Nedsat udtryk for prenyl -diphosphatsynthase subunit 2 korrelerer med reduceret overlevelse af patienter med mavekræft
Abstract
Baggrund
Identifikation af nye molekylære biomarkører vil forbedre behandlingen af patienter med gastrisk cancer (GC). Prenyl -diphosphatsynthase subunit 2 (PDSS2) er påkrævet for coenzym Q10 biosyntese og fungerer som en tumor suppressor; Men den rolle og regulatoriske mekanismer i PDSS2
i GC er ikke forstået. Formålet med denne undersøgelse var at bestemme udtryk status og reguleringsmekanismer af PDSS2
i GC.
Metoder
Foreninger mellem udtryk og methylering af PDSS2
blev evalueret ved hjælp af GC-cellelinjer. Den kliniske betydning af PDSS2
udtryk blev evalueret ved hjælp af 238 par af kirurgisk resektion gastrisk væv med undergruppe analyse baseret på GC undertyper.
Resultater
udtryk for PDSS2
mRNA blev reduceret i 73% af GC celle linjer sammenlignet med kontrollen ikke-cancercelle. Den PDSS2
promotor blev hypermethyleret i celler med nedsat PDSS2
udtryk, og behandle disse celler med en methylering hæmmer reaktiveret PDSS2
udtryk. GC væv udtrykte betydeligt lavere gennemsnitlige niveauer af PDSS2
mRNA sammenlignet med tilstødende normale væv (P
< 0,001). Ekspressionsmønsteret for PDSS2 protein var i overensstemmelse med den af dets mRNA. Faldet i PDSS2
mRNA-ekspression i GC væv (mindre end halvdelen af niveauet af ekspression detekteres i de tilsvarende normale tilstødende væv) korrelerede signifikant med forhøjede niveauer af kulhydrat-antigen 19-9 (P
= 0,015), lymfekirtel metastaser (P
= 0,022), og kortere gentagelse overlevelse efter kurativ resektion (P
= 0,022). Endvidere multivariat analyse identificeret PDSS2
mRNA udtryk som en selvstændig prognostisk faktor (hazard ratio 1,95, 95% konfidensinterval 1,22-3,09, P
= 0,005), og dens udtryk mønster og prognostisk betydning var ens blandt tre GC undertyper .
konklusioner
PDSS2
koder en formodet tumor suppressor, og vi viser her, at dets ekspression blev reguleret af hypermethylering sin promotor i GC celler. Hæmning af PDSS2
mRNA-ekspression kan tjene som en ny biomarkør for alle typer af GC.
Nøgleord
mavekræft prenyl -diphosphatsynthase subunit 2 Expression methylering Undertype Baggrund
Selvom forekomsten af mavekræft (GC) er faldende i de fleste udviklede lande, er det stadig en af de mest almindelige årsager til kræft-relaterede dødsfald på verdensplan [1] - [3]. Passende stratificering af patienter er et centralt aspekt af individualiseret behandling, hvilket fører til reduktion af dødeligheden fra denne kræft [4], [5].
Ifølge dets epidemiologi, patologi, og placering i kroppen, GC er anerkendt som tre særskilte maligniteter opstået i samme organ [6] - [8]. Shah et al. [9] foreslået en overbevisende klassificering af GC ifølge histopatologiske og anatomiske kriterier som følger: (1) proximale nondiffuse GC hvor tumoren er placeret hovedsageligt i gastrisk Cardia med tegn på precursor glandulær dysplasi eller in situ carcinom i nærvær af kronisk inflammation , som regel uden atrofi; (2) diffus GC, som kan være placeret et vilkårligt sted i maven uden tilsyneladende gastritis, der udviser en helt diffus mønster af infiltration af celler med et dårligt differentieret fænotype; og (3) distale nondiffuse GC, som er placeret hovedsageligt i den distale mave med dokumentation for kronisk gastritis, der er overvejende differentieret eller udviser en intestinal fænotype. I denne undersøgelse demonstrerede de, at de tre GC undertyper er kendetegnet ved deres genekspressionsprofiler. Derfor bør den genetiske mangfoldighed af GC undertyper ses i undersøgelser af genetiske og epigenetiske ændringer relateret til gastrisk carcinogenese og progression.
Prenyl -diphosphatsynthase subunit 2 (PDSS2
) blev identificeret i 2005 [10], og beviser indikerer at det virker som en tumorsuppressor [11], [12]. PDSS2
er påkrævet for syntesen af coenzym Q10 (CoQ10) [13], [14], som er syntetiseret i den mitokondriske indre membran og spiller en afgørende rolle i den mitokondriske respiratoriske kæde, pyrimidinnukleosid biosyntese, og modulering af apoptose [15]. PDSS2
bopæl inden for kromosomale locus 6q16.3-21, et sted med hyppig mikrosatellit DNA ustabilitet og tab af heterozygositet (LOH) i GC [16], [17], støtter sin rolle som en tumor suppressor i gastriske epitelceller . Endvidere kan PDSS2
undertrykke udviklingen af maligne melanomer og lungekræft [11], [12]. Desuden Chen et al. rapporterede, at tvungen overekspression af PDSS2
fører til apoptose i en GC-cellelinie ved at forårsage standsning af cellecyklus i G0 /G1-fasen [18]. Disse rapporter førte os til at lave en hypotese, at PDSS2
er en potentiel GC-relateret gen og en kandidat af hidtil ukendt klinisk relevant prognostisk markør for GC.
I denne undersøgelse ekspression og status for methylering af PDSS2
i GC blev bestemt til at vurdere den kliniske betydning og reguleringsmekanismer af PDSS2
udtryk i GC. Vores resultater viser, at PDSS2
udtryk giver en potentiel klinisk biomarkør for progression og gentagelse af GC.
Materiale og metoder
Etik
Denne undersøgelse var i overensstemmelse med de etiske retningslinjer af World Medical Association Helsinki-deklarationen -Ethical principper for medicinsk forskning med mennesket som forsøgsperson og er blevet godkendt af Institutional Review Board of Nagoya University, Japan. Skriftligt informeret samtykke til brug af kliniske prøver og data, som kræves af den institutionelle Review Board, blev opnået fra alle patienter [4].
Prøvetagning
Eleven GC cellelinier (H111, KATOIII, MKN1, MKN28, MKN45 , MKN74, NUGC2, NUGC3, NUGC4, SC-2-NU og SC-6-LCK) og CCL-241 (ikke-kræft cellelinie afledt fra tyndtarmen) blev opnået fra American Type Culture Collection (Manassas, VA, USA) eller Tohoku University, Japan. GC-cellelinier blev dyrket ved 37 ° C i RPMI-1640 (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) suppleret med 10% føtalt bovint serum i en atmosfære indeholdende 5% CO
2. For CCL-241, blev 30 ng /ml af den epidermale vækstfaktor (Sigma-Aldrich) tilsættes i mediet. Primære GC væv og tilsvarende normale tilstødende væv blev indsamlet fra 238 patienter, som gennemgik gastrisk resektion for GC på Nagoya University Hospital mellem 2001 og 2012. Patienter, der fik neoadjuverende terapi blev udelukket, fordi det var vanskeligt at få kræftceller fra arrede væv. Prøver blev klassificeret histologisk ved hjælp af den 7. udgave af Union for International Cancer Control (UICC) klassifikation [19]. Relevante klinisk-patologiske parametre blev erhvervet fra medicinske journaler. For at vurdere, om ekspressionsniveauet af PDSS2
korreleret med tumor fænotype, blev patienterne inddelt i tre grupper efter definitionen af GC undertyper i henhold til kriterierne i Shah et al. [9] som følger: proksimal nondiffuse, diffus, og distal nondiffuse type. Siden 2006 er adjuverende kemoterapi med S-1 (en mundtlig fluorerede pyrimidin) administreret til alle UICC stadium II-III patienter med GC medmindre kontraindiceret af patientens tilstand [20]. Patienterne blev fulgt mindst en gang hver 3. måned i 2 år efter operationen og derefter hver 6. måned i 5 år eller indtil døden. Fysisk undersøgelse, laboratorieundersøgelser, og forbedret computertomografi (bryst og bughulen) blev udført ved hvert besøg. Kemoterapi for patienter med fjernmetastaser eller efter fornyet blev bestemt ved lægens skøn.
Vævsprøver blev straks nedfrosset i flydende nitrogen og opbevaret ved -80 ° C. Tumor prøver uden nekrotiske områder (ca. 5 mm 2) blev udtrukket ved grov observation og kun prøver bekræftet at omfatte mere end 80% tumorkomponenter af H &E farvning blev inkluderet i denne undersøgelse. Tilsvarende normale hosliggende ventrikelslimhinder prøver > 5 ° cm fra kanten af tumorerne blev opnået fra den samme patient [21]
Kvantitativ real-time revers-transkription polymerasekædereaktion (QRT-PCR)
Totale RNA'er. (10 ug pr prøve) blev isoleret fra 11 GC-cellelinjer, CCL-241, blev 238 primær GC væv og tilsvarende normale tilstødende væv bruges til at generere cDNA, der blev amplificeret under anvendelse specifikke PCR-primere (Yderligere fil 1: tabel S1). Real-time detektion af SYBR® Green fluorescensintensitet blev udført under anvendelse af et ABI StepOnePlus Real-Time PCR System (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA). Udtrykket af GAPDH
mRNA blev kvantificeret i hver prøve for standardisering. De QRT-PCR-reaktioner i hver prøve blev udført tre gange. Ekspressionsniveauet af hver prøve er vist som værdien af PDSS2
amplikonet divideret med den for GAPDH
[22]. PDSS2
mRNA-ekspression blev defineret som faldt i GC væv når dens niveau var mindre end halvdelen af den tilsvarende normale tilstødende væv.
Analyse af promotorregionen af PDSS2
Nucleotidsekvensen af PDSS2
promotorregionen blev analyseret for at bestemme tilstedeværelsen eller fraværet af CpG-øer, der er defineret som følger: mindst 200 bp DNA-region med en høj GC-indhold (> 50%) og en observeret CpG /forventet CpG-forhold ≥0.6 [23] . Vi brugte CpG Island Searcher software (http:.. //Cpgislands USC edu /) til at bestemme placeringen af CpG øer [24]
Methylering-specifik PCR (MSP) og bisulfit sekvensanalyse
. PDSS2
besidder et CpG ø nær dets promotorregion, og vi antager, at afvigende methylering er ansvarlig for at regulere transkriptionen af PDSS2
i GC. DNA-prøver fra 11 GC cellelinier behandlet med bisulfit blev underkastet MSP og nukleotidsekvensanalyse [25]. Primersekvenserne anvendes til MSP og bisulfit sekventering er anført i supplerende fil 1: Tabel S1
5-Aza-2'-deoxycytidin (5-aza-dC) behandling
at vurdere forholdet mellem promotor hypermethylering til PDSS2.
transkription, GC-celler (1,5 x 10 6) blev behandlet med 5-aza-dC (Sigma-Aldrich) til at inhibere DNA-methylering og dyrket i 6 dage med udskiftning af medium på dag 1, 3 og 5. RNA blev ekstraheret, og RT-PCR blev udført som beskrevet [7].
Immunhistokemi (IHC)
IHC analyse af lokaliseringen af PDSS2 blev udført under anvendelse af et monoklonalt muse-antistof mod PDSS2 (ab119768, Abcam, Cambridge, UK ) fortyndet 1: 150 i antistoffortyndingsmiddel (Dako, Glostrup, Danmark) til sonde 30 repræsentative formalinfikserede og paraffinindstøbte sektioner af velbevaret GC væv tidligere [3] beskrevet. Farvningsmønstre blev sammenlignet mellem GC'ers og de tilsvarende normale tilstødende væv. For at undgå subjektivitet blev prøverne randomiseret og kodet før analyse af to uafhængige observatører, der var uvidende om status af prøverne. Hver observatør evalueret alle prøver mindst to gange for at minimere intra-observatør variation [7].
Evaluering af den kliniske betydning af PDSS2 udtryk
Korrelationer mellem mønstret af PDSS2
mRNA-ekspression og klinisk-patologiske parametre blev evalueret i henhold til forskellene mellem de tre GC undertyper. Undergruppeanalyse af overlevelse ifølge GC subtype blev udført for at bestemme indflydelsen af PDSS2
ekspression på patienternes resultater.
Statistisk analyse
relative niveauer af mRNA-ekspression (PDSS2 /GAPDH Salg) mellem GC og tilstødende normale væv blev analyseret ved anvendelse af Mann-Whitney U
test. Den χ
2 test blev anvendt til at analysere betydningen af sammenhængen mellem udtryk og methylering status PDSS2
og klinisk-patologiske parametre. Sygdomsspecifikke og sygdomsfri overlevelse blev beregnet under anvendelse af Kaplan-Meier-metoden, og forskellen i overlevelseskurver blev analyseret under anvendelse af log-rank test. Vi udførte multivariate regressionsanalyse til at opdage prognostiske faktorer ved hjælp af Cox proportional hazard model og variabler med P
< 0.05 blev indgået den endelige model. Alle statistiske analyser blev udført ved anvendelse af JMP 10 software (SAS Institute Inc., Cary, NC, USA). En værdi på P
< 0.05 blev betragtet som statistisk signifikant.
Resultater
Identifikation af en CpG ø i PDSS2 promotor
En CpG Øen blev identificeret i PDSS2
promoter region ved hjælp af CpG Island Searcher. Egenskaberne af CpG øen er som følger: 1655 bp, 55,9% GC, og 0,70 Observeret CpG /forventet CpG-forhold (figur 1A). Derfor vi hypotese, at hypermethylering af CpG øer regulerer ekspressionen af PDSS2
i GC. Figur 1 Methylering analyser af PDSS2 i GC cellelinier. (A) The CpG island angivet af den blå linie er centreret på PDSS2
transskriptionsinitieringsstedet strækker opstrøms ind i promotorregionen. (B) Bar grafer angiver PDSS2
mRNA ekspressionsniveauer i CCL-241 (styre ikke-kræft celle) og GC cellelinier før eller efter 5-aza-dC behandling. status for methylering af PDSS2
promotoren blev vurderet ved anvendelse MSP, og resultaterne er indesluttet i kassen. M, methyleret; pM, delvist methyleret; U, umethyleret. (C) Repræsentative resultater af bisulfit sekvensanalyse. Alle CpG steder i KATOIII celle blev bevaret som CG og de af MKN74 blev konverteret til TG.
PDSS2 mRNA-ekspression og methylering status i GC cellelinjer
Væsentlige fald i PDSS2
mRNA-niveauer blev påvist i syv (73 %) af 11 GC cellelinjer sammenlignet med ekspressionsniveauet af CCL-241-celle (data for GC væv er beskrevet nedenfor). Der var ingen synlig forskel i ekspressionsniveauer mellem cellelinjer afledt fra differentierede og udifferentierede GCS (figur 1B). Hypermethylering af PDSS2
promotoren blev detekteret i MKN1, SC-2-NU, KATOIII, MKN45, og NUGC3 celler (Figur 1B). For at bestemme hvorvidt hypermethylering af PDSS2
promotoren inhiberede transkription, blev mRNA-ekspressionsniveauer sammenlignet før og efter behandling af celler med den methylering inhibitor 5-aza-dC. PDSS2
mRNA niveauer blev restaureret i celler med nedreguleret PDSS2
udtryk ledsager hypermethylering efter 5-aza-dC behandling (figur 1B), hvilket indikerer, at promotor hypermethylering hæmmede PDSS2
transskription i GC. Repræsentative kromatogrammer af sekvensanalyse af PDSS2
promotorregionen i MKN28 (komplet methylering) og NUGC4 (fravær af methylering) celler er vist i figur 1C.
Patientkarakteristika Salg Patientpopulationen omfattede 179 mænd og 59 kvinder i alderen fra 20 til 84 år (65,3 × 11,7 år, betyder × standardafvigelse). Patologisk blev 139 og 99 patienter diagnosticeret med udifferentieret og differentieret GC hhv. Patienterne blev klassificeret i de tre GC fænotyper som følger: nondiffuse, 54; diffus, 48; og distal nondiffuse, 136. Ifølge den 7. udgave af UICC klassificering, 58, 40, 71 og 69 patienter var i trin I, II, III og IV, hhv. Et hundrede fireogtres patienter i trin I-III gennemgik R0 resektion. Sixty af de 69 patienter i UICC stadie IV blev diagnosticeret som trin IV på grund af positiv peritoneal lavage cytologi, lokaliseret peritoneal metastase eller fjernt lymfeknude metastaser. Otte af patienterne i fase IV havde synkrone levermetastaser, en havde lunge metastase, og de fik gastrektomi formål at kontrollere blødning eller obstruktion for passagen af fødevarer.
Ekspressionsniveauer af PDSS2 mRNA og protein i kirurgisk resektion væv
betyde ekspressionsniveauet af PDSS2
mRNA var lavere i GC væv sammenlignet med det for normale tilstødende væv (P
< 0,001); der var imidlertid ingen signifikant forskel i PDSS2
mRNA ekspressionsniveauer mellem patienter med udifferentierede eller differentierede GC (Figur 2A). Ekspressionsmønsteret for PDSS2 blev evalueret under anvendelse IHC. Repræsentative tilfælde med reduceret PDSS2 farvning af GC væv er vist i figur 2B. Samlet set farvningsmønstrene af PDSS2 var i overensstemmelse med de QRT-PCR data. Figur 2 Ekspression analyser af PDSS2 i kliniske prøver. (A) Det gennemsnitlige niveau af PDSS2
mRNA i GC væv sammenlignet med de tilsvarende normale tilstødende væv og i GC væv mellem patienter med udifferentieret GC og differentieret GC. (B) Repræsentant IHC data sammenligning PDSS2 udtryk i tumor og tilstødende normale tilstødende væv (forstørret 100 × og 400 ×). N, normal tilstødende væv; T, tumorvæv.
Prognostiske konsekvenser af PDSS2 mRNA ekspressionsniveauer
Ekspressionen af PDSS2
mRNA i GC væv blev reduceret i 76 (32%) af 238 patienter (mindre end halvdelen af niveauet af ekspression påvist i den tilsvarende normale tilstødende væv). Sygdommen-specifikke overlevelsesraten for patienter med nedsatte niveauer af PDSS2
mRNA i GC'ers var signifikant lavere sammenlignet med dem uden (5-årige overlevelsesrater, 36% og 64%, henholdsvis P
< 0,001, figur 3A). Nedsatte niveauer af PDSS2
mRNA i GC'er var signifikant associeret med kulhydrat-antigen (CA) 19-9 > 37 IU /ml og lymfeknudemetastaser (tabel 1). Univariate analyser af sygdomsspecifikke overlevelse viste, at GC undertype (proksimal nondiffuse eller diffuse), CA 19-9 > 37 IU /ml, tumor størrelse (≥50 mm), pt4, udifferentieret tumor, lymfe involvering, invasion fartøj, invasiv vækst, lymfeknude metastase, positiv peritoneal lavage cytologi, og faldt PDSS2
mRNA-ekspression i GC væv var signifikante prognostisk faktorer af negative resultater. Multivariat analyse identificeret faldt PDSS2
mRNA udtryk som en selvstændig prognostisk faktor (hazard ratio 1,95, 95% konfidensinterval 1,22-3,09, P
= 0,005, tabel 2). Den proportionale farer antagelse i Cox modellen blev vurderet med modeller, herunder tid-for-kovarianteffekter interaktioner og ingen væsentlige overtrædelser blev fundet i modellen. Figur 3 Prognostiske konsekvenser af PDSS2 mRNA-ekspression i patienter med GC. (A) Disease-specifik overlevelse af patienter med nedsat PDSS2
mRNA i GC væv. (B) (C) Sygdom-specifik (B) og tilbagefald-fri (C) overlevelse blandt 168 patienter, som gennemgik R0 resektion.
Tabel 1 associering mellem ekspressionsniveauet af PDSS2 mRNA og klinisk-patologiske parametre for 238 patienter
variabler
DecreasedPDSS2
mRNA i GC væv (n)
Andre (n)
P
værdi
Age
0,408
< 65 år
29
71
≥ 65 år
47
91
Køn
0,551
Mand
59
120
Female
17
42
Undertype
0,298
proksimal nondiffuse
22
32
Diffus
14
33
Distal nondiffuse
40
96
carcinoembryonisk antigen (ng /ml)
0.490
≤ 5
59
132
> 5
17
30
Kulhydrat antigen 19-9 (IU /ml)
0,015 *
≤ 37
55
139
> 37
21
23
Tumor størrelse (mm)
0,104
< 50
29
80
≤ 50
47
82
Tumor dybde (UICC)
0,419
PT1
14
32
pT2
6
24
pT3
19
33
pT4
37
73
Differentiering
0,217
Differentieret
36
63
Udifferentieret
40
99
lymfatisk involvering
0,201
Fraværende
8
27
Præsenter
68
135
Vessel invasion
0,535
Fraværende
31
73
Præsenter
45
89
infiltrativ vækst typen
0,443
Invasiv vækst
24
59
Ekspansiv vækst
52
102
Lymfeknude metastaser (UICC)
0,022 *
PN0
19
70
PN1
8
19
pN2
12
24
pN3
37
49
Peritoneal lavage cytologi
0,306
Negativ
57
131
Positiv
19
31
Distant metastase (UICC)
0,228
M0
50
119
M1
26
43
* Statistisk signifikant (P
< 0,05). GC, gastrisk cancer; UICC, Union for International Cancer Control.
Tabel 2 Prognostiske faktorer for sygdomsspecifikke overlevelse af 238 patienter
Variabler
n (%)
univariat
multivariable
Hazard ratio
95% CI
P Drømmeholdet værdi
Hazard ratio
95% CI
P Drømmeholdet værdi
Alder (≥65)
138 (58%)
1,04
0,67-1,61
0,843
Køn (hun)
59 (25%)
1,29
0,79-2,05
0,301
Subtype (distal nondiffuse)
136 (57%)
0,43
0,28-0,67
< 0.001
0,64
0,40-1,01
0,056
carcinoembryonisk antigen (> 5 ng /ml)
47 (20%)
1,48
0,86-2,42
0,149
Kulhydrat antigen 19-9 (> 37 IU /ml)
44 (18%)
1,98
1,17-3,20
0,012
1,23
0,71-2,06
0,445
Tumor størrelse (≥50 mm)
129 (54%)
2,86
1,78-4,80
< 0,001
1,40
0,83-2,42
0,211
Tumor dybde (pT4, UICC)
110 (46%)
4,17
2,61-6,88
< 0,001
1,38
0,78-2,50
0,273
Tumor differentiering (udifferentieret)
139 (58%)
2,03
1,28-3,32
0,002
1,45
0,83-2,60
0,197
lymfatisk involvering
203 (85%)
6,31
2,36-25,8
< 0,001
1,45
0,45-6,50
0,559
Vessel invasion
134 (56%)
2,65
1,66-4,37
< 0,001
1,75
1,07-2,97
0,026 *
Invasiv vækst
83 (35%)
3,03
1,97 - 4,70
< 0,001
1.19
0,70-2,05
0.520
lymfeknudemetastase
149 (63%)
7,02
3,70-15,1
<0,001
1,38
0,56-3,81
0,503
Peritoneal lavage cytologi (positiv)
50 (21%)
4,33
2,76-6,74
< 0,001
1,87
1,14-3,06
0,014 *
UICC stadium (III-IV)
140 (59%)
9.68
4,97-21,8
< 0,001
2,63
0,94-7,83
0,065
Nedsat PDSS2
mRNA i GC'ers
76 (32%)
2,18
1,40-3,37
< 0,001
1,91
1,19-3,04
0,008 *
* Statistisk signifikant i multivariat analyse. GC, gastrisk cancer; CI, konfidensinterval; UICC, Union for International Cancer Control.
Af de 168 patienter, som gennemgik R0 resektion, den sygdomsspecifikke overlevelsesrate var signifikant lavere for dem med nedsat PDSS2
mRNA ekspression i GC'er (n = 50) sammenlignet med dem uden (n = 118) (5-årige overlevelsesrater, 50% og 77%, henholdsvis P
= 0,006, figur 3B). Patienter med nedsat PDSS2
mRNA-ekspression i GC'ers oplevet markant tidligere tilbagefald efter operation sammenlignet med dem uden (2-årige gentagelse-fri overlevelse, 64% og 84%, henholdsvis P
= 0,022, figur 3C). Indledende tilbagefald lokaliteter af 43 recidiverende patienter med nedsat PDSS2
mRNA-ekspression i GC'er var peritoneal i 21 (49%), lever i 6 (14%), lymfeknude i 13 (30%) og andre (f.eks lunge og knogle) hos 3 patienter. På den anden side dem af 61 recidiverende patienter uden reducerede PDSS2
var peritoneal i 35 (57%), lever i 10 (16%), lymfeknude i 8 (13%) og andre i 8 patienter. Patienter med nedsat PDSS2
mRNA-ekspression i GC'er var tilbøjelige til at have en node tilbagefald, selvom det ikke nåede statistisk signifikans.
Undergruppe analyse af PDSS2 udtryk ifølge GC undertype
Mean PDSS2
mRNA-ekspression niveauer var ækvivalente i GC og normale tilstødende væv (figur 4A). Ligeledes den prognostiske værdi af nedsat PDSS2
mRNA-ekspression i GC'ers var sammenlignelig blandt de tre GC undertyper (figur 4B). Figur 4 Undergruppe analyse af GC undertyper. (A) PDSS2
mRNA-ekspressionsniveauer blandt de tre GC undertyper både GC og normale tilstødende væv. (B) Sammenligning af sygdomsspecifikke overlevelse af patienter med og uden nedsat PDSS2
mRNA-ekspression i GC'ers af hver GC undertype.
Diskussion
PDSSs er heterotetramere enzymer omfatter underenheder kodet af PDSS1
(10p12. 1) og PDSS2
[10], [12]. PDSS aktivitet kræver begge underenheder [10], [14], [15]. Foreningen af PDSS2
med GC blev betragtet på grund af sin kromosomal placering (6q21), og på grund af dets inaktivering eller tab fra visse maligniteter [16], [26]. Her viser vi, at PDSS2
mRNA heterogent blev udtrykt i GC cellelinier, og dets ekspression blev inhiberet i 73% og 32% af GC cellelinjer og tumorvæv hhv. Vi har detekteret hypermethylering af PDSS2
promotor i fem (45%) af 11 GC cellelinjer med signifikant nedsatte niveauer af PDSS2
udtryk. Endvidere blev PDSS2
transskription genaktiveret efter celler blev behandlet med en inhibitor af DNA-methylering. Disse resultater er de første til vores viden at vise, at promotor hypermethylering regulerer PDSS2
transskription. Imidlertid blev PDSS2
udtryk faldt i nogle GC celler uden hypermethylering. Fordi kromosom 6Q er en hyppig site af LOH i GC [17], [26], [27], LOH kan regulere PDSS2
udtryk så godt.
Der har været en rapport, der viser, at PDSS2
blev udtrykt ved nedsat eller upåviselig ekspression i et lille antal biopsi GC-prøver [18]. I den foreliggende undersøgelse, analyserede vi 238 kirurgiske eksemplarer af tumorer og den tilsvarende uengagerede væv for at opnå yderligere indsigt i den kliniske betydning af PDSS2
til udtryk i GC. I overensstemmelse med analyser af malignt melanom og lungekræft [11], [12], de fleste patienter med GC nærede et nedsat niveau af PDSS2
mRNA i GC væv, og den gennemsnitlige PDSS2
udtryk niveau var faldet betydeligt i GC sammenlignet med normale tilstødende væv. IHC blev gennemført for at bestemme, om mRNA-niveauet afspejlede PDSS2
proteinekspression. Fordi IHC resultater viste, at mRNA-data var i overensstemmelse med proteinniveauet, blev efterfølgende analyser udført ifølge mRNA data, som er mere modtagelig for den kvantitative analyse [7], [23].
Nedsat PDSS2
mRNA-ekspression i GC'ers var signifikant associeret med forhøjede præoperative CA19-9 niveauer og lymfeknudemetastaser og blev identificeret som en uafhængig prognostisk faktor. Desuden patienter med nedsat PDSS2
mRNA-ekspression i GC væv oplevet markant tidligere tilbagefald efter R0 resektion. For nylig, Chen et al. undersøgte tumor-undertrykkende aktivitet af PDSS2
i lungekræft [28]. De rapporterede, at den tvungne overekspression af PDSS2
forårsagede massiv celledød gennem apoptotiske veje og signifikant inhiberede kolonidannelse og der var en omvendt korrelation mellem PDSS2
ekspression og gelsolin ekspression, som vides at inhibere apoptose og forbedre celleinvasion og metastaser [29], selv om PDSS2 ikke påvirkede følsomheden af kræftcellerne til kemoterapeutiske lægemidler [28]. Denne tumor undertrykkende mekanisme PDSS2
kan anvendes på GC samt.
Ekspressionsmønsteret for PDSS2
mRNA og dens prognostiske virkning var ens blandt de tre GC undertyper (proksimal nondiffuse, diffus, og distal nondiffuse) , hvilket indikerer, at PDSS2
udtryk påvirker patogenesen af alle typer af GC. Shah et al. rapporterede, at en tredjedel af amplificerede gener, herunder eventuelt PDSS2
viste ækvivalent ekspressionsmønster mellem de tre GC undertyper [9].
GC er en af de tumorer med en høj frekvens af afvigende methylering, og det ofte udviser CpG øen methylator fænotype [30], [31]. Ekspressionen af et stort antal gener undertrykkes af CpG island hypermethylering i GC-celler, herunder de, der koder tumorsuppressorer, cellecyklus-regulatorer, induktorer og bødler apoptose, proteiner, der fremmer den invasive fænotype, og DNA mismatch reparation enzymer [32]. Disse epigenetiske ændringer kan tjene som biomarkører, der belyser en forøget metastatisk potentiale og aggressiv tumor fænotype [33] samt terapeutiske mål [34]. Derfor vil identifikation af andre gener, som er reguleret af methylering i GC celler sandsynligvis forbedre forvaltningen af GC
tumor undertrykkende funktion PDSS2
understøttes af de nuværende resultater som følger:. (1) faldt ekspressionen af PDSS2
blev hyppigt påvist i GC væv, (2) den gennemsnitlige niveau af PDSS2
udtryk var signifikant lavere i GC væv, og (3) faldt ekspressionen af PDSS2
var forbundet med tidlig recidiv og efterfølgende dårlig prognose. PDSS2
ekspressionsniveauerne i biopsi væv opnået ved hjælp af endoskopisk kontrol prøver eller i kirurgiske prøver kan være nyttig til at forudsige tidlig recidiv og dårlig prognose, som sandsynligvis vil støtte bestræbelser på at designe mere effektive terapeutiske strategier.
Denne undersøgelse var begrænset af dens mangel på tilstrækkelig funktionel analyse af PDSS2
, hvilket temperament den konklusion, at det virker som en tumor suppressor i GC. Yderligere undersøgelser herunder pathway analyse i gastrisk carcinogenese og funktionel analyse forventes at afklare de molekylære mekanismer bag de biologiske aktiviteter af PDSS2
i GC.
Konklusion
Afslutningsvis vores resultater støtter den konklusion, at ekspressionen af formodet tumorsuppressorgen PDSS2
reguleres af promotor hypermethylering i GC celler og indikerer. Vores resultater indikerer endvidere, at nedsat ekspression af PDSS2
mRNA kan repræsentere en ny biomarkør for progression og gentagelse af alle typer af GC.
Forfattere bidrag
MK, HO, FS, DS, HT, RH og KM udført eksperimenter og dataanalyse. DK, CT, SY, TF, GN, HS, MK, MF og YK indsamlede sager og kliniske data. MK og SN udtænkt og designet undersøgelsen og udarbejdet den oprindelige manuskript. YK overvåget projektet. Alle forfattere har bidraget til den endelige manuskript.