结直肠癌中PAQR3的表达水平及临床病理意义.pdf
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1、论 著文章编号(23)6-0582-07作者简介 孙冉(1 9 9 2-),女,医师,硕士在读,研究方向:胃癌、结直肠癌外科治疗;通信作者:杨士民,E-m a il:y a n g _ s h m 1 9 7 3 1 2 6.c o m。结直肠癌中 PAQR3 的表达水平及临床病理意义孙冉1,习贵富2,赵楠2,3,杨士民1(1.天津市中西医结合医院胃肠外科,天津300100;2.天津医科大学病理学教研室,天津300070;3.天津医科大学总医院病理科,天津300052)摘要 目的:研究抑癌基因孕激素和脂肪Q3受体(progestin and adipoQ receptor 3,PAQR3)在结
2、直肠癌和肠道黏膜中的表达水平及临床病理意义。方法:利用TIMER数据库比较PAQR3在泛癌种肿瘤组织与对照组织中的差别,进而收集天津医科大学总医院2002年1月至2005年12月65例结直肠癌组织标本和41例肠道黏膜组织,采用免疫组织化学染色检测PAQR3蛋白在结直肠癌组织和肠道黏膜组织中的表达,并将65例结直肠癌分为高表达组和低表达组,探讨其表达与临床病理指标之间的关系及其对患者预后的影响。采用TIMER数据库分析PAQR3表达与免疫细胞浸润的关系,cBioPortal数据库研究PAQR3表达改变对信号转导通路的影响。结果:TIMER数据库分析显示结直肠癌中PAQR3癌组织表达低于正常对照组
3、织,免疫组化染色显示PAQR3蛋白在65例结直肠癌组织中阳性表达率显著低于正常黏膜组织(字2=21.165,P0.001)。32例结直肠癌高表达PAQR3,33例结直肠癌呈PAQR3低表达,PAQR3高表达与肿瘤淋巴结转移、临床分期和远处转移呈负相关(字2=4.481,P=0.034,字2=8.855,P=0.031,字2=3.972,P=0.046)。Kaplan-Meier生存分析显示结直肠癌PAQR3高表达的患者总生存和无病生存均比低表达患者好(字2=10.305,P=0.001,字2=4.135,P=0.042)。TIMER数据库分析显示PAQR3低表达与免疫细胞浸润下降相关,富集分析
4、表明PAQR3可能通过影响机体蛋白质合成及修饰影响结直肠癌代谢过程。结论:结直肠癌组织中PAQR3蛋白表达显著降低,其低表达与结直肠癌转移和免疫浸润降低密切相关。关键词结直肠癌;PAQR3;肿瘤转移;免疫细胞浸润中图分类号R735.3+5文献标志码The expression level and clinicopathologic significance of PAQR3 in colorectal cancerSUN Ran1,XI Gui-fu2,ZHAO Nan2,3,YANG Shi-min1(1.Department of Gastrointestinal Surgery,Tian
5、jin Integrated Traditional Chinese and Western Medicine Hospital,Tianjin 300100,China;2.Department of Pathology,Tianjin Medical University,Tianjin 300070,China;3.Department of Pathology,General Hospital,Tianjin Medical University,Tianjin 300052,China)AbstractObjective:To investigate the expression l
6、evel and clinical pathological significance of the tumor suppressor gene progestinand adipoQ receptor 3(PAQR3)in colorectal cancer and intestinal mucosa.Methods:The difference of PAQR3 in pan cancerous tumortissues and control tissues in TIMER database was compared,and 65 human colorectal cancer tis
7、sue samples and 41 intestinal mucosatissues from General Hospital Tianjin Medical University from January 2002 to December 2005 were collected.Immunohistochemicalstaining was used to detect the expression of PAQR3 protein in colorectal cancer tissues and intestinal mucosa tissues,and then65 colorect
8、al cancer patients were divided into high expression group and low expression group.The relationship between PAQR3expression and clinical pathological indicators and its impact on patient prognosis was explored.Moreover,the TIMER online database wasused to analyze the relationship between PAQR3 expr
9、ession and immune cell infiltration,and the cBioPortal database was used toinvestigate the impact of changes in PAQR3 expression on signal transduction pathways.Results:TIMER database analysis showed that theexpression of PAQR3 in colorectal cancer tissue was lower than that in normal control tissue
10、.Immunohistochemical staining showed that thepositive expression rate of PAQR3 protein in 65 cases of colorectal cancer tissue was significantly lower than that in normal mucosaltissue(字2=21.165,P0.001).32 cases of colorectal cancer showed high expression of PAQR3,while 33 cases showed low expressio
11、n ofPAQR3.High expression of PAQR3 in colorectal cancer was negatively correlated with tumor lymph node metastasis,clinical stage,anddistant metastasis(字2=4.481,P=0.034,字2=8.855,P=0.031,字2=3.972,P=0.046).Kaplan-Meier survival analysis showed that patients withhigh expression of PAQR3 in colorectal c
12、ancer had better overall survival and disease-free survival compared to patients with lowexpression(字2=10.305,P=0.001,字2=4.135,P=0.042).TIMER database analysis showed that low expression of PAQR3wasassociatedwithdecreased immune cell infiltration.The enrichment analysis results indicated that PAQR3
13、might affect the metabolic process of colorectalcancer by affecting protein synthesis and modification processes.Conclusion:The expression of PAQR3 protein is significantly reduced incolorectal cancer tissue,and its low expression is closely related to the decrease in metastasis and immune infiltrat
14、ion of colorectal cancer.Key wordscolorectal cancer;PAQR3;tumor metastasis;immune cell infiltration天津医科大学学报Journal of Tianjin Medical University第29卷6期23年11月 29熏 6Nov.23582近年来,我国结直肠癌发病率逐年上升,2016年结直肠癌已经成为国内新发病例数位列第2(40.8万例)、病死率第4(19.6万例)的癌种,且呈现年轻化的趋势,阐明结直肠癌发生、发展的分子机制,寻找有效的诊断标志物和治疗靶点对提高结直肠癌生存率具有重要意义1。结
15、直肠癌的发生是多个基因共同作用的结果,抑癌基因功能失活在其中发挥重要作用2。孕激素和脂肪Q3受体(progestinand adipoQ receptor 3,PAQR3)是近期发现的抑癌基因,在乳腺癌、胃癌、肝癌、骨肉瘤、急性白血病等多种恶性肿瘤中低表达,有研究表明结肠癌中PAQR3基因失活,但其调控结直肠癌发生、发展的机制尚不完全清楚3。本研究通过比较65例结直肠癌和41例肠道黏膜中PAQR3表达,研究其在结直肠癌和肠道黏膜中的表达水平及临床病理意义,并采用TIMER(Tumor IMmune Estimation Resource)等网上数据库分析PAQR3表达与免疫细胞浸润的关系及相关
16、分子通路。1材料与方法1.1生物信息学分析采用TIMER数据库(https:/cistrome.shinyapps.io/timer/)分析泛癌种PAQR3在肿瘤组织和正常对照组织中的表达差异4。为研究PAQR3表达对结直肠癌中免疫细胞浸润的影响,采用TIMER数据库(https:/cistrome.shinyapps.io/timer/)分析结直肠癌组织内中性粒细胞、巨噬细胞、树突状细胞、B细胞和CD4+/CD8+T细胞浸润与PAQR3表达水平的关系5。在cBioPortal数据库中(http:/cbioportal.org)6,选择癌症基因组图谱结肠腺癌(The Cancer Genome
17、Atlas-colon adenocarcinoma,TCGA-COAD)数据集,通过斯皮尔曼相关性分析检测癌组织中PAQR3表达与其他基因表达的相关性及P值。采用R语言“ggplot2”及“ggrepel”包绘制相关性分析结果的火山图,进而使用“lusterProfiler”、“org.Hs.eg.db”、“enrichplot”包对PAQR3和与其相关性最高的前100个基因进行了KEGG(Kyoto Gncyclopedia of Genes andGenomes)和GO(Gene Ontology)基因通路富集分析。1.2组织标本本研究收集天津医科大学总医院2002年1月至2005年12
18、月65例临床病例资料完整且未经过放化疗的结直肠癌患者手术切除标本,选取该部分患者的41例肠道黏膜标本作为对照,并经2位有经验的病理医师确诊均为腺癌,其他病理类型的样本不选入本研究。65例结直肠癌患者年龄为2883岁,男性28例,女性37例。本研究结直肠癌临床分期采用TNM分期标准,65例结直肠癌患者中,TNM/期25例,TNM/期40例;高分化18例,中分化27例,低分化20例;确诊时有远处转移者37例,无远处转移者28例;有淋巴结转移患者31例,无淋巴结转移者34例。随访时间为手术日期开始至2016年6月30日结束。1.3免疫组化染色免疫组化采用SP法染色。将石蜡包埋组织切片4 m,经二甲苯
19、脱蜡,无水乙醇5 min,无水乙醇5 min,3%H2O2封闭内源性过氧化酶30 min,95%乙醇水化5 min,80%乙醇水化5 min,自来水冲洗5 min,微波修复10 min,自然冷却后,自来水洗,PBS平衡后,用山羊血清封闭30 min,一抗PAQR3(1150稀释)孵育4过夜。次日室温恢复1 h后PBS洗3次,加二抗(即用型)孵育1 h,PBS洗3次,DAB显色,自来水洗,苏木精复染核,脱水,中性树胶封片。PAQR3为鼠单克隆抗体购自Santa公司,山羊抗小鼠二抗购自中杉金桥公司。1.4免疫组化染色结果判读免疫组化染色结果用Mattern积分法计算。阳性细胞百分比评分标准:每例标
20、本目标组织着色范围小于10%为0分,10%25%为1分,25%50%为2分,50%100%为3分。染色强度评分标准:阴性为0分,淡黄色为1分,深黄色为2分,棕黄色为3分。阳性细胞百分率得分和染色强度得分相加,结果3分为高表达,3分为低表达。1.5统计学处理SPSS21.0软件进行统计学分析。计数资料组间率的差异采用字2检验分析,Kaplan-Meier生存分析检测PAQR3表达对65例结直肠癌患者生存的影响,以P0.05为有显著性差异。2结果2.1TIMER数据库中结直肠癌肿瘤组织与对照组织PAQR3mRNA表达的差异本研究选用TIMER数据库比较了多种恶性肿瘤组织与周围对照组中PAQR3mR
21、NA表达的差异,结果显示PAQR3在胆管癌(cholangiocarcinoma,CHOL)、食管癌(esophageal carcinoma,ESCA)、头颈部鳞状细胞癌(head and necksquamous cell carcinoma,HNSC)、结肠腺癌(colonadenocarcinoma,COAD)、直肠腺癌(rectal adenocarcinoma,READ)、直肠癌与对照组织PAQR3表达差异具有显著性(均P0.005,图1)。2.2PAQR3表达对结直肠癌免疫细胞浸润的影响本研究选用TIMER数据库分析PAQR3 mRNA表达对结直肠癌免疫细胞浸润的影响,显示结肠癌
22、PAQR3表达与B细胞、CD8+T细胞、CD4+T细胞、巨噬细胞、中性粒细胞及树突细胞等浸润水平呈正相关(图2,均P0.05)。直肠癌PAQR3表达与B细孙 冉,等.结直肠癌中PAQR3的表达水平及临床病理意义第6期583注:PAQR3:孕激素和脂肪Q3受体;TIMER:肿瘤免疫评估数据库;*P0.05;*P0.01;*P0.001图1TIMER数据库中泛癌种PAQR3在肿瘤组织和正常组织中的表达Fig 1The expression level of PAQR3 in different types of tumor tissues and normal tissues in TIMER d
23、atabase胞、CD8+T细胞、巨噬细胞、中性粒细胞及树突细胞等浸润水平呈正相关(图2,均P0.05)。2.3结肠癌PAQR3共表达基因及信号转导通路富集分析通过Spearman相关性分析了TCGA-COAD数据集中PAQR3与其他基因的相关系数,其中相关性最高的前5个基因为脱氧胞苷激酶(deoxycytidine kinase,DCK)、叉头蛋白N2(forkhead box N2,FOXN2)、MOB激酶激活因子1A(MOB kinase activator 1A,MOB1A)、高尔基运输1B(golgi transport 1B,GOLT1B)和核孔蛋白54 kD(nucleopori
24、n 54 kD,NUP54)(图3A)。对PAQR3及相关性最高的前100个基因进行了富集分析,GO富集分析结果显示PAQR3及相关分子参与了“蛋白酶体蛋白分解代谢过程”、“蛋白酶体蛋白介导的泛素化依赖蛋白”等生物学过程,这些分子与“蛋白丝氨酸/苏氨酸磷酸酶活性”以及“泛素耦联酶”活性相关(图3B)。KEGG富集分析结果显示PAQR3及相关分子参与活跃的信号通路有“细胞衰老”、“泛素化介导的蛋白质水解”(图3C)。富集分析结果表明PAQR3可能通过影响机体蛋白质合成及修饰过程影响了结直肠癌代谢过程。2.465例结直肠癌与41例肠道黏膜中PAQR3表达的差异PAQR3表达于结直肠癌和肠道黏膜上皮
25、细胞浆,41例肠道黏膜中38例高表达PAQR3,3例低表达PAQR3,阳性率为92.7%;65例结直肠癌中32例高表达PAQR3,33例低表达PAQR3,阳性率为49.2%;卡方检验结果表明二者差异具有统计学意义(图4,字2=21.165,P0.001)。2.565例结直肠癌PAQR3表达与肿瘤临床病理特征之间的关系与PAQR3低表达组相比,PAQR3高表达组淋巴结转移率显著升高(P=0.034)。结直肠癌PAQR3低表达组患者临床分期多为注:PAQR3:孕激素和脂肪Q3受体图2PAQR3表达与结直肠癌免疫细胞浸润水平相关Fig 2PAQR3 expression was correlated
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