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泛素特异性蛋白酶22与原发性中枢神经系统淋巴瘤预后的关系

2020-12-25郑杰刘英丽康进生崔雪花桑琳霞李文玲

中国医科大学学报 2020年12期
关键词:泛素脑组织标志物

郑杰,刘英丽,康进生,崔雪花,桑琳霞,李文玲

(1.河北医科大学第二医院神经外科,石家庄 050000;2.河北医科大学公共卫生学院流行病与卫生统计学教研室,石家庄 050017;3.河北省人民医院神经外二科,石家庄 050051)

原发性中枢神经系统淋巴瘤(primary central nervous system lymphoma,PCNSL)临床较少见,但近年其发病率呈增高趋势且预后不佳[1-3]。绝大多数PCNSL属于弥漫性大B细胞淋巴瘤,好发部位包括基底节区、胼胝体、额叶或脑室周围结构,也可发生于眼部、脑膜和脊髓。到目前为止,其发病机制仍不十分清楚,多发生于免疫功能缺陷人群[4]。有研究[5]认为,一些遗传因素可能作为其发病和预后的标志物。泛素特异性蛋白酶22(ubiquitin-specific protease 22,USP22)是一种新的肿瘤标志基因[6-7],是新发现的一种人类去泛素酶,可表达于早期胚胎以及成人的各种组织中[8]。USP22是hSAGA的重要组成部分,通过对组蛋白H2A和H2B的去泛素化调控下游基因转录,而这些下游基因与肿瘤发生密切相关[6,9-12]。USP22的表达水平可以预测许多肿瘤的不良预后和治疗失败,如鼻咽癌、肝癌、胃癌等[13]。目前,USP22与PCNSL的关系还不清楚。因此,本研究主要探讨了USP22在PCNSL预后中的作用,为今后的治疗提供新的靶点。

1 材料与方法

1.1 病例收集

收集2010年1月至2016年1月于河北省人民医院神经外二科就诊、术后病理证实并进行放化疗的48例PCNSL患者的脑组织标本(PCNSL组织),同时收集27例脑挫裂伤患者挫伤灶脑组织标本(挫伤灶脑组织),所有组织均在手术过程中收集并及时放于液氮中保存。本研究所有患者均签署知情同意书,并通过伦理委员会审核。

1.2 RNA提取和实时定量PCR检测USP22 mRNA表达

采用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)方法检测USP22基因在48例PCNSL组织和27例挫伤灶脑组织中的表达情况。采用Trizol(美国Invitrogen公司)提取脑组织中的总RNA,并用RevertAid First Strand cDNA Synthesis Kit(美国Thermo Scientific)进行反转录。然后用Trans Start Top Green qPCR SuperMix[天根生化科技(北京)有限公司]试剂盒进行实时定量PCR。USP22引物:正向5’-TCAC CTCGAACTGCACCATA-3’,反 向5’-GAAGAAGTCCC GCAGAAGTG-3’。每个反应的终体积为20 μL,包括1 μL cDNA,上、下游引物各0.5 μL,10 μL 2×TransStart Top Green qPCR SuperMix,8 μL水。扩增循环参数:94 ℃ 5 min;94 ℃ 5 s,56 ℃15 s,72 ℃ 10 s,共40个循环。

1.3 Western blotting检测USP22蛋白表达

用冻存的PCNSL组织和挫伤灶脑组织提取总蛋白,并用Western blotting检测不同组织中USP22蛋白的表达情况。首先用SDS-PAGE分离总蛋白,将其转移至PVDF膜,并用5%脱脂奶粉室温封闭1 h,然后用抗USP22抗体(1∶500,美国Abcam公司)4 ℃过夜孵育,用0.1%TBS-T溶液洗膜3次,每次10 min;加入倍稀释的抗兔荧光抗体(1∶10 000,美国Abcam公司),避光室温孵育1 h,0.1% TBS-T溶液洗膜3次,每次10 min。应用Odyssey V3.0软件对Western blotting条带进行定量分析。

1.4 治疗与随访

PCNSL患者术前均行头MRI(平扫+强化)检查,明确病灶部位、数量和大小后行立体定向穿刺活检,病理证实为PCNSL。治疗方案采用化疗+放疗。所有患者跟踪随访至2018年1月。所有相关信息均来自河北省人民医院神经外二科的病历记录,记录患者总生存期,进行预后分析。

1.5 统计学分析

应用SPSS 21.0软件进行统计学分析。计数资料以百分数表示,采用χ2检验进行比较。计量资料以或M(P25~P75)表示,采用t检验进行比较。采用Kaplan-Meier绘制生存曲线,采用Cox模型进行多因素分析。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 临床和病理特征

本研究共纳入48例PCNSL患者,中位年龄52.4(28~74)岁。其中30例(62.5%)主要表现为头痛、头晕等颅高压症状,12例(25.0%)表现为肢体乏力、轻偏瘫等局灶性神经功能缺失症状,6例(12.5%)表现为情感障碍、记忆力减退等精神症状。按照不同年龄、不同性别等临床特征进行比较(表1),结果显示,USP22蛋白表达水平与肿瘤大小及病灶数量有关(P<0.05),肿瘤直径越大、病灶数量越多,则USP22蛋白表达水平越高,而与年龄、性别等其他临床特征无关(P>0.05)。

2.2 治疗和预后

PCNSL患者化疗方案为大剂量甲氨蝶呤单药化疗,中位疗程6(3~8)个疗程。放疗采用全脑放疗或局部放疗,中位放疗剂量30(19~60)Gy。平均生存期为(26.27±12.39)个月。

2.3 PCNSL组织与正常脑组织中USP22 mRNA和蛋白的表达差异

采用qRT-PCR检测PCNSL组织和挫伤灶脑组织标本中USP22mRNA的表达情况。结果显示,PCNSL组织USP22mRNA的表达水平明显高于挫伤灶脑组织(P<0.001,图1A),说明USP22作为肿瘤标志物的重要性;PCNSL组织USP22蛋白表达水平也明显高于挫伤灶脑组织(图1B)。

2.4 USP22表达对PCNSL预后的影响

以各标本中USP22蛋白的表达水平平均值为标准,根据USP22蛋白的表达水平将PCNSL分为低表达组(蛋白表达水平低于平均值,n=22)和高表达组(蛋白表达水平高于平均值,n=26)。Kaplan-Meier分析结果(图2)显示,在经过放化疗后的PCNSL患者中,USP22表达水平越高,预后越差。Cox回归分析(表2)显示,USP22蛋白表达水平是PCNSL的一个独立预后影响因素,USP22表达水平越高,预后越差(P<0.05);同时,病灶数量也是一个独立影响预后的因素,病灶数量越多,预后越差(P<0.05)。这些结果表明,USP22的高表达与PCNSL的发展进程和预后密切相关。

表1 USP22蛋白表达水平与PCNSL患者临床特征的关系Tab.1 USP22 protein expression and the clinical characteristics of patients with PCNSL

图1 USP22在PCNSL组织和挫伤灶脑组织中的表达情况Fig.1 USP22 expression in PCNSL tissues and brain tissues with contusion

图2 PCNSL患者的Kaplan-Meier分析Fig.2 Kaplan-Meier estimate of patients with PCNSL

3 讨论

PCNSL是一种发病率较低但预后较差的中枢神经系统肿瘤[14-15]。目前,一些临床和病理指标仍不能很好的预测其预后。因此,急需寻找新的诊断标志物以便制定治疗策略、预测治疗效果。近年来人们更多的关注肿瘤表观遗传学,尤其是基因标志物对肿瘤治疗效果和预后的评估作用[16]。泛素-蛋白酶体系统主要参与介导细胞内蛋白质降解代谢、细胞周期和转录调控、DNA损伤修复等多种细胞过程[16]。其泛素化过程具有可逆性,即通过去泛素化酶对底物蛋白的去泛素化调控蛋白质的寿命或功能。因此,去泛素化酶在维持细胞正常功能和某些病理过程中发挥重要作用。去泛素化酶分为6大类,泛素特异性蛋白酶家族(ubiquitin-specific protease,USP)是目前去泛素化酶中成员最多、结构最具多样性的一类[16],其中以USP22最为重要。正常生理状态下,USP22广泛表达于人体各种不同组织,其中以骨骼肌和心脏表达最多,脑、肾脏和胰腺表达中等,肺和肝脏表达最少。目前研究[17-18]已经证实,USP22是一个重要的肿瘤标志基因,在许多肿瘤的发展进程中起着至关重要的作用,可以作为一些肿瘤的诊断和预后标志物。但是其与PCNSL的关系还鲜有报道。因此,本研究的主要目的是探讨USP22在PCNSL的发展和预后中的作用,为今后的治疗提供新的靶点。

表2 影响PCNSL患者生存的Cox多因素分析Tab.2 Multivariate analysis of the survival of patients with PCNSL using Cox model

本研究共选择了48例PCNSL患者作为病例组,利用立体定向技术获取PCNSL组织标本,采用qRT-PCR检测USP22mRNA的表达情况,结果显示,PCNSL组织标本中USP22mRNA的表达水平高于挫伤灶脑组织。同时采用Western blotting分析USP22蛋白的表达情况,结果显示,PCNSL组织USP22蛋白的表达水平高于挫伤灶脑组织,与USP22mRNA的结果一致。而且USP22蛋白的高表达与病灶数量增多呈正相关。既往研究[17-18]表明,USP22可通过调节Survivin影响细胞凋亡,进而影响肿瘤的发生、发展和预后;可通过上调叉头框蛋白M1表达,促进β连环蛋白核转位,促使G1/S期细胞增多;通过调节转录因子,促进肿瘤细胞增殖和转移;通过调控细胞内STAT、TGF-β等多条信号转导通路参与肿瘤的发生过程。结合本研究结果,表明USP22在PCNSL的发生、发展过程中起到促进作用,其作用机制可能与文献报道相符。

为了进一步验证USP22蛋白表达与PCNSL预后的关系,本研究采用Kaplan-Meier分析验证USP22蛋白的高表达对放化疗后患者预后的影响。结果证实,USP22蛋白表达水平越高,患者预后越差。同时采用Cox回归模型进一步分析了影响PCNSL预后的因素,结果证实,USP22是一个独立影响PCNSL预后的因素。这些结果表明,USP22蛋白的高表达可以影响PCNSL的进程,降低放化疗治疗效果,造成患者预后不良,这与其在其他肿瘤中的作用一致。

总之,本研究证实了USP22可以促进PCNSL的进程,其高表达可引起患者预后不良,因此USP22可作为今后PCNSL的治疗靶点和预后标志物,但其功能和分子机制仍不十分清楚,需要进一步的研究来确定其具体的调控机制,为PCNSL的诊断和治疗提供新的靶点和方向。

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