2. 新疆乌鲁木齐武警新疆总队医院儿科, 新疆 乌鲁木齐 830000
肾母细胞瘤又称Wilms肿瘤或肾胚胎瘤,是婴幼儿时期最常见的泌尿生殖器恶性肿瘤,占儿童肾脏恶性肿瘤的90%以上[1],发病高峰年龄在4岁以下[2],年发病率约为7/100 000[3],在患儿中多以腹部肿块、血尿等表现就诊。肾脏胚胎发育是一个复杂的过程,受转录因子、原癌基因及生长因子等调控,因而肾母细胞瘤的发生是多病因、多基因、多阶段性的,其基因表达、细胞信号转导通路等与肾母细胞瘤的发生、发展及预后密切相关。国际上有关儿童实体瘤的诊断治疗技术进展很快,近20年肾母细胞瘤的预后得到了很大的改善,目前总体生存率已超过90%[4]。新疆是儿童肾母细胞瘤高发地区之一,由于地域、经济及医疗状态等限制,导致本地区儿童肾母细胞瘤初诊时体积均较大,位于National Wilms Tumor Study Group(NWTSG)和International Society of Pediatric Oncology(SIOP)分期的Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ期。因此对相关基因的研究,在肾母细胞瘤的早期诊断、个体化治疗、改善预后等方面具有重要意义。本课题组前期对新疆维吾尔族三胞胎(1例患肾母细胞瘤,2例未患肾母细胞瘤)儿童血液样本进行RNA-seq分析,最终获得199个上调表达差异基因以及250个下调表达差异基因,其中Fra-1基因在肾母细胞瘤患儿中明显高于2例非肾母细胞瘤同胞,由此可见,Fra-1基因与肾母细胞瘤可能存在某种内在联系。因此,本实验通过实时荧光定量PCR检测Fra-1在肾母细胞瘤患儿和正常儿童血液中的表达差异,以及Fra-1在肾母细胞瘤患儿理想疗效组(持续缓解)和疗效不佳组(转移、复发或死亡)的表达差异,探讨Fra-1在儿童肾母细胞瘤的表达及其意义,为后续临床治疗实践提供参考。
1 资料与方法 1.1 研究对象及分组选取2012年12月至2018年1月新疆医科大学第一附属医院收治的肾母细胞瘤患儿50例作为病例组,其中男23例,女27例,平均年龄34.8±21.3个月,所有患儿活检标本均经病理检查明确诊断为肾母细胞瘤;选取同期健康体检儿童40例作为对照组,其中男22例,女18例,平均年龄38.6±22.6个月。
纳入标准:(1)病理明确诊断为肾母细胞瘤的患儿;(2)年龄28 d至14岁;(3)无既往肿瘤发病史及其他恶性疾病;(4)手术前及采血前均未进行化疗、放疗、生物治疗等治疗;(5)均获得监护人知情同意书。
排除标准:(1)既往有肿瘤病史和有其他部位转移的肿瘤;(2)伴有严重或严重未能控制疾病者;(3)未获得监护人知情同意;(4)接受过其他研究性药物治疗。
1.2 主要试剂TRIzol试剂由美国Invitrogen公司生产;红细胞裂解液由上海索来宝生物科技有限公司生产;逆转录试剂盒及RNA提取试剂盒由美国Invitrogen公司生产;定量PCR试剂盒由美国Roche公司生产;qRT-PCR仪由美国Bio-RAD公司生产;内参照GAPDH及目的基因引物均购于上海生工生物工程有限公司。
1.3 实时荧光定量PCR检测Fra-1 mRNA表达采集两组儿童清晨空腹外周血3 mL,迅速将标本置入-80℃保存,后期经过处理,利用RNA提取试剂盒提取RNA,利用逆转录试剂盒合成cDNA备用,然后以cDNA为模板进行实时荧光定量PCR(qRT-PCR)扩增。Fra-1上游引物:5' -AACCCTCCTCGCTTTGTGAG-3' ,下游引物:5' -GCTGGCTCTACTGTGAAGCA-3' ,片段长度182 bp;内参基因为GAPDH,上游引物:5' -TGTG-GGCATCAATGGATTTGG-3' ,下游引物:5' -ACACC-ATGTATTCCGGGTCAAT-3' ,片段长度145 bp。反应体系:2×SYBR Green Master Mix 10 μL,上下游引物各0.4 μL,cDNA Template 2 μL,ddH2O 7.2 μL。反应条件:95℃预变性2 min;95℃变性5 s,60℃退火延伸10 s,40个循环。标准品cDNA和待测样品均设置3次重复,数据处理采用2-△△Ct公式计算。
1.4 统计学分析应用SPSS 17.0统计软件对数据进行统计学分析。计量资料以均数±标准差(x±s)表示,两组间比较采用两独立样本t检验,P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果 2.1 两组儿童外周血Fra-1 mRNA水平变化实时荧光定量PCR检测结果显示,病例组患儿外周血Fra-1 mRNA相对表达量为4.7±1.5,健康对照组儿童外周血Fra-1 mRNA相对表达量为2.4±1.6,病例组Fra-1 mRNA相对表达量明显高于对照组(t=7.017,P < 0.05)。
2.2 肾母细胞瘤患儿血液Fra-1 mRNA表达水平与临床特征的关系Fra-1 mRNA表达在肾母细胞瘤的远处转移、tumor node metastasis(TNM)分期间比较差异有统计学意义(P < 0.05);而在患者的性别、年龄、肿瘤直径、肿瘤位置及不同甲胎蛋白(AFP)水平间比较差异均无统计学意义(P > 0.05)。见表 1。
随访5年,50例肾母细胞瘤患儿中,45例获得随访,其中8例死亡;将持续缓解患儿纳入理想疗效组(n=33),将复发、转移或死亡的病例纳入疗效不佳组(n=12),理想疗效组Fra-1 mRNA相对表达量(3.8±1.9)低于疗效不佳组(5.3±2.2,t=2.246,P < 0.05)。
3 讨论Fra-1基因编码Fos-related antigen 1,是转录因子Fos家族成员,家族其他成员包括c-Fos、FosB和Fosl2,这些基因编码一些亮氨酸拉链蛋白,编码的蛋白可与JUN家族蛋白形成二聚体,然后形成转录因子复合物激活蛋白-1作用于机体。研究证实,Fra-1在多种恶性肿瘤中高表达, 特别是在上皮细胞生长、分化和转化中[5-7],Fra-1有助于产生上皮-间质转化(EMT)和进一步致癌[8]。此外,其还可作为PI3K/AKT的下游靶向分子,参与调控滋养层细胞浸润和血管重建[9],控制胚胎干细胞和滋养层细胞的分化[10]等。
目前研究显示,Fra-1通过其调节的众多转录靶标影响肿瘤细胞增殖、侵袭和转移[11]。Fra-1可通过络氨酸激酶AXL的转录上调来控制膀胱癌细胞的侵袭力[12];通过诱导MMP的高表达从而增强骨肉瘤细胞的侵袭性[13]。EB病毒可通过ERK-Fra-1介导的MMP-9的高表达而增强鼻咽癌细胞的侵袭性[14];升高的Fra-1与浸润性导管癌的分级增加相关[15-16]。食管鳞状细胞癌患者Fra-1表达阳性与不良预后有直接关系;同时,在食管癌的侵袭进展中Fra-1扮演着重要角色[17]。还有研究表明,Fra-1表达量的降低可以抑制结肠癌细胞的迁移、侵袭和增殖[18],在肺癌中Fra-1表达量的上调抑制癌细胞的凋亡[19],Fra-1表达量减少可促进癌细胞的凋亡[20]。
细胞迁移是细胞侵袭的关键步骤,肿瘤转移带来了两大挑战:估计病人肿瘤转移风险及确定治疗靶点,这早已成为当前肿瘤治疗与评估中不可或缺的一部分。本实验通过回顾性研究,利用qRT-PCR技术检测肾母细胞瘤患儿及正常体检小儿血液中Fra-1 mRNA表达情况,结果发现, 肾母细胞瘤患儿血液Fra-1 mRNA相对表达量较健康体检儿童上调,其在肾母细胞瘤的远处转移、TNM分期间差异均有统计学意义,而在患者的性别、年龄、肿瘤直径、肿瘤位置及不同甲胎蛋白水平间比较差异均无统计学意义;持续缓解患儿Fra-1 mRNA表达量低于复发、转移或死亡患儿。以上结果均提示Fra-1基因可能在肾母细胞瘤的侵袭及转移中具有重要作用,并有望成为肾母细胞瘤诊断的分子标志物及临床治疗、预后评估的有效指标之一。目前Fra-1在恶性肿瘤形成、进展中的作用尚存在争议,与肾母细胞瘤的相关研究鲜有报道,其导致肾母细胞瘤发生、发展和侵袭的具体作用机制仍有待进一步深入研究。
[1] |
Friedman AD. Wilms tumor[J]. Pediatr Rev, 2013, 34(7): 328-330. DOI:10.1542/pir.34-7-328 (0) |
[2] |
Davenport KP, Blanco FC, Sandler AD. Pediatric malignancies:neuroblastoma, Wilm's tumor, hepatoblastoma, rhabdomyosarcoma, and sacroccygeal teratoma[J]. Surg Clin North Am, 2012, 92(3): 745-767. DOI:10.1016/j.suc.2012.03.004 (0) |
[3] |
Verschuur AC, Vujanic GM, Van TH, et al. Stromal and epithelial predominant Wilms tumours have an excellent outcome:the SIOP 9301 experience[J]. Pediatr Blood Cancer, 2010, 55(2): 233-238. DOI:10.1002/pbc.v55:2 (0) |
[4] |
Gleason JM, Lorenzo AJ, Bowlin PR, et al. Innovations in the management of Wilms' tumor[J]. Ther Adv Urol, 2014, 6(4): 165-176. DOI:10.1177/1756287214528023 (0) |
[5] |
Zhong G, Chen X, Fang X, et al. Fra-1 is upregulated in lung cancer tissues and inhibits the apoptosis of lung cancer cells by the P53 signaling pathway[J]. Oncol Rep, 2016, 35(1): 447-453. (0) |
[6] |
Iskit S, Schlicker A, Wessels L, et al. Fra-1 is a key driver of colon cancer metastasis and a Fra-1 classifier predicts diseasefree survival[J]. Oncotarget, 2015, 6(41): 43146-43161. (0) |
[7] |
Oliveira-Ferrer L, Kürschner M, Labitzky V, et al. Prognostic impact oftranscription factor Fra-1 in ER-positive breast cancer:contribution to a metastatic phenotype through modulation of tumor cell adhesive properties[J]. J Cancer Res Clin Oncol, 2015, 141(10): 1715-1726. DOI:10.1007/s00432-015-1925-2 (0) |
[8] |
Hasselblatt P, Gresh L, Kudo H, et al. The role of the transcription factor AP-1 in colitis-associated and β-catenindependent intestinal tumorigenesis in mice[J]. Oncogene, 2008, 27: 6102-6109. DOI:10.1038/onc.2008.211 (0) |
[9] |
Kent LN, Rumi MAK, Kubota K, et al. FOSL1 is integral to establishing the maternal-fetal interface[J]. Mol Cell Biol, 2011, 31(23): 4801-4813. DOI:10.1128/MCB.05780-11 (0) |
[10] |
Lee BK, Uprety N, Jang YJ, et al. Fosl1 overexpression directly activates trophoblast-specific gene expression programs in embryonic stem cells[J]. Stem Cell Res, 2018, 26: 95-102. DOI:10.1016/j.scr.2017.12.004 (0) |
[11] |
Desmet CJ, Gallenne T, Prieur A, et al. Identification of a pharmacologically tractable Fra-1/ADORA2B axis promoting breast cancer metastasis[J]. Proc Natl Acad Sci U S A, 2013, 110(13): 5139-5144. DOI:10.1073/pnas.1222085110 (0) |
[12] |
Sayan AE, Stanford R, Vickery R, et al. Fra-1 controls motility of bladder cancer cells via transcriptional upregulation of the receptor tyrosine kinase AXL[J]. Oncogene, 2012, 31(12): 1493-1503. DOI:10.1038/onc.2011.336 (0) |
[13] |
Kimura R, Ishikawa C, Rokkaku T, et al. Phosphorylated c-Jun and Fra-1 induce matrix metalloproteinase-1 and thereby regulate invasion activity of 143B osteosaromac cells[J]. Biochim Biophys Acta, 2011, 1813(8): 1543-1553. DOI:10.1016/j.bbamcr.2011.04.008 (0) |
[14] |
Zhang Q, Kleeberger SR, Reddy SP. DEP-induced fra-1 expression correlates with a distinct activation of AP-1-dependent gene transcription in the lung[J]. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol, 2004, 286(2): 427-436. DOI:10.1152/ajplung.00221.2003 (0) |
[15] |
Tam WL, Lu H, Buikhuisen J, et al. Protein kinase C α is a central signaling node and therapeutic target for breast cancer stem cells[J]. Cancer Cell, 2013, 24(3): 347-364. DOI:10.1016/j.ccr.2013.08.005 (0) |
[16] |
Logullo AF, Nonogaki S, Pasini FS, et al. Role of Fos-related antigen 1 in the progression and prognosis of ductal breast carcinoma[J]. Histopathology, 2011, 58(4): 617-625. DOI:10.1111/his.2011.58.issue-4 (0) |
[17] |
Usui A, Hoshino I, Akutsu Y, et al. The molecular role of Fra-1 and its prognostic significance in human esophageal squamous cell carcinoma[J]. Cancer, 2012, 118(13): 3387-3396. DOI:10.1002/cncr.26652 (0) |
[18] |
Wu J, Wu G, Lv L, et al. MicroRNA-34a inhibits migration and invasion of colon cancer cells via targeting to Fra-1[J]. Carcinogenesis, 2012, 33(3): 519-528. (0) |
[19] |
Zhong G, Chen X, Fang X, et al. Fra-1 is upregulated in lung cancer tissues and inhibits the apoptosis of lung cancer cells by the P53 signaling pathway[J]. Oncol Rep, 2016, 35(1): 447-453. (0) |
[20] |
Verde P, Casalino LF, Yaniv M, et al. Deciphering AP-1 function in tumorigenesis:fra-ternizing on target promoters[J]. Cell Cycle, 2007, 6(21): 2633-2639. DOI:10.4161/cc.6.21.4850 (0) |