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    ZIC1在結(jié)直腸癌中的表達(dá)及其對(duì)結(jié)腸癌細(xì)胞增殖能力的影響

    2015-09-09 03:18:07王杰鋒李鵬飛曹方陸偉杰丁厚中江蘇大學(xué)醫(yī)學(xué)院江蘇鎮(zhèn)江03江蘇大學(xué)附屬昆山醫(yī)院綜合外科江蘇昆山5300
    關(guān)鍵詞:結(jié)腸癌檢測(cè)

    王杰鋒,李鵬飛,曹方,陸偉杰,丁厚中(.江蘇大學(xué)醫(yī)學(xué)院,江蘇 鎮(zhèn)江 03;.江蘇大學(xué)附屬昆山醫(yī)院綜合外科,江蘇 昆山 5300)

    ZIC1在結(jié)直腸癌中的表達(dá)及其對(duì)結(jié)腸癌細(xì)胞增殖能力的影響

    王杰鋒1,李鵬飛1,曹方2,陸偉杰2,丁厚中2
    (1.江蘇大學(xué)醫(yī)學(xué)院,江蘇 鎮(zhèn)江 212013;2.江蘇大學(xué)附屬昆山醫(yī)院綜合外科,江蘇 昆山 215300)

    目的:研究結(jié)直腸癌組織中小腦鋅指結(jié)構(gòu)1(zinc finger of the cerebellum 1,ZIC1)基因的表達(dá)及其對(duì)結(jié)腸癌HCT-8細(xì)胞增殖能力的影響。方法:構(gòu)建192例結(jié)直腸癌組織芯片,免疫組織化學(xué)法檢測(cè)結(jié)直腸癌組織及相應(yīng)癌旁組織中ZIC1的表達(dá),分析其表達(dá)與臨床病理參數(shù)之間的關(guān)系;構(gòu)建 pcDNA3.1-ZIC1表達(dá)載體(實(shí)驗(yàn)組)和 pcDNA3.1空載體組(陰性對(duì)照組),轉(zhuǎn)染結(jié)腸癌 HCT-8細(xì)胞,蛋白質(zhì)印跡和 RT-PCR法檢測(cè)實(shí)驗(yàn)組、陰性對(duì)照組和空白對(duì)照組(常規(guī)無轉(zhuǎn)染培養(yǎng))細(xì)胞 ZIC1的表達(dá)水平,MTT法檢測(cè) 3組細(xì)胞增殖能力的變化。結(jié)果:結(jié)直腸癌組織中 ZIC1的陽性表達(dá)率(41.1%)明顯低于癌旁組織(68.8%,χ2=29.550,P=0.000);ZIC1的表達(dá)與Dukes分期、分化程度、浸潤深度及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)(P均<0.05),而與年齡、性別無關(guān)(P>0.05)。RT-PCR及蛋白質(zhì)印跡檢測(cè)結(jié)果顯示,實(shí)驗(yàn)組細(xì)胞 ZIC1的表達(dá)明顯高于陰性對(duì)照組及空白對(duì)照組;MTT法檢測(cè)結(jié)果顯示,實(shí)驗(yàn)組 HCT-8細(xì)胞增殖能力明顯下降。結(jié)論:ZIC1基因可能參與了結(jié)直腸癌的發(fā)生、發(fā)展。

    小腦鋅指結(jié)構(gòu)1;結(jié)直腸癌;免疫組織化學(xué);蛋白質(zhì)印跡

    [Abstract]Objective:To investigate the expression of zinc finger of the cerebellum 1(ZIC1)gene in the colorectal cancer tissue and its impact on the proliferation of colon cancer HCT-8 cells.Methods:Tissue microarray blocks containing 192 colorectal cancer tumor specimens were conducted.Expression of ZIC1 in colorectal cancer tumor specimens and adjacent cancer tissues was analyzed using immunohistochemistry;the relationship between ZIC1 expression and clinical pathological parameters was analysed.The pcDNA3.1-ZIC1 expression vector(experiment group)and pcDNA3.1 empty carrier group(negative control group)were constructed to transfect HCT-8 cells,Western blotting and RT-PCR were used to detect ZIC1 expression among the experiment group,negative control group and blank control group(no transfection cultivation).The changes of cells proliferation of three groups were determined by MTT.Results:The positive expression rate of ZIC1 in colorectal cancer tissue was higher than adjacent cancer tissues(41.1% vs 68.8%,P<0.05).The ZIC1 expression in colorectal cancer tissues was correlated with Dukes staging,degree of differentiation,infiltration depth and lymph node metastasis(P<0.05),whereas incorrelated with age and gender(P>0.05).RT-PCR and Western blotting showed the expression of ZIC1 in experiment group was significantly higher than that in negative control group and blank control group;MTT showed the cell proliferation in experiment group reduced markedly.Conclusion:ZIC1 might participate in the development and progression of colorectal cancer.

    [Key words]zinc finger of the cerebellum 1;colorectal cancer;immunohistochemistry;Western blotting

    結(jié)直腸癌發(fā)病率目前占全球惡性腫瘤第 3位,病死率居第4位,Ⅰ期5年生存率(>90%)明顯高于Ⅳ期(10%)[1],早期診斷和治療仍是提高患者生存率的關(guān)鍵。小腦鋅指結(jié)構(gòu)1(zinc finger of the cerebellum 1,ZIC1)基因是 Aruga等[2]于1994年在成年鼠小腦中首次發(fā)現(xiàn),其編碼鋅指結(jié)構(gòu)蛋白。研究報(bào)道ZIC1與多種腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān),如髓母細(xì)胞瘤[3]、卵巢腫瘤[4]、間質(zhì)腫瘤[5]、子宮內(nèi)膜癌[6]、胃癌[7]和甲狀腺癌[8]等。本研究旨在探討ZIC1在結(jié)直腸癌組織中的表達(dá)及其與臨床病理特征的關(guān)系,以及轉(zhuǎn)染ZIC1對(duì)結(jié)腸癌細(xì)胞增殖的影響。

    1 材料與方法

    1.1 細(xì)胞株及培養(yǎng)

    結(jié)腸癌HCT-8細(xì)胞株購于中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院細(xì)胞資源中心。細(xì)胞采用含10%胎牛血清、100 U/mL青霉素和100 μg/mL鏈霉素的完全培養(yǎng)基,置于 37℃、5%CO2恒溫箱中培養(yǎng);待細(xì)胞鋪滿培養(yǎng)皿70%~80%時(shí),0.25%胰蛋白酶消化,選取對(duì)數(shù)生長期細(xì)胞用于實(shí)驗(yàn)。

    1.2 臨床標(biāo)本

    收集2003年1月至 2010年12月于江蘇大學(xué)附屬昆山醫(yī)院行結(jié)直腸癌根治術(shù)192例患者臨床資料。其中,男116例,女76例,年齡39~76歲,中位年齡60歲;術(shù)中取結(jié)直腸癌組織和癌旁相對(duì)正常的2處組織標(biāo)本,手術(shù)標(biāo)本均經(jīng) 2名以上病理科醫(yī)師確認(rèn),高分化34例,中分化75例,低分化83例;浸潤深度:漿膜內(nèi)33例,漿膜外159例;Dukes分期:A +B期65例、C+D期127例;無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移70例,有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移122例。經(jīng)病理證實(shí)沒有癌細(xì)胞的相對(duì)正常組織為癌旁組織。所有患者均無腸癌家族遺傳史,術(shù)前均未接受過放化療。

    1.3 組織芯片制備

    根據(jù) HE切片選取存檔的結(jié)直腸癌組織蠟塊,用組織芯片制作儀在空白受體蠟塊上打孔,再用組織取樣針從192例標(biāo)本的取樣位點(diǎn)上取組織蠟芯,依次有序地移入受體蠟塊中,制作成組織芯片蠟塊。最后石蠟切片機(jī)連續(xù)切片,厚4 μm。在距離腫塊邊緣2 cm以上取正常黏膜組織作為癌旁組織,每個(gè)病例均含有1個(gè)原發(fā)灶腫瘤組織和1個(gè)癌旁組織,通過組織芯片構(gòu)建儀制成芯片。

    1.4 免疫組織化學(xué)檢測(cè) ZIC1蛋白的表達(dá)

    利用構(gòu)建的組織芯片,按照SP免疫組織化學(xué)試劑盒說明書進(jìn)行操作,DAB顯色,蘇木素復(fù)染,中性樹膠封固;ZIC1羊抗人單克隆抗體稀釋度為1∶100,PBS代替一抗作為陰性對(duì)照。結(jié)果判斷采用陽性細(xì)胞數(shù)評(píng)分與陽性信號(hào)評(píng)分相結(jié)合的方法[9],高倍鏡視野下觀察組織切片,每張切片均在 5個(gè)視野下進(jìn)行陽性細(xì)胞計(jì)數(shù)。陽性細(xì)胞數(shù)評(píng)分即根據(jù)陽性細(xì)胞所占的5個(gè)以上高倍鏡視野比例計(jì)數(shù):陽性細(xì)胞數(shù)<5%為0分,5%~25%為1分,26%~50%為2分,51%~75%計(jì) 3分,>75%為 4分。陽性信號(hào)評(píng)分:淡黃色為1分,黃色或深黃色為 2分,褐色或棕褐色為3分。上述陽性細(xì)胞數(shù)評(píng)分和陽性信號(hào)評(píng)分相乘≥1分為陽性,<1為陰性。

    1.5 質(zhì)粒的擴(kuò)增與抽提

    含ZIC1基因的重組質(zhì)粒大腸埃希菌購于上海吉?jiǎng)P公司。吸取大腸埃希菌液 20~40 μL、LB培養(yǎng)基3 mL、卡那霉素5 μL(5 μg/mL),37℃300 r/min恒溫培養(yǎng),搖床搖菌過夜(12~16 h);室溫12 000 r/ min,離心1 min,棄上清液;按照質(zhì)粒提取試劑說明書逐步操作,紫外分光光度計(jì)定量其質(zhì)量及純度,提取的質(zhì)粒于4℃短期保存(-70℃長期保存)。

    1.6 質(zhì)粒轉(zhuǎn)染

    將結(jié)腸癌HCT-8細(xì)胞隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組(轉(zhuǎn)染pcDNA3.1-ZIC1質(zhì)粒),陰性對(duì)照組(轉(zhuǎn)染 pcDNA 3.1空質(zhì)粒)和空白對(duì)照組(常規(guī)無轉(zhuǎn)染培養(yǎng)),以(1~2)×105/孔的密度接種于 6孔板中,待細(xì)胞生長至85%~90%時(shí),按試劑盒要求將 pcDNA3.1-ZIC1質(zhì)粒及 pcDNA3.1空質(zhì)粒與脂質(zhì)體混合后加入 6孔板中;輕微混勻,置于 37℃孵箱中培養(yǎng);轉(zhuǎn)染4~6 h,加入完全 DMEM繼續(xù)培養(yǎng);24 h消化傳代,部分用于mRNA和蛋白檢測(cè),部分用于細(xì)胞增殖。

    1.7 反轉(zhuǎn)錄 PCR檢測(cè) ZIC1 mRNA的轉(zhuǎn)錄水平

    基因組RNA抽提試劑盒購自BioTeKe公司,TaKaRa Ex TaqTMPCR及反轉(zhuǎn)錄試劑盒購自大連TaKaRa公司。通過 miRBase及基因庫查找基因序列,Primer 5.0軟件進(jìn)行相關(guān)引物設(shè)計(jì)。ZIC1引物序列:上游,5′-AAACTGGTTAACCACATCCGC-3′,下游,5′-CTCAAACTCGCACTTGAAGG-3′;內(nèi)參照物GAPDH引物序列:上游,5′-GAAGGTGAAGGTCGGAGTC-3′,下游,5′-GAAGATGGTGATGGGATTTC-3′,引物由上海吉?jiǎng)P基因公司合成。PCR反應(yīng)條件: 95℃預(yù)變性30 s,再行94℃30 s、60℃ 30 s、72℃90 s,共 30個(gè)循環(huán),最后 72℃延伸10 min,4℃保存。產(chǎn)物行1.5%瓊脂糖凝膠電泳鑒定,Quantity-One圖像處理軟件行灰度分析,比較空白對(duì)照組、陰性對(duì)照組及實(shí)驗(yàn)組結(jié)腸癌 HCT-8細(xì)胞 ZIC1 mRNA的表達(dá)情況。

    1.8 蛋白質(zhì)印跡檢測(cè) ZIC1蛋白的表達(dá)

    HCT-8細(xì)胞轉(zhuǎn)染48 h后,PBS沖洗,加入300 μL蛋白裂解液,冰上裂解10 min,然后移入1.5 mL EP管,4℃ 12 000 r/min離心 30 min,取上清,BCA法行蛋白定量。10.5%SDS-PAGE分離蛋白樣品,250 mA電轉(zhuǎn)移2 h至硝酸纖維素膜;5%脫脂奶粉封閉1 h;加入 ZIC1一抗(1∶1 000),4℃過夜;TBST洗膜后,加入二抗(1∶5 000)室溫孵育1 h;洗膜3次,ECL顯色。采用 GADPH(1∶5 000)為內(nèi)參。實(shí)驗(yàn)組、陰性對(duì)照組及空白對(duì)照組 ZIC1相對(duì)表達(dá)量為其條帶光密度與 GADPH的比值。

    1.9 MTT法檢測(cè)細(xì)胞增殖

    HCT-8細(xì)胞轉(zhuǎn)染 pcDNA3.1-ZIC1 24 h后,胰酶消化計(jì)數(shù);按每孔1×104個(gè)細(xì)胞接種于96孔培養(yǎng)板,設(shè)為實(shí)驗(yàn)組,將同等條件下的 pcDNA3.1空載體設(shè)為陰性對(duì)照組,未轉(zhuǎn)染pcDNA3.1-ZIC1設(shè)為空白對(duì)照組;每組設(shè)6個(gè)復(fù)孔,于 37℃、5%CO2孵箱中培養(yǎng),分別檢測(cè)24、48、72 h細(xì)胞的增殖情況。MTT法檢測(cè)具體步驟如下:每孔加入 MTT 10 μL(5 mg/mL),孵育4 h;棄培養(yǎng)液,加入二甲基亞砜150 μL,振蕩10 min;酶聯(lián)免疫儀測(cè)定 492 nm波長處光密度(D)值,取6孔平均值,以時(shí)間為橫坐標(biāo),D值為縱坐標(biāo)繪圖。

    1.10 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

    采用SPSS 16.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,計(jì)數(shù)資料采用配對(duì) χ2檢驗(yàn),計(jì)量資料的多組間比較采用單因素方差分析,兩組間比較采用 LSD-t檢驗(yàn),以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

    2 結(jié)果

    2.1 ZIC1蛋白在結(jié)直腸癌和癌旁組織中的表達(dá)

    ZIC1蛋白陽性表達(dá)呈淡黃色至棕黃色,在結(jié)直腸癌中的陽性表達(dá)率為41.1%(79/192),明顯低于癌旁正常組織(68.8%,132/192),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義χ2=29.550,P=0.000)。見圖1。

    2.2 ZIC1蛋白表達(dá)與臨床病理參數(shù)之間的關(guān)系

    統(tǒng)計(jì)學(xué)分析結(jié)果顯示,結(jié)直腸癌組織中ZIC1蛋白表達(dá)與浸潤深度、分化程度、Dukes分期及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)(P<0.05),而與年齡和性別無關(guān)(P>0.05),見表1。

    2.3 腸癌細(xì)胞質(zhì)粒轉(zhuǎn)染前后 ZIC1的表達(dá)量

    蛋白質(zhì)印跡結(jié)果顯示,實(shí)驗(yàn)組 ZIC1的表達(dá)較空白對(duì)照組、陰性對(duì)照組增強(qiáng),與 RT-PCR顯示的實(shí)驗(yàn)組 ZIC1 mRNA增高的結(jié)果一致。見圖2,圖3。

    圖1 結(jié)直腸癌組織和癌旁組織中 ZIC1蛋白的表達(dá)(免疫組織化學(xué) ×400)

    表1 ZIC1蛋白表達(dá)與臨床病理參數(shù)間的關(guān)系

    圖2 各組細(xì)胞 ZIC1蛋白的表達(dá)

    圖3 各組細(xì)胞 ZIC1 mRNA的表達(dá)

    2.4 HCT-8細(xì)胞增殖能力的變化

    MTT法檢測(cè)結(jié)果顯示,3組HCT-8細(xì)胞24、48 h D值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F24 h=1.661,P=0.223;F48 h=0.763,P=0.484);72 h D值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=732.642,P=0.000)。進(jìn)一步兩兩比較,實(shí)驗(yàn)組 D值明顯低于與空白對(duì)照組和陰性對(duì)照組P=0.000),而空白對(duì)照組與陰性對(duì)照組間D值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.098),提示實(shí)驗(yàn)組 HCT-8細(xì)胞的增殖能力在72 h時(shí)明顯下降,見圖4。

    圖4各組 HCT-8細(xì)胞增殖力的比較

    3 討論

    ZIC1是 Aruga等[2]在1994年篩選小腦富含的cDNA中最先發(fā)現(xiàn)并克隆得到,位于3q24,具有3個(gè)外顯子結(jié)構(gòu)和C2H2型鋅指區(qū)域,轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為重要的C末端鋅指轉(zhuǎn)錄因子,可結(jié)合一些富含 GC序列的靶基因并形成共同作用的“復(fù)合體”,從而影響靶基因的轉(zhuǎn)錄過程。文獻(xiàn)報(bào)道,ZICl與神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育中細(xì)胞增殖和分化[2,10-11]密切相關(guān),Aruga[11]認(rèn)為ZIC1過表達(dá)可促進(jìn)小鼠顆粒神經(jīng)元細(xì)胞的增殖。ZIC1的異常表達(dá)與多種腫瘤密切相關(guān)。Pourebrahim等[12]研究顯示,ZIC1和ZIC4在硬纖維瘤,Dupuytren′s病和肥大性瘢痕中高表達(dá),而在正常組織中不表達(dá)。ZIC1蛋白在脂肪肉瘤中的表達(dá)明顯高于脂肪瘤和正常脂肪組織[5,13],而在其他腫瘤如卵巢腫瘤[4]、子宮內(nèi)膜癌[6]、胃癌[7]、甲狀 腺癌[8]中 呈低表達(dá),此表達(dá)差異的機(jī)制目前尚不清楚。亦有研究表明,ZIC1與腫瘤的惡性生物學(xué)行為密切相關(guān),如 Wang等[7]發(fā)現(xiàn) ZIC1過表達(dá)可抑制胃癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲,其可能與 Shh信號(hào)通路有關(guān)。近來,Qiang等[8]研究表明,ZIC1可能通過阻斷 PI3K/ Akt和 MAPK信號(hào)通路及增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄因子 FOXO3a的轉(zhuǎn)錄從而介導(dǎo)甲狀腺癌細(xì)胞周期阻滯和細(xì)胞凋亡,與 Zhong等[14]的結(jié)論一致,即在胃癌中 ZIC1過表達(dá)可導(dǎo)致Shh,PI3K和MAPK信號(hào)通路失活。

    此外,關(guān)于ZIC1與結(jié)直腸癌的關(guān)系 Gan等[15]有類似研究,其通過分析 40例結(jié)直腸癌患者中ZIC1基因的表達(dá)發(fā)現(xiàn),ZIC1在結(jié)直腸癌中呈低表達(dá),其機(jī)制可能與基因啟動(dòng)子甲基化相關(guān)。由于ZIC1在不同的腫瘤組織中表達(dá)各異,且Gan等的研究例數(shù)較少,因此本研究通過擴(kuò)大病例數(shù)進(jìn)一步驗(yàn)證了ZIC1在結(jié)直腸癌中的表達(dá)及其對(duì)結(jié)腸癌細(xì)胞增殖的影響。

    本研究結(jié)果顯示,結(jié)直腸癌組織中 ZIC1的陽性表達(dá)率明顯低于癌旁正常組織;此外,ZIC1的低表達(dá)與Dukes分期、分化程度、浸潤深度及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)(P<0.05),而與年齡、性別無關(guān),說明 ZIC1的低表達(dá)與結(jié)直腸癌的惡性生物學(xué)行為密切相關(guān)。

    為進(jìn)一步驗(yàn)證 ZIC1在結(jié)直腸癌發(fā)生過程中的作用,我們比較結(jié)腸癌HCT-8細(xì)胞轉(zhuǎn)染 ZIC1質(zhì)粒前后的變化,RT-PCR及蛋白質(zhì)印跡顯示實(shí)驗(yàn)組ZIC1的表達(dá)高于空白對(duì)照組及陰性對(duì)照組,MTT結(jié)果顯示在72 h實(shí)驗(yàn)組 HCT-8細(xì)胞增殖能力較空白對(duì)照組及陰性對(duì)照組明顯下降,進(jìn)而說明 ZIC1抑制結(jié)腸癌細(xì)胞的增殖,該結(jié)果與 Gan等[15]在 HCT116、SW480等結(jié)腸癌細(xì)胞株中的研究類似。

    綜上所述,ZIC1與結(jié)直腸癌的發(fā)生密切相關(guān),并可抑制結(jié)腸癌HCT-8細(xì)胞的增殖,提示ZIC1在結(jié)直腸癌的發(fā)生和發(fā)展中起到重要作用,但能否應(yīng)用于臨床還有待于進(jìn)一步的研究。

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    ZIC1 expression in colorectal cancer tissue and its effect on colon cancer cell proliferation

    WANG Jie-feng1,LI Peng-fei1,CAO Fang2,LU Wei-jie2,DING Hou-zhong2
    (1.School of Medicine,Jiangsu University,Zhenjiang Jiangsu 212013;2.Department of General Surgery,Kunshan Hospital Affiliated to Jiangsu University,Kunshan Jiangsu 215300)

    R735.3

    A

    1671-7783(2015)01-0010-04

    10.13312/j.issn.1671-7783.y140307

    王杰鋒(1987—),男,碩士研究生;丁厚中(通訊作者),教授,碩士生導(dǎo)師,E-mail:dinghouzhong@163.com

    2014-12-05 [編輯]劉星星

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