miRNA-27、Oct4、SOX2在口腔鱗狀細(xì)胞癌組織中的表達(dá)及其與患者臨床特征和預(yù)后的關(guān)系

劉晶，李福軍，馮琦，孫昕

河南科技大學(xué)第一附屬醫(yī)院1口腔科，2腫瘤科，河南 洛陽 471000

腫瘤干細(xì)胞和胚胎干細(xì)胞均具有維持細(xì)胞自我更新能力的特性，提示兩者之間可能存在某種相同的分子結(jié)構(gòu)[1]。八聚體結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子4（octamer binding transcription factor 4，Oct4）和性別決定區(qū)Y框蛋白2（sex determining region Y-box 2，SOX2）均屬于典型的胚胎干細(xì)胞轉(zhuǎn)錄因子和分子標(biāo)志物。近年來，眾多學(xué)者還發(fā)現(xiàn)Oct4和SOX2在舌鱗狀細(xì)胞癌[2]、宮頸癌[3]等多種腫瘤組織中呈高表達(dá)，具有類似原癌基因的活性，通過影響組蛋白或DNA甲基化，調(diào)節(jié)染色質(zhì)狀態(tài)和開放程度，從而實現(xiàn)誘導(dǎo)和維持腫瘤干細(xì)胞的多能性。此外還有學(xué)者提出，SOX2和Oct4可同時被某些相同的基因所調(diào)控。例如，Chen等[4]發(fā)現(xiàn)微小RNA（microRNA，miRNA）-221可同時抑制SOX2、Oct4在小鼠胚胎干細(xì)胞中的表達(dá)。而Fuchs等[5]則提出SOX2、Oct4在胚胎癌細(xì)胞中表達(dá)上調(diào)，并且受miRNA-27的負(fù)性調(diào)控。miRNA是一類廣泛存在于真核細(xì)胞中的非編碼小分子RNA，具有穩(wěn)定的保守序列，可作為口腔鱗狀細(xì)胞癌（oral squamous cell carcinoma，OSCC）診療中的敏感分子標(biāo)志物?；谏鲜隼碚摲治?，本研究通過檢測OSCC組織中miRNA-27、SOX2、Oct4的表達(dá)水平，并分析其與患者臨床特征及預(yù)后的關(guān)系，旨在為OSCC的臨床診斷和個體化治療提供理論依據(jù)，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2012年10月至2013年12月于河南科技大學(xué)第一附屬醫(yī)院就診并接受手術(shù)治療的OSCC患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：①經(jīng)病理檢查首次確診為原發(fā)性O(shè)SCC；②術(shù)前未進(jìn)行放療、化療及其他抗腫瘤治療；③臨床和隨訪資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：合并代謝系統(tǒng)疾病、急慢性感染、嚴(yán)重肝腎功能障礙、心腦血管疾病或其他可能干擾miRNA-27、Oct4、SOX2表達(dá)的疾病。依據(jù)納入和排除標(biāo)準(zhǔn)，本研究共納入116例OSCC患者，其中，男71例，女45例；年齡18～78歲，中位年齡為57歲，平均年齡為（54.31±16.17）歲；根據(jù)國際抗癌聯(lián)盟（International Union Against Cancer，UICC）和美國癌癥聯(lián)合委員會（American Joint Committee on Cancer，AJCC）頒布的腫瘤TNM分期（第7版）標(biāo)準(zhǔn)[6]：Ⅰ期58例，Ⅱ期35例，Ⅲ期23例。另選取同期于河南科技大學(xué)第一附屬醫(yī)院接受手術(shù)治療的口腔良性疾病患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：經(jīng)手術(shù)確診為口腔良性疾病。排除標(biāo)準(zhǔn)：合并代謝系統(tǒng)疾病、急慢性感染、嚴(yán)重肝腎功能障礙、心腦血管疾病。依據(jù)納入和排除標(biāo)準(zhǔn)，本研究共納入40例口腔良性疾病患者，其中口腔白斑患者20例，口腔扁平苔蘚患者16例，單純舌肥大患者4例。40例口腔良性疾病患者中，男23例，女17例；年齡20～79歲，平均年齡為（53.35±15.80）歲。OSCC患者和口腔良性病變患者的性別、平均年齡比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。收集116例OSCC患者的OSCC組織及40例口腔良性疾病患者的口腔良性病變組織。

1.2 主要試劑和儀器

Trizol試劑盒、One Step PrimeScript? miRNA cDNA Synthesis Kit均購自美國Invitrogen公司；mirPremier? microRNA Isolation Kit、SYBR Green PCR master Mix均購自日本Takara公司；兔抗人SOX2單克隆抗體、兔抗人Oct4多克隆抗體均購自美國Santa Cruz公司；免疫組織化學(xué)鏈霉菌抗生物素蛋白-過氧化物酶連結(jié)（streptavidin-perosidase，SP）法試劑盒、二氨基聯(lián)苯胺（diaminobenzidine，DAB）顯色試劑盒均購自北京中杉金橋生物技術(shù)有限公司。NanoDrop-1000分光光度計購自美國NanoDrop公司；iQ5 Real-time PCR System購自美國Bio-Rad公司；RM2135石蠟切片機(jī)購自德國Leica公司；Image Pro Plus圖像處理分析軟件購自美國Media Cybernetics公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 組織RNA提取 采用Trizol法提取各組織標(biāo)本中的總RNA，并檢測260 nm和280 nm波長下的吸光度值（A）。當(dāng) A260/A280為 1.6～1.8時，說明RNA純度較高。

1.3.2 miRNA-27的相對表達(dá)量 以逆轉(zhuǎn)錄合成的反向轉(zhuǎn)錄DNA（cDNA）作為模板，以小分子U6作為內(nèi)參進(jìn)行實時定量聚合酶鏈反應(yīng)（polymerase chain reaction，PCR）。冰浴中配制20μl PCR反應(yīng)體系，反應(yīng)條件：95℃預(yù)變性5 min；95℃變性30 s，60℃退火30 s，72 ℃延伸45 s，循環(huán)42次；60 ℃ 5 min終止反應(yīng)。miRNA-27上游引物為5'-ACAGCTGCTCCAGTCCTGGTCA-3'，下游引物為5'-CTGGTGTCACTACATCTAAGAGTC-3'。根據(jù)使用說明調(diào)整基線，將閾值設(shè)定在熒光值對數(shù)圖的線性部分，從軟件中讀取Ct值。以2-ΔΔCt表示目的基因的相對表達(dá)量。

1.3.3 免疫組織化學(xué)染色法檢測Oct4和SOX2蛋白的表達(dá)情況 將組織切片逐步進(jìn)行二甲苯脫蠟（二甲苯Ⅰ、二甲苯Ⅱ各5 min）和梯度乙醇水化（100%乙醇和95%乙醇各5 min），然后加入檸檬酸鈉緩沖液進(jìn)行組織抗原修復(fù)，冷卻至室溫；滴加Oct4抗體或SOX2抗體（1∶100稀釋），4℃孵育過夜；滴加二抗，室溫下孵育1 h，洗滌；加入DAB（按照DAB顯色試劑盒說明書進(jìn)行操作）染色5 min；脫水后，采用中性樹膠封片。室溫下干燥48 h后，由兩位以上病理科副主任醫(yī)師讀片并分析免疫組織化學(xué)染色結(jié)果。

1.4 結(jié)果判斷

1.4.1 miRNA-27表達(dá)情況 2-ΔΔCt＞中位值則為高表達(dá)，否則為低表達(dá)。

1.4.2 Oct4和SOX2蛋白表達(dá)情況 Oct4和SOX2蛋白陽性染色主要位于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，細(xì)胞質(zhì)內(nèi)有棕色或棕黃色顆粒為陽性表達(dá)，少數(shù)陽性染色細(xì)胞見于細(xì)胞核內(nèi)。每張切片隨機(jī)取10個高倍視野（×400），每個視野分別計數(shù)100個細(xì)胞。依據(jù)陽性細(xì)胞所占百分比進(jìn)行評分：＜5%為0分，≥5%為1分。依據(jù)染色強(qiáng)度進(jìn)行評分：無著色為0分，淺黃色為1分，棕黃色或深褐色為2分。陽性細(xì)胞所占百分比評分與染色強(qiáng)度評分相乘，0分為陰性，1～2分為陽性。使用Image Pro Plus軟件對其進(jìn)行定量分析，并記錄結(jié)果。

1.5 隨訪及療效評估

結(jié)合復(fù)診病歷，利用電話、電子通訊等手段對患者及其家屬進(jìn)行隨訪，隨訪截至2018年12月30日?？偵鏁r間（overall survival，OS）為患者出院當(dāng)日至隨訪截止時間或患者死亡時間。

1.6 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS 18.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗；計數(shù)資料以例數(shù)和率（%）表示，組間比較采用χ2檢驗；采用Kaplan-Meier法繪制生存曲線，組間比較采用Log-rank檢驗；采用Cox比例風(fēng)險回歸模型對OSCC患者5年生存率的影響因素進(jìn)行單因素和多因素分析。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 miRNA-27、Oct4蛋白、SOX2蛋白表達(dá)情況的比較

經(jīng)實時定量PCR檢測，OSCC組織中miRNA-27的相對表達(dá)量為（0.283±0.076），明顯低于口腔良性病變組織的（0.455±0.072），差異有統(tǒng)計學(xué)意義（t=12.506，P＜0.01）。OSCC組織中Oct4蛋白、SOX2蛋白的陽性表達(dá)率分別為62.07%（72/116）、56.03%（65/116），均高于口腔良性病變組織的35.00%（14/40）、37.50%（15/40），差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（χ2=8.810、4.090，P＜0.05）。（圖1、圖2）

圖1 OSCC 組織和口腔良性病變組織中miRNA-27的表達(dá)情況

圖2 OSCC 組織和口腔良性病變組織中Oct4蛋白、SOX2蛋白的表達(dá)情況（免疫組織化學(xué)染色，×400）

2.2 不同臨床特征OSCC患者OSCC組織中miRNA-27、Oct4蛋白、SOX2蛋白表達(dá)情況的比較

OSCC患者OSCC組織中miRNA-27相對表達(dá)量的中位值為0.285，其中59例患者的miRNA-27相對表達(dá)量≤0.285，即呈低表達(dá)。不同吸煙史、分化程度、TNM分期、T分期、N分期的OSCC患者OSCC組織中miRNA-27的低表達(dá)率比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（χ2=4.545、8.712、10.950、7.204、6.829，P＜0.05）。不同吸煙史、TNM分期、N分期的OSCC患者OSCC組織中Oct4蛋白的陽性表達(dá)率比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（χ2=14.941、14.908、5.047，P＜0.05）。不同TNM分期OSCC患者OSCC組織中SOX2蛋白的陽性表達(dá)率比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（χ2=12.305，P＜0.05）。而不同性別、年齡、腫瘤部位的OSCC患者OSCC組織中miRNA-27的低表達(dá)率比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；不同性別、年齡、腫瘤部位、分化程度、T分期的OSCC患者OSCC組織中Oct4蛋白的陽性表達(dá)率比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；不同性別、年齡、腫瘤部位、吸煙史、分化程度、T分期、N分期的OSCC患者OSCC組織中SOX2蛋白的陽性表達(dá)率比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。（表1）

表1 不同臨床特征OSCC患者OSCC組織中miRNA-27、Oct4蛋白、SOX2蛋白的表達(dá)情況（n=116）

2.3 miRNA-27、Oct4蛋白、SOX2蛋白表達(dá)情況與OSCC患者預(yù)后的關(guān)系

OSCC患者的隨訪時間為6～68個月，中位隨訪時間為62個月，無失訪病例。OSCC患者的5年生存率為62.93%（73/116）。Log-rank檢驗結(jié)果顯示，miRNA-27低表達(dá)患者的5年生存率明顯低于miRNA-27高表達(dá)患者，miRNA-27低表達(dá)+Oct4陽性表達(dá)+SOX2陽性表達(dá)患者的5年生存率明顯低于其他患者，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.01）；而不同Oct4蛋白及SOX2蛋白表達(dá)情況患者的5年生存率比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。（表2）

表2 miRNA-27、Oct4蛋白、SOX2蛋白表達(dá)情況與OSCC患者預(yù)后的關(guān)系（n=116）

2.4 OSCC患者5年生存率影響因素的Cox比例風(fēng)險回歸分析

以性別、年齡、腫瘤部位、吸煙史、分化程度、TNM分期、T分期、N分期、miRNA-27表達(dá)情況、Oct4蛋白表達(dá)情況、SOX2蛋白表達(dá)情況為自變量，以O(shè)SCC患者的5年生存率為因變量，采用Cox比例風(fēng)險回歸模型進(jìn)行單因素和多因素分析，結(jié)果顯示，有吸煙史、TNM分期為Ⅲ期、N分期為N2～3期均是OSCC患者5年生存率的獨(dú)立危險因素，而miRNA-27高表達(dá)是OSCC患者5年生存率的獨(dú)立保護(hù)因素（P＜0.05）。（表3）

表3 116例OSCC患者5年生存率影響因素的單因素和多因素分析

3 討論

相較于正常細(xì)胞，腫瘤干細(xì)胞起源于分化良好的體細(xì)胞的去分化，具有無限增殖能力和持續(xù)自我更新能力，這些特點(diǎn)與胚胎干細(xì)胞極其相似。因此有學(xué)者提出可以從胚胎干細(xì)胞角度尋找與腫瘤發(fā)生相關(guān)的靶分子[7]。Oct4和SOX2屬于典型的胚胎干細(xì)胞轉(zhuǎn)錄因子，同時也是維持干細(xì)胞多潛能性和自我更新的兩個關(guān)鍵核心調(diào)控因子[8]。通過形成Oct4-SOX2異二聚體復(fù)合物，結(jié)合胚胎干細(xì)胞關(guān)鍵因子NANOG及自身啟動子，或者與NANOG下游靶基因[如成纖維細(xì)胞生長因子4（fibroblast growth factor 4，F(xiàn)GF4）、未分化胚胎干細(xì)胞轉(zhuǎn)錄因子1（undifferentiated embryonic cell transcription factor 1，UTF1）等]的啟動子區(qū)域相結(jié)合，形成復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。2005年，Taranger等[9]提出腫瘤干細(xì)胞與胚胎干細(xì)胞具有類似的分化特性。隨后，Saigusa等[10]也證實Oct4和SOX2不僅高表達(dá)于胚胎干細(xì)胞，同時在結(jié)腸癌組織中也呈高表達(dá)。Fu等[11]學(xué)者發(fā)現(xiàn)Oct4蛋白和SOX2蛋白在OSCC組織中的表達(dá)水平高于正?？谇火つそM織，這與本研究的結(jié)果基本一致。

口腔扁平苔蘚和口腔白斑屬于口腔癌前病變和癌前病損的典型疾病類型，但并非所有癌前病變患者均會進(jìn)展為口腔癌，因此尋找敏感性較高的分子標(biāo)志物用于篩選高危患者同樣具有重要的臨床意義?；诓±韺W(xué)分析，口腔扁平苔蘚患者多以固有層淋巴細(xì)胞浸潤及上皮基底細(xì)胞液化為主要特征，口腔白斑患者則主要表現(xiàn)為上皮過角化、不全角化和不典型增生；上述這些臨床特征均會導(dǎo)致口腔黏膜的潰瘍和糜爛。有學(xué)者曾提出，口腔黏膜上皮細(xì)胞對潰瘍和糜爛的修復(fù)正是依靠成體干細(xì)胞的自我更新和特異分化能力[12]。Adorno-Cruz等[13]學(xué)者認(rèn)為口腔上皮內(nèi)成體干細(xì)胞的這種修復(fù)作用引起的上皮細(xì)胞內(nèi)重編程是口腔黏膜上皮癌變的主要誘因，而Oct4和SOX2在此過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用?；谏鲜隼碚摲治觯狙芯繉Ρ攘薕SCC組織和口腔良性病變組織中Oct4和SOX2蛋白表達(dá)的差異，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，OSCC組織中Oct4和SOX2蛋白的陽性表達(dá)率均高于口腔良性病變組織，并且本研究結(jié)果還表明，Oct4蛋白表達(dá)可能與吸煙史、TNM分期、N分期有關(guān)，而SOX2蛋白表達(dá)可能與TNM分期有關(guān)，但是兩者與OSCC患者預(yù)后的關(guān)系并不密切。

此外，miRNA也是調(diào)控腫瘤干細(xì)胞功能的關(guān)鍵因素。相對于腫瘤組織中的蛋白分子，miRNA的穩(wěn)定性更高、調(diào)控范圍更廣。在前期實驗中，作者通過檢索PubMed、TargetScan等數(shù)據(jù)庫發(fā)現(xiàn)，多種miRNA可結(jié)合于Oct4和SOX2基因信使RNA（messenger RNA，mRNA）的3'末端非編碼區(qū)，進(jìn)而調(diào)控Oct4和SOX2基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯。Chinnathambi等[14]研究發(fā)現(xiàn)，在胚胎干細(xì)胞中miRNA-145的表達(dá)量與Oct4的表達(dá)量呈負(fù)相關(guān)。Tabrizi等[15]研究證實，miRNA-302b通過上調(diào)“干性”標(biāo)志物Oct4和SOX2的表達(dá)促進(jìn)結(jié)腸癌細(xì)胞HT-29的增殖，從而維持結(jié)腸癌細(xì)胞的“干性”和多潛能性。Fuchs等[5]建立了Oct4基因和SOX2基因沉默的腫瘤細(xì)胞模型，結(jié)果提示miRNA-27與Oct4、SOX2的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)?？紤]到miRNA表達(dá)變化是癌變發(fā)生的早期事件，因此本研究對miRNA-27的表達(dá)量進(jìn)行分析，結(jié)果顯示，miRNA-27在OSCC組織中的相對表達(dá)量較低，且可能與吸煙史、分化程度、TNM分期、T分期、N分期及5年生存率有關(guān)。提示miRNA-27的表達(dá)水平與腫瘤干細(xì)胞的增殖、分化等生物學(xué)行為可能具有某種關(guān)聯(lián)，可靶向調(diào)控某些干細(xì)胞特異性標(biāo)志基因（如Oct4和SOX2）對細(xì)胞形態(tài)學(xué)變化的誘導(dǎo)作用，從而抑制腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。本研究的多因素分析結(jié)果顯示，有吸煙史、TNM分期為Ⅲ期、N分期為N2～3期均是OSCC患者5年生存率的獨(dú)立危險因素，而miRNA-27高表達(dá)是OSCC患者5年生存率的獨(dú)立保護(hù)因素。

綜上所述，OSCC組織中miRNA-27的相對表達(dá)量較低，而Oct4蛋白、SOX2蛋白的陽性表達(dá)率較高，三者之間可能具有某種調(diào)控關(guān)系。對于同時出現(xiàn)miRNA-27低表達(dá)且Oct4蛋白和SOX2蛋白均陽性表達(dá)的OSCC患者，建議臨床密切隨訪。