù)評(píng)分:未見顯色細(xì)胞為0分;細(xì)胞顯色比例<50%為1分;細(xì)胞顯色比例≥50% 為2分。按顯色強(qiáng)度計(jì)分:無(wú)細(xì)胞顯色為0分,呈淡黃色為1分,呈棕黃色為2分。兩者積分乘積<2分表示陰性,≥2分表示陽(yáng)性。
采用 SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,對(duì)Western blot檢測(cè)的蛋白相對(duì)表達(dá)量運(yùn)用t檢驗(yàn),免疫組化測(cè)定結(jié)果進(jìn)行χ2檢驗(yàn),P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
免疫印跡法結(jié)果顯示,SIRT3在胃癌中表達(dá)陽(yáng)性率為35%,其在胃癌組織中的表達(dá)水平明顯低于其對(duì)應(yīng)的癌旁正常胃組織,SIRT3在胃癌中的表達(dá)水平(0.960±0.126)較胃癌癌旁組織的表達(dá)水平(1.932 ±0.130)比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,見圖1)。
圖1 Western blot檢測(cè)SIRT3在胃癌組織及癌旁正常組織中的表達(dá)Figure 1 The expression of SIRT3 protein in gastric carcinoma tissues and peripheral normal tissues by Western blot
免疫組化染色結(jié)果顯示,SIRT3在胃癌細(xì)胞中的表達(dá)主要位于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)(圖2),并且在胃癌組織中的表達(dá)陽(yáng)性率為34%,明顯低于癌旁正常胃組織(64%,P<0.05,見表1)。
圖2 SIRT3在胃癌組織及癌旁組織中的表達(dá) (Max Vision法,×200)Figure 2 The expression of SIRT3 protein in gastric carcinoma tissues and peripheral normal tissues by immunochemistry(Max Vision,×200)
表1 SIRT3在胃癌組織及癌旁正常組織中的表達(dá) (例)Table 1 Expression of SIRT3 protein in gastric carcinoma tissues and peripheral normal tissues (cases)
SIRT3在胃癌組織中的表達(dá)與年齡、性別、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移無(wú)相關(guān)性(P>0.05),但與浸潤(rùn)深度、分化程度及TNM分期有關(guān)(P<0.05,見表2)。
SIRT3是沉默信息調(diào)節(jié)因子相關(guān)酶家族(sirtiuns)成員之一,sirtiuns家族被認(rèn)為是Ⅲ類組織蛋白去乙?;?HDAC),該家族蛋白在進(jìn)化上高度保守,已經(jīng)成為對(duì)衰老和長(zhǎng)壽有重要作用的調(diào)控因子,它們通過NAD+依賴的酶催化活性,在細(xì)胞代謝、抗逆性、細(xì)胞增殖、存活和凋亡等過程起重要作用[6]。SIRT3是線粒體中主要的去乙?;福哂腥ヒ阴;富钚?,定位在11號(hào)染色體(11p15.5),基因長(zhǎng)度21 kb,在肌肉、肝臟、心臟和褐色脂肪組織等代謝活動(dòng)活躍的組織中高表達(dá)[7]。研究表明,腫瘤細(xì)胞主要通過葡萄糖的有氧糖酵解為細(xì)胞增殖、分化提供能量[4],而SIRT3正是以新陳代謝的許多酶類作為發(fā)揮去乙酰化作用的靶點(diǎn),進(jìn)而激活有氧代謝路徑,影響腫瘤細(xì)胞的能量代謝[6]。目前大多數(shù)研究認(rèn)為,SIRT3通過多種細(xì)胞代謝通路調(diào)控腫瘤細(xì)胞的代謝和生長(zhǎng),發(fā)揮腫瘤抑制的作用[8,9]。
表2 胃癌SIRT3的表達(dá)與臨床病理特征的關(guān)系 (例)Table 2 The relationship between clinical pathological features of gastric carcinoma and the expression of SIRT3 (cases)
我們的研究結(jié)果顯示,胃癌組織中SIRT3表達(dá)的陽(yáng)性率明顯低于癌旁正常組織,SIRT3在胃癌組織中呈低水平表達(dá)。雖然SIRT3在胃癌組織中低表達(dá)的機(jī)制尚不清楚,但已有研究[8,10]發(fā)現(xiàn),SIRT3 在多種惡性腫瘤,如乳腺癌、睪丸癌、膠質(zhì)母細(xì)胞瘤、前列腺癌、頭頸部鱗狀細(xì)胞癌和腎透明細(xì)胞癌中表達(dá)也明顯降低。最近Zhang等[11]也通過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),SIRT3在原發(fā)性肝癌組織中低表達(dá),并且SIRT3的過度表達(dá)能抑制肝癌細(xì)胞的生長(zhǎng),以上文獻(xiàn)研究結(jié)果均與我們的研究結(jié)論一致。
同時(shí)Zhang等還發(fā)現(xiàn)SIRT3在肝癌細(xì)胞中的表達(dá)水平與患者的AFP值、腫瘤多發(fā)性、分化程度、臨床分期以及有無(wú)復(fù)發(fā)呈顯著相關(guān)性。為進(jìn)一步探討SIRT3在胃癌的發(fā)展進(jìn)程中的作用,我們分析了SIRT3的表達(dá)與臨床病理因素的關(guān)系,我們發(fā)現(xiàn)SIRT3的表達(dá)與胃癌的浸潤(rùn)深度、分化程度、臨床分期有關(guān),浸潤(rùn)胃組織越深,SIRT3的表達(dá)越低;分化程度高較分化程度低的胃癌組織中,SIRT3的表達(dá)水平較高;臨床分期越晚,SIRT3的表達(dá)水平越低,其差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.05)。提示SIRT3的表達(dá)與胃癌細(xì)胞的侵襲能力、惡性程度有相關(guān)性,可能為臨床上檢測(cè)SIRT3的表達(dá)水平評(píng)估胃癌的惡性程度提供一定的理論基礎(chǔ)。
綜上所述,SIRT3與胃癌的發(fā)生、發(fā)展有密切關(guān)系,SIRT3在胃癌發(fā)生、發(fā)展方面可能發(fā)揮重要作用,SIRT3的表達(dá)與分化程度、浸潤(rùn)深度、臨床分期有相關(guān)性,檢測(cè)SIRT3蛋白的表達(dá)水平可能作為評(píng)估胃癌惡性程度的的一項(xiàng)重要指標(biāo)。
[1] Cairns RA,Harris IS,Mak TW.Regulation of cancer cell metabolism[J].Nat Rev Cancer,2011,11(2):85-95.
[2] Hanahan D,Weinberg RA.Hallmarks of cancer:the next generation[J].Cell,2011,144(5):646-674.
[3] Hirschey MD,Shimazu T,Huang JY,et al.SIRT3 regulates mitochondrial protein acetylation and intermediary metabolism[J].Cold Spring Harb Symp Quant Biol,2011,76:267-277.
[4] Bayley JP,Devilee P.The Warburg effect in 2012[J].Curr Opin Oncol,2012,24(1):62-67.
[5] 張慶飛,楊兵.Ezrin和 c-Met在胃癌組織中的表達(dá)及意義[J].山西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào),2012,43(4):257-259.
[6] Verdin E,Hirschey MD,F(xiàn)inley LW,et al.Sirtuin regulation of mitochondria:Energy production,apoptosis,and signaling[J].Trends Biochem Sci,2010,35:669-675.
[7] Jin L,Wei W,Jiang Y,et al.Crystal structures of human SIRT3 displaying substrate induced conformational changes[J].Biol Chem,2009,284(36):24394-24405.
[8] Kim HS,Patel K,Muldoon-Jacobs K,et al.SIRT3 is a mitochondria-localized tumor suppressor required for maintenance of mitochondrial integrity and metabolism during stress[J].Cancer Cell,2010,17(1):41-52.
[9] Finley LW,Carracedo A,Lee J,et al.SIRT3 opposes reprogramming of cancer cell metabolism through HIF1α destabilization[J].Cancer Cell,2011,19(3):416-428.
[10] Schumacker PT.A tumor suppressor SIRTainty[J].Cancer Cell,2010,17(1):5-6.
[11] Zhang CZ,Liu L,Cai M,et al.Low SIRT3 expression correlates with poor differentiation and unfavorable prognosis in primary hepatocellular carcinoma[J].PLoS One,2012,7(12):e51703.