骨橋蛋白在肺癌中的表達(dá)情況及其意義*

鐘金瓊，王雨婷，陳陽(yáng)明，李保林，高艷芳△

(1.贛南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院檢驗(yàn)科，江西贛州 341000；2.贛南醫(yī)學(xué)院預(yù)防醫(yī)學(xué)系，江西贛州 341000；3.贛南醫(yī)學(xué)院法醫(yī)學(xué)系，江西贛州 341000)

肺癌(lung cancer)是對(duì)人類健康危害產(chǎn)生巨大影響的一類腫瘤，在男性腫瘤死因中肺癌占首位，而在女性腫瘤死因則占第二位。近年來(lái)，全世界的肺癌發(fā)病率和病死率顯著上升[1]。據(jù)報(bào)道，全球新增病例數(shù)以每年約3% 的速率增加[2]，大約有130 多萬(wàn)肺癌新病例。由于肺癌的高病死率、復(fù)雜的病因，其高發(fā)和持續(xù)增長(zhǎng)引起了全世界眾多學(xué)者對(duì)肺癌病因和發(fā)病機(jī)制的關(guān)注，進(jìn)行了許多有關(guān)方面的研究。但至今，肺癌的發(fā)病機(jī)制尚不完全清楚，還需要進(jìn)一步探討。骨橋蛋白(又稱分泌性磷蛋白，spp1)是一種富含精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸序列(RGD結(jié)構(gòu)域)的分泌性磷酸化糖蛋白，相對(duì)分子量約為325×103，該蛋白最初作為細(xì)胞外基質(zhì)蛋白，是由HERRING從骨基質(zhì)中分離出的。越來(lái)越多的證據(jù)支持spp1的表達(dá)與腫瘤的發(fā)生和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，如在胃癌、食管癌、神經(jīng)膠質(zhì)瘤、乳腺癌等多種瘤組織中均可檢測(cè)到spp1的高表達(dá)。因此這種具有分泌特性的蛋白產(chǎn)物有望成為血清學(xué)候選標(biāo)志物及藥物作用靶點(diǎn)[3-6]。

因此，本研究擬分析spp1在肺癌中的表達(dá)情況及其意義，有利于指導(dǎo)臨床治療、評(píng)估患者預(yù)后，為制定科學(xué)有效的肺癌防制策略和實(shí)施干預(yù)提供參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1資料來(lái)源 從癌癥基因組圖譜(the cancer genome atlas，TCGA)(http://www.cbioportal.org/index.do)數(shù)據(jù)庫(kù)收集肺癌研究數(shù)據(jù)，從基因表達(dá)綜合數(shù)據(jù)庫(kù)(gene expression omnibus，GEO)(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/)中獲取數(shù)據(jù)GSE19804(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSE19804)收集spp1 mRNA表達(dá)情況，從數(shù)據(jù)GSE30219(https://www.Ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSE30219)中收集spp1 mRNA表達(dá)情況及患者預(yù)后信息。

1.2方法 將從TCGA中收集的病例資料進(jìn)行整理，分析spp1在肺癌中的突變率，并用χ2檢驗(yàn)比較3種不同肺癌病理類型突變率的差異有無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。在數(shù)據(jù)GSE19804中，將60例癌組織與癌旁正常組織的spp1 mRNA進(jìn)行配對(duì)t檢驗(yàn)，分析spp1在肺癌中的差異表達(dá)情況。在數(shù)據(jù)GSE30219中，將293例肺癌組織標(biāo)本先進(jìn)行單因素log-rank生存分析，分析spp1 mRNA與肺癌無(wú)復(fù)發(fā)生存時(shí)間的關(guān)系，再使用COX回歸模型校正TNM分期因素。進(jìn)一步通過方差分析或相關(guān)分析，分析spp1與TNM分期、性別、年齡之間的關(guān)系。

1.3質(zhì)量控制 將數(shù)據(jù)按照基因組檢測(cè)平臺(tái)文件要求進(jìn)行處理，由兩人獨(dú)立進(jìn)行，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行比對(duì)。

2 結(jié) 果

2.1鱗狀細(xì)胞癌、肺腺癌、小細(xì)胞癌及多種腫瘤的spp1突變情況 在鱗狀細(xì)胞癌中，spp1的突變率的均值為0.01；在肺腺癌中，spp1的突變率的均值為0.00；在小細(xì)胞癌中，spp1的突變率的均值為0.02；在Pan-Cancer中，spp1的突變率為0.01。χ2檢驗(yàn)表明鱗狀細(xì)胞癌、肺腺癌以及小細(xì)胞肺癌的突變率之間的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=5.64，P>0.05)。見表1。

2.2spp1在肺癌組織中的表達(dá)情況 從GEO中獲得的數(shù)據(jù)GSE19804，將60例癌組織(8.603 6±1.198 4)與癌旁正常組織(5.823 8±0.949 4)相比，癌組織中的spp1 mRNA表達(dá)水平顯著上調(diào)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=13.63，df=59，P<0.01)。

表1 spp1在肺癌中的突變情況

a：從TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)中整理；b:從上邊的結(jié)果中對(duì)該種病理類型的肺癌進(jìn)行匯總。-：無(wú)文獻(xiàn)

2.3spp1與臨床特征的關(guān)系 從GEO數(shù)據(jù)GSE30219收集的293例肺癌組織標(biāo)本，進(jìn)行單因素log-rank生存分析表明spp1與生存相關(guān)(Z=3.176，B=0.455，P<0.01)，但是使用COX回歸模型校正了TNM分期因素后，spp1與生存的關(guān)系消失(P>0.05)。進(jìn)一步分析spp1與TNM分期的關(guān)系，結(jié)果表明spp1與遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移(M分期)、淋巴結(jié)受累程度和范圍(N分期)及年齡呈正相關(guān)，與腫瘤大小分級(jí)(T分期)，性別無(wú)明顯關(guān)系。見表2。

表2 spp1與臨床特征的關(guān)系(GSE30219)

3 討 論

隨著生命科學(xué)的進(jìn)展，核酸和蛋白質(zhì)的序列與結(jié)構(gòu)信息呈爆炸式增長(zhǎng)；大量多樣化的生物醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)資源中蘊(yùn)含著大量重要的生物學(xué)規(guī)律。與此同時(shí)，計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊的飛速發(fā)展，產(chǎn)生了一門新興學(xué)科——生物信息學(xué)。它將各種各樣的生物信息如基因的DNA序列、染色體定位、基因產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和功能及各生物種間的進(jìn)化關(guān)系等進(jìn)行收集、分類和分析，并實(shí)現(xiàn)全生命科學(xué)界的資源共享。本研究就是利用生物信息學(xué)的技術(shù)，對(duì)肺癌的易感基因進(jìn)行預(yù)測(cè)，以期為肺癌的防治提供一定的依據(jù)。spp1不但在骨組織的礦化與重建、動(dòng)脈硬化、抗感染、免疫調(diào)節(jié)缺血-再灌注損傷中發(fā)揮重要作用，而且與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)移等過程緊密相關(guān)[7]。人類spp1基因定位于染色體4q13上，由7個(gè)外顯子和6個(gè)內(nèi)含子構(gòu)成[5]。spp1存在于人血、尿、乳汁等體液及胃腸道、膀胱、胰腺、肺、支氣管等組織中，其含有的GRGDS序列和細(xì)胞的黏附作用有關(guān)。spp1的表達(dá)同腫瘤的致癌作用和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，提示spp1可能作為腫瘤發(fā)生的一個(gè)標(biāo)志物[8]。在多種人腫瘤組織中特別是在有癌細(xì)胞侵襲的狀況下，腫瘤組織中spp1高度表達(dá)[9]。本研究結(jié)果符合上述結(jié)論：spp1在肺癌中存在突變情況，在其他多種腫瘤中亦存在，說明spp1與腫瘤密切相關(guān)。但通過χ2檢驗(yàn)結(jié)果表明spp1在不同肺癌病理類型的突變率的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，分析可能原因如下：(1)觀察例數(shù)較少，不足以說明情況；(2)資料來(lái)源很局限，以及個(gè)體差異的普遍性及腫瘤的異質(zhì)性[6]。為進(jìn)一步探討實(shí)驗(yàn)結(jié)果，應(yīng)選取大樣本量觀察，從不同的數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取數(shù)據(jù)，以確保結(jié)果的準(zhǔn)確性和精確性，從而使該研究獲得更大的價(jià)值。

本研究得出與癌旁正常組織相比，肺癌組織中的spp1顯著上調(diào)，說明spp1的高表達(dá)與肺癌有關(guān)，與曹惠芳等[9]對(duì)24例肺癌的spp1基因的表達(dá)水平分析發(fā)現(xiàn)，肺癌中spp1的表達(dá)水平普遍升高的結(jié)果相符。肺癌組織中的spp1顯著上調(diào)，提示spp1可作為肺癌診斷的一個(gè)指標(biāo)[10-11]。

TNM分期是對(duì)惡性腫瘤進(jìn)行分期的一種形式，是腫瘤診斷、治療和臨床研究的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，能夠正確地反映患者病情，準(zhǔn)確地判斷預(yù)后[12]。本次研究結(jié)果表明，spp1與遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移(M分期)、淋巴結(jié)受累程度和范圍(N分期)呈正相關(guān)，說明spp1與預(yù)后有關(guān)，提示可作為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)。在肺癌的發(fā)生階段，spp1高表達(dá)；在肺癌的發(fā)展階段，spp1與遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移、淋巴結(jié)受累程度和范圍呈正相關(guān)，說明spp1在一定程度上影響著肺癌的發(fā)生與發(fā)展，這為防治肺癌的研究提供了一個(gè)很好的突破口。