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目的:2021全球癌症统计中,新发胃癌病例超过100万例,死亡病例高达76.9万例,在全球癌症发病率中占第五位,癌性死亡原因占第四位。近些年随着医疗服务水平的提高,早期胃癌的检出率及治愈率大幅提高,但不可否认的是,大部分患者就诊时已处于进展期。随着辅助化疗的发展,患者的生存期有了很大提升,但是还有一部分胃癌患者死于化疗后的转移复发。目前我们对胃癌进展及转移的机制了解存在不足,因此寻找胃癌进展的关键标志物及靶点,对于防治胃癌意义深远。磷酸烯醇丙酮酸羧激酶1(phosphoenolpyruvate carboxykinase 1,PCK1)是PCK家族中的一员,包含10个外显子和9个内显子,是糖异生第一个限速步骤中的酶,它除了调控糖异生外,还在甘油合成、丝氨酸合成、氨基酸代谢中发挥重要作用。代谢异常是癌症的一个重要特征,而研究发现,PCK1在多种癌症的异常代谢中发挥关键作用,与恶性肿瘤的进展密切相关。PCK1在肝癌的发展中发挥抑制作用,而在结肠癌、肺癌和皮肤癌中发挥癌基因的作用,但在胃癌中尚未研究。由于PCK1和代谢重编程的密切相关性,因此PCK1可能是一个潜在的治疗靶点。PCK1在不同的癌中发挥癌基因或抑癌基因的作用,并和癌症的进展密切相关,由于PCK1在癌症中发挥的作用存在争议性,在本研究中我们首次探究其在胃癌进展中发挥的功能。我们通过胃癌组织的免疫组化分析,明确PCK1是否是胃癌的独立预后因素,通过体内外实验研究PCK1对胃癌增殖转移的影响。通过探究其下游的信号通路,对未来靶向药物的研究提供临床与基础研究的证据,使我们能更深入的了解PCK1在胃癌进展中发挥的作用。方法:1、通过TCGA胃癌公共数据库分析癌和癌旁组织中PCK1 m RNA表达差异情况。通过Kaplan-Meier Plotter数据库分析癌和癌旁组织中PCK1差异表达对预后的影响。选取2019年本中心新鲜冻存胃癌及癌旁组织32例,通过实时定量PCR(q RT-PCR)及Western blot检测PCK1的表达水平。进一步取2012-2013年于本中心病理确诊为胃癌的组织样本134例,采用免疫组化法检测PCK1蛋白的表达水平。采用卡方检验分析PCK1表达情况与临床病理因素的关系。KaplanMeier法及Log-rank检验分析患者的生存及预后。COX多因素分析筛选出胃癌患者的独立预后因素。2、采用q RT-PCR,Western blot检测永生化细胞系GES-1,胃癌细胞株SGC‐7901,MGC‐803,AGS,HGC-27中PCK1的表达情况,选择AGS,HGC-27作为稳定敲除或过表达PCK1的两株细胞系。通过体外CCK-8实验,克隆形成实验,划痕实验,Transwell迁移侵袭实验,研究PCK1异常表达对胃癌细胞增殖、迁移和侵袭的影响。3、体内实验通过裸鼠成瘤及腹腔种植转移模型,研究PCK1异常表达对肿瘤细胞增殖及转移能力的影响。4、结合国内外研究最新进展和前面的研究基础,进一步探究PCK1影响胃癌进展的机制,我们筛选其可能的下游通路(MAPK/ERK),并研究相应通路指标的变化。5、在过表达PCK1的细胞系中,同时加入ERK1/2抑制剂(PD98059),通过Western blot检测EMT指标、ERK1/2的恢复情况,挽救实验验证PCK1对下游通路的调控。结果:1、我们通过分析TCGA胃癌公共数据库中PCK1 m RNA表达水平,发现PCK1在癌组织中的表达高于癌旁组织。通过q RT-PCR及Western blot检测从本中心储存的32例胃癌和癌旁新鲜冻存组织,结果显示PCK1在胃癌组织中的表达水平高于癌旁组织。对本中心134例胃癌石蜡组织行免疫组化发现PCK1蛋白主要在细胞质中表达,PCK1的阳性表达率为55.22%(74/134)。通过分析PCK1与临床病理特征的相关性,我们发现PCK1高表达与BorrmannⅣ型、淋巴结转移、腹膜转移显著相关,P值均<0.05。Kaplan-Meier分析显示高表达PCK1相对于低表达的患者,与较短的总生存期(Overall survival,OS)相关。纳入单因素分析有意义的临床病理因素(Borrmann分型、T分期、N分期、腹膜转移、PCK1表达),进一步通过COX多因素分析证实Borrmann分型、N分期和PCK1高表达是患者独立的OS预后因素(HR=1.724,95%CI:1.078-2.754,P=0.023;HR=3.217,95%CI:1.542-6.710,P=0.002;HR=1.651,95%CI:1.028-2.651,P=0.038)。2、采用q RT-PCR,Western blot检测永生化细胞系GES-1,胃癌细胞株SGC‐7901,MGC‐803,AGS,HGC-27中PCK1的表达情况,胃癌细胞株中PCK1的表达皆高于GES-1,并且在AGS,HGC-27中表达相对较高,选择AGS,HGC-27作为稳定敲除和过表达PCK1的细胞系。进一步通过CCK-8细胞增殖实验发现PCK1沉默组细胞的活性明显低于其对照组,过表达组细胞的活性明显高于其对照组。细胞克隆形成实验显示PCK1沉默组细胞克隆个数明显低于其对照组,过表达组细胞克隆个数明显高于其对照组。划痕实验显示PCK1沉默组细胞迁徙能力明显低于其对照组,过表达组细胞迁徙能力明显强于其对照组。Transwell迁移及侵袭实验显示沉默PCK1表达对胃癌细胞的迁移和侵袭能力有明显的抑制作用,过表达PCK1相对于对照组其胃癌细胞的迁移和侵袭能力明显增强。3、我们构建裸鼠皮下成瘤模型,发现PCK1沉默组相对于对照组肿瘤增长速度减慢,且肿瘤体积、重量均小于对照组。腹腔种植转移模型发现PCK1沉默组相对于对照组腹腔转移瘤的个数减少,且转移瘤重量小于对照组。通过体内实验证明PCK1低表达抑制了胃癌细胞的增殖和转移能力。4、我们通过免疫组化分析发现,PCK1高表达与腹膜转移相关,而EMT的发生与胃癌的腹膜转移关系密切。通过Western blot显示沉默PCK1表达可通过上调E-cadherin和下调N-cadherin和下调Vimentin来抑制EMT,过表达PCK1可通过下调E-cadherin和上调N-cadherin和上调Vimentin来激活EMT。并且沉默PCK1组磷酸化ERK1/2表达下调,总体ERK1/2无变化,过表达PCK1组磷酸化ERK1/2表达上调,总体ERK1/2无变化,说明PCK1部分通过MAPK/ERK通路介导了EMT的发生。5、挽救实验证明过表达PCK1对胃癌EMT的促进可以被ERK1/2抑制剂(PD98059)所部分扭转。挽救实验进一步证明了PCK1通过MAPK/ERK通路激活了EMT的发生。结论:胃癌组织中PCK1的高表达和较差的预后相关,并且是患者的独立预后因素。PCK1通过MAPK/ERK通路介导EMT的发生进而促进了胃癌的增殖,迁移,侵袭。我们的研究将为胃癌的进展提供新的思路,有望为胃癌的治疗提供新的有效的靶点。