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背景肝细胞癌(Hepatocellular carcinoma,HCC)是世界上常见的六大恶性肿瘤之一,其死亡率居全球恶性肿瘤死亡率的第三位。目前,HCC患者预后极差,5年生存率低于5%,而导致HCC预后极差的主要原因之一是大多数HCC患者确诊时已处于中晚期,错过了最佳治疗时机。因此,对HCC高危人群(慢性肝硬化患者、乙肝及丙肝病毒携带者)进行随访、定期筛查,是发现早期HCC患者和降低HCC发病率及死亡率的有效手段之一。AFP诊断HCC的敏感性(40-65%)和特异性(76-96%)均不理想,尤其是HCC的早期诊断。因此,亟需寻找HCC早期诊断的新型生物标志物。蛋白质糖基化是蛋白质最常见和最重要的翻译后修饰,糖蛋白的寡糖侧链参与如蛋白质正确折叠、细胞间或细胞内信号传导、细胞粘附和迁移、胚胎发育及炎症等生理或病理过程。尤其重要的是,蛋白质的异常糖基化与恶性肿瘤等多种疾病的病理过程密切相关。大量研究表明:许多肿瘤形成和进展过程中均涉及蛋白质的异常糖基化,异常糖基化能增加肿瘤细胞的粘附和迁移能力,从而导致肿瘤细胞发生局部浸润和远处转移。目前,临床上常用的肿瘤诊断生物标志物和药物治疗靶点多为糖蛋白,如AFP/AFP-L3(HCC)、CEA(胰腺癌)、PSA(前列腺癌)、CA153与CEA(乳腺癌)、CA125(卵巢癌)等。本课题组前期发现:组织蛋白酶D前体(Pro-cathepsin-D,pCD)在HCC组织中显著高表达,因此,本研究分析与刀豆蛋白凝集素A(ConcanavalinA,ConA)特异结合的pCD(ConA-pCD)在HCC组织、HCC细胞系及HCC患者血清中的表达规律,并分析其异常表达的临床意义。目的本研究采用ConA亲和层析法分别分离纯化组织(HCC及癌旁非癌肝组织)、细胞(肝永生化细胞系及肝癌细胞系)和血清(HCC、肝硬化、慢性肝炎及健康对照)来源的N-连接糖蛋白,Western blot检测ConA-pCD的表达变化并分析其异常表达的临床意义;选择CD/pCD高表达HCC细胞系(SNU449、SNU473)进行靶向沉默,观察CD/pCD沉默后对体外HCC细胞转移能力影响,为CD/pCD的分子靶向治疗提供实验依据。1材料与方法1.1研究对象1.1.1组织标本3例正常肝组织和10对HCC及癌旁非癌肝组织来自香港中文大学(-86℃保存),所有HCC均经组织病理学诊断确诊,男性7例,女性3例,平均年龄62.80±10.46岁;1.1.2血清标本15例HCC(男性11例,女性4例,平均年龄58.20±10.88岁)、28例肝硬化(男性21例,女性7例,平均年龄47.89±10.97岁)、19例慢性肝炎(男性14例,女性5例,平均年龄33.16±13.15岁)来自开封市第六人民医院,30例健康对照血清来自志愿者。所有HCC患者均经组织病理学或影像学检查确诊;1.1.3细胞标本HCC细胞系(Huh7、7721、SNU449、SNU473、PLC/PRF/5、HepG-2)及人肝永生化细胞系(L02、Change Liver)由本实验室保存,均5%CO2、37C培养箱、含10%胎牛血清RPMI-1640培养。1.2标本处理及蛋白提取采用NP-40裂解法提取HCC及肝组织蛋白,Bradford法测定蛋白浓度;采集患者或对照晨起空腹血,室温静置1-2h,4℃1500rpm离心后取上清,分装后于-80℃保存备用;细胞至汇合度70-80%时,预冷PBS洗涤细胞,换无血清培养基过夜培养,收集分泌上清,超滤法浓缩后备用;胰酶消化细胞,PBS洗涤3次,采用NP-40裂解液提取细胞蛋白。1.3刀豆蛋白凝集素A亲合层析柱制备向Poly-Prep层析柱内加入50μl刀豆蛋白凝集素A(Concanavalin A,ConA)琼脂糖,500μl0.01%Triton X-100的糖蛋白结合缓冲液Ⅰ洗1遍,再用最大量糖蛋白结合缓冲液Ⅰ洗2遍以备用。1.4N-连接糖蛋白提取血清20μl或100μg蛋白样品用糖蛋白结合缓冲液Ⅰ稀释为1ml后,加入ConA亲和层析柱中,4℃孵育过夜,500rpm离心后弃流出液,结合缓冲液Ⅰ洗10min,共4次,用200mM的甲基-α-D甘露糖苷洗脱液15min洗脱4次,再将洗脱液按1:4(V/V)加入-20℃丙酮,-20℃过夜,4000rpm离心60min,弃上清,室温干燥20min,加入40μl的2×Loading Buffer重悬蛋白。1.5Western blot检测ConA-CD/pCD表达20μg蛋白或纯化蛋白应用12%SDS-PAGE电泳分离后电转至PVDF膜,5%脱脂奶粉封闭,抗CD/pCD抗体(1:5000)4℃过夜孵育,HRP标记二抗室温孵育1h,ECL检测目的条带,Quantity One进行蛋白条带的半定量分析。1.6CD/pCD沉默后的体外细胞浸润实验培养细胞至30-40%融合度时,用200nM CD siRNA和对照Scramble siRNA分别转染SNU473、SNU449细胞,24h后将2.5×104的转染细胞接种至侵袭小室中,于CO2培养箱37C孵育24h后结晶紫染色,在100×显微镜下随机选择5个视野计数发生转移细胞数。1.7统计学分析统计分析均采用SPSS17.0软件。数据表示为平均值±标准偏差(SD)。ROC曲线确定血清ConA-pCD在HCC诊断中的界值和曲线下面积(AUC),ANOVA分析血清ConA-pCD组间差异,各组间血清ConA-pCD含量和细胞体外转移实验比较采用t检验,P<0.05具有统计学意义。2结果2.1与正常肝组织、癌旁非癌肝组织相比,HCC组织中pCD表达均显著高表达(P<0.01),而CD成熟体则无明显改变;2.2CD主要表达于肝永生化细胞及癌细胞内,pCD主要表达于细胞分泌上清,pCD在肝癌细胞系(Huh7、PLC/PRF/5、SNU449、HepG-2、SNU473)中的表达明显高于肝永生化细胞(Chang Liver、L02),其中SNU449和SNU473分泌上清中pCD表达最高;2.3从慢性肝炎至肝硬化、HCC,血清中ConA-pCD表达逐渐增高,而在健康对照血清中表达量极低;HCC患者血清中ConA-pCD能够有效区分HCC及健康对照(AUC为1)HCC及慢性肝炎(AUC为1)、HCC及肝硬化(AUC为0.929);2.4CD siRNA和对照Scramble siRNA转染SNU473、SNU449细胞72h后,CD/pCD表达明显受抑制,同时SNU449和SNU473的体外侵袭能力显著下降。3结论3.1HCC患者血清ConA-pCD可能来源于HCC细胞分泌,具有诊断HCC潜能,是一新型HCC血清标志物;3.2CD/pCD可能是HCC个体治疗及靶向治疗的分子靶点。