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子宫内膜癌(内膜癌)是女性生殖系统最常见的恶性肿瘤。传统的二分类法依据ERα表达情况将其分为I型(ERα表达阳性,雌激素依赖,分化好,对孕激素治疗有良好反应,预后较好)和II型(ERα表达阴性,非雌激素依赖,分化差,对孕激素治疗反应不良,预后较差)。然而,有高达20%的I型内膜癌复发,更有50%的II型内膜癌不复发。此外部分I型内膜癌对孕激素治疗无反应且预后较差,而少数II型内膜癌在孕激素治疗中却会出乎意料的发生反应且预后也较好。基于两者在临床上存在相当程度的交叉重叠现象,其在内膜癌治疗及诊断预后中的价值受到限制。因而,加强内膜癌发生及进展的基础研究,对内膜癌复发及转移进行早期预测、诊断及预后评估等是内膜癌研究的前沿课题,对于提高内膜癌患者生存率具有重要科学意义。 EFEMP1(Epidermal growth factor-containing fibulin-like extracellular matrix protein1)属于Fibulin家族的细胞外糖蛋白,其发挥致癌基因或抑癌基因作用根据肿瘤微环境而不同。其中在女性恶性肿瘤中,研究结果也存在差异。宫颈癌中证实通过促微血管形成导致肿瘤侵袭转移能力增强。而在另一雌激素依赖性肿瘤乳腺癌的研究中,EFEMP1在肿瘤组织中表达下调,发挥抑癌基因的作用。然而内膜癌中EFEMP1的作用尚未明确。 本课题拟从四个方面进行研究: (1)检测内膜癌细胞及组织样本中EFEMP1的表达,并分析其与病理参数的关系; (2)探讨EFEMP1启动子区CpG岛甲基化与内膜癌中EFEMP1表达下调的关系; (3)通过上调及下调EFEMP1表达,体内外检测其对内膜癌细胞增殖、侵袭及迁移能力的影响; (4)进一步探讨内膜癌中EFEMP1基因在上皮间充质转化过程中的作用及潜在机制。 第一部分 EFEMP1在子宫内膜癌组织及细胞系中的表达 目的:检测内膜癌细胞株及组织标本中EFEMP1的表达水平,分析与临床病理参数的关系。 方法:利用荧光定量 PCR及 Westernblot方法检测内膜癌细胞株 Iskhikawa,RL95-2,AN3CA,KLE,SPEC-2,HEC-1B中EFEMP1mRNA及蛋白水平的表达;免疫组织化学的方法检测人正常子宫内膜,不典型增生内膜及内膜癌中EFEMP1表达,并通过免疫组织化学半定量评分分析EFEMP1表达水平及与临床病理参数的关系。 结果: (1)细胞系中表达:与原代培养的正常子宫内膜细胞相比,Iskhikawa,RL95-2,AN3CA,KLE,SPEC2,HEC-1B细胞中EFEMP1mRNA表达量分别为正常内膜上皮细胞的15.1%,61.2%,16.5%,43.61%,0.56%,0.48%,均P<0.05;通过Western blot检测其在蛋白水平表达也显著降低。 (2)组织中表达:通过免疫组化半定量评分分析显示EFEMP1表达阳性率在正常子宫内膜中为(32/40)80%,不典型增生内膜为(7/10)70%,内膜癌为(16/84)19%,在内膜癌组织中表达显著降低。 (3)与病理参数关系:EFEMP1阳性表达率在淋巴结转移阳性内膜癌中为3.7%(1/27),而淋巴结转移阴性内膜癌中为26.3%(15/57),两者呈负相关,P=0.014。 结论:EFEMP1在内膜癌细胞及组织中表达降低,且与肿瘤分期及淋巴结转移相关,提示EFEMP1可能抑制内膜癌的恶性进展。 第二部分内膜癌中EFEMP1基因启动子区域表观遗传学改变 目的:探讨EFEMP1启动子高甲基化与内膜癌中表达降低的关系。 方法:应用甲基化特异性PCR(MSP)检测各株内膜癌细胞、新鲜冰冻正常子宫内膜及子宫内膜癌组织中EFEMP1启动子区域甲基化状态;亚硫酸盐修饰后测序(BSP)检测样本中EFEMP1基因启动子区域CpG岛甲基化概率;DNA甲基转移酶抑制剂(5-氮杂-2-脱氧胞嘧啶核苷即5-aza-dC)及组蛋白去乙酰化酶抑制Trichostatin A(TSA)处理内膜癌细胞,检测EFEMP1启动子区域甲基化水平,荧光定量PCR及Western blot检测EFEMP1表达变化。 结果: (1)MSP:内膜癌组织中发生EFEMP1启动子区域甲基化概率为67%(65/97),明显高于正常内膜组织10%(4/40);在6株子宫内膜癌细胞中HEC-1B,SPEC2,AN3CA细胞中检测到EFEMP1启动子区域的甲基化条带,并且EFEMP1表达水平显著低于未检测到EFEMP1甲基化的RL95-2及KLE细胞。 (2)免疫组织化学半定量评分分析43例内膜癌组织不同甲基化状态下EFEMP1蛋白表达水平,EFEMP1表达下降与其启动子甲基化负相关,P=0.03。 (3)5-aza-dC及 TSA处理EFEMP1启动子区域甲基化的HEC-1B、SPEC-2及AN3CA内膜癌细胞株,可逆转EFEMP1表达水平及甲基化状态。 (4)BSP:亚硫酸盐修饰后测序免疫组化半定量评分不同的内膜癌组织及5-aza-dC、TSA处理前后内膜癌细胞EFEMP1启动子区域CpG岛甲基化概率,HEC-1B及RL95-2细胞CpG岛甲基化概率分别为86.7%及5.3%;非甲基化的正常子宫内膜(N1)及内膜癌组织(T3)甲基化概率分别为0%及3.3%;内膜癌中免疫组化评分高组织伴随EFEMP1甲基化水平低,而内膜癌免疫组化评分低的组织EFEMP1甲基化概率高。 结论:在子宫内膜癌中EFEMP1基因启动子GpG岛高甲基化导致其表达水平降低。 第三部分EFEMP1对内膜癌细胞生物学行为的影响 目的:探索EFEMP1对子宫内膜癌细胞增殖、侵袭、迁移及体内成瘤能力的影响。 方法:在子宫内膜癌细胞中转染干扰及过表达EFEMP1质粒,通过MTT、平板克隆实验、Transwell及划痕实验对各组细胞分别进行增殖、侵袭、迁移能力检测;构建过表达EFEMP1稳转细胞株通过裸鼠荷瘤实验检测EFEMP1对内膜癌细胞致瘤能力的作用。 结果: (1)转染效果检测:HEC-1B细胞转染EFEMP1过表达质粒,通过G418加压筛选构建稳转细胞株,EFEMP1mRNA水平上调约500倍(P<0.01);KLE细胞瞬时转染EFEMP1小干扰RNA,下调效率为75%;RL95-2细胞转染EFEMP1干扰质粒构建稳转株,EFEMP1 mRNA水平下调90%。 (2)细胞增殖:细胞干扰EFEMP1表达后培养第4天显著促进RL95-2细胞增殖;细胞过表达EFEMP1后第4天开始显著抑制细胞增殖。 (3)侵袭及迁移:与对照组相比,转染过表达EFEMP1质粒的HEC-1B细胞穿过小室的数量明显减少(P<0.05),迁移能力降低;干扰 EFEMP1表达的RL95-2及KLE细胞穿过小室数量显著增多,其迁移能力也明显增强(P<0.05)。 (4)内膜癌细胞中EFEMP1可抑制基质金属蛋白酶2和9的分泌,降低肿瘤侵袭能力(P<0.05)。 (5)HEC-1B细胞过表达EFEMP1可降低裸鼠成瘤能力,肿瘤体积及重量较对照组降低,Ki-67表达降低(P<0.01)。 结论:EFEMP1在子宫内膜癌细胞中发挥抑癌基因作用。 第四部分EFEMP1通过Wnt/β-catenin通路影响上皮间充质转化(EMT)过程 目的:探讨EFEMP1对内膜癌EMT过程的调控及相关信号通路探讨。 方法:免疫组织化学检测正常子宫内膜、不典型增生子宫内膜及内膜癌中EMT相关蛋白E-cadherin、Vimentin、Snail及β-catenin表达水平,并分析与EFEMP1表达的相关性;子宫内膜癌细胞株中过表达及干扰EFEMP1表达检测EMT相关指标的变化;通过TGF-β诱导EMT,检测EFEMP1在EMT发生过程中的作用;利用Wnt/β-catenin信号通路抑制剂及激动剂作用内膜癌细胞株,检测EFEMP1在内膜癌中影响EMT过程的相关信号通路;通过裸鼠腹腔转移模型验证EFEMP1对内膜癌细胞远处转移的影响。 结果: (1)与正常子宫内膜组织相比,内膜癌中E-cadherin表达显著降低,而Vimentin、Snail及β-catenin表达明显增高,差异具有统计学意义。 (2)内膜癌中EFEMP1表达与E-cadherin呈正相关(r=0.499,P<0.001),与Vimentin、Snail及β-catenin表达呈负相关(r=-0.164,-0.369,-0.299)。 (3)HEC-1B细胞中过表达EFEMP1上调E-cadherin,下调Vimentin、Snail、β-catenin的表达;相反RL95-2细胞中干扰EFEMP1表达下调上皮性标志物,上调间质性标志物的表达。 (4)TGF-β诱导EMT过程中,过表达EFEMP1抑制细胞形态由上皮性形态立方形向间质性形态如长梭形、伪足形成等转变;而干扰EFEMP1可促进细胞向间质形态的转变。 (5)过表达EFEMP1可抑制Wnt信号通路下游靶基因Cyclin-D1及c-Myc表达,而干扰EFEMP1则促进其表达。 (6)Wnt信号通路抑制剂XAV939及激动剂LiCl可逆转EFEMP1干扰及过表达对EMT相关蛋白表达的影响。 (7)Wnt信号通路抑制剂及激动剂可逆转EFEMP1干扰及过表达对细胞增殖侵袭及迁移的影响。 (8)在裸鼠腹腔转移模型中,EFEMP1过表达的HEC-1B组转移灶的形成显著少于对照组。 结论:EFEMP1通过Wnt信号通路抑制内膜癌EMT过程。