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涎腺腺样囊性癌(salivaryadenoidcysticcarcinoma,SACC)作为一种涎腺罕见癌,神经浸润发生率、远处转移率以及局部复发率较高,患者预后较差,因其嗜神经性以及其高肺转移率越来越受到关注。SACC主要有三种组织学类:导管型、筛孔型以及实体型,其中实体型预后最差。 近年来表观遗传学处于快速地发展中,基因启动子甲基化越来越受到重视,与微小RNA转录后调控不同的是,甲基化为转录水平调控,通过抑制甲基化基因mRNA的产生使蛋白生成减少。目前已在多种肿瘤中发现抑癌基因甲基化,而这也与肿瘤生成、进展及转移等密切相关。CDH1编码E-钙粘蛋白,后者介导细胞间粘附作用,为EMT相关的上皮标志物。在EMT过程中,包括E-钙粘蛋白在内的上皮标记物表达下调,间质标记物(如N-钙粘蛋白)表达上调。E-钙粘蛋白/CDH1基因失活的机制包括基因突变、异常蛋白加工以及启动子甲基化增加等。已在多种肿瘤中发现E-钙粘蛋白基因5端启动子区域CpG岛异常DNA甲基化,并且与E-钙粘蛋白表达降低有关,通过对一些肿瘤细胞株进行去甲基化药物(5Aza)的处理可以使E-钙粘蛋白重新活化,从而可以证明CDH1基因甲基化导致E-钙粘蛋白表达减少。 越来越多的证据表明c-Myc和CCND1与CDH1以及EMT相关,本研究旨在探讨CDH1以及EMT在SACC中的作用以及CCND1和C-MYC的作用。我们选取浙江省肿瘤医院SACC手术标本以及2个SACC细胞株(SACC-LM和SACC-83)对CDH1甲基化水平、E-钙粘蛋白、CCND1和C-MYC的表达量进行检测。为了研究相关基因甲基化情况,我们对SACC细胞株(包括SACC-LM和SACC-83)进行了去甲基化处理(5-Aza-CdR),并进一步研究CDH1在SACC中的作用。 本研究分四部分进行: 第一部分:涎腺腺样囊性癌中CDH1启动子异常甲基化研究 目的: 研究涎腺腺样囊性癌中CDH1基因启动子的甲基化状态并研究其临床意义。 方法: 采用甲基化特异性聚合酶链反应(qMSP)检测54例SACC和20例癌旁涎腺组织中CDH1基因启动子区域甲基化程度并分析其临床意义。 结果: 1.20例中癌旁涎腺组织中,0例(0%)检测到CDH1基因启动子5-CpG岛甲基化。54例SACC组织中,26例组织(48.2%)检测到CDH1基因启动子5-CpG岛甲基化,包括23例(42.6%)完全甲基化以及3例(5.6%)部分甲基化。比较SACC组织与癌旁组织CDH1基因启动子区5-CpG岛甲基化程度具有统计学意义(P<0.05),SACC组织CDH1启动子甲基化百分比显著高于癌旁组织。 2.在所有SACC组织中,管型、筛孔型、实体型SACC中甲基化百分比分别为58.33%(7/12)、29.17%(7/24)、72.22%(13/18),差异具有统计学意义(P=0.018)。 3.SACC中,有淋巴结转移组CDH1甲基化百分比为100.00%(9/9),显著高于无转移淋巴结组(40.00%,18/45),两者之间存在统计学差异(P<0.001), 4.SACC中,有远处转移组CDH1甲基化百分为100.00%(8/8),显著高于无远处转移组(41.30%,19/46),两者之间存在统计学差异(P<0.001) 5.所有SACC组织中,伴神经侵犯的CDH1甲基化百分比为73.33%(22/30),明显高于无神经侵犯组(20.83%,5/24),两者之间存在统计学差异(P<0.001) 6.T4期SACCCDH1甲基化为70.97%(22/31),显著高于T1-3期SACC组(21.7%,5/31),两者之间存在统计学差异(P<0.001) 7.在本次研究中,年龄、性别、肿瘤部位与CDH1甲基化无关 结论: SACC中组织中发现CDH1基因启动子高水平甲基化,与肿瘤组织学类型、淋巴结转移、神经侵犯、远处转移以及T分期等相关,提示CDH1甲基化对SACC发生、发展及转移等具有一定意义。 第二部分:CDH1蛋白以及mRNA在涎腺腺样囊性癌中的表达及其意义研究 目的: 检测涎腺腺样囊性癌中CDH1mRNA水平以及E-钙粘蛋白表达水平,并研究其临床意义,另外探讨E-钙粘蛋白水平与CDH1甲基化之间的相关性。 方法: 采用实时荧光定量PCR检测38例SACC癌组织以及其癌旁组织中CDH1mRNA水平,采用免疫组化法检测54例SACC和20例癌旁涎腺组织中E-钙粘蛋白表达水平,采用Spearman相关性分析研究E-钙粘蛋白与CDH1甲基化之间的相关性。 结果: 1.SACC癌组织CDH1mRNA水平显著低于癌旁组织,差异具有显著统计学意义(P<0.001)。 2.T1-3期SACC癌组织CDH1mRNA表达水平显著高于T4期SACC,差异具有显著统计学意义(P<0.05)。 3.在本次研究中,性别、年龄、淋巴结转移、远处转移、神经浸润以及骨组织浸润等无关(P>0.05)。 4.E-钙粘蛋白在癌旁涎腺组织中阳性率为100%(20/20),主要定位于包膜及胞浆中,显著高于SACC癌组织中阳性率(55.6%,30/54),差异具有显著统计学意义(P<0.05)。 5.在所有SACC组织中,实体型、筛孔型、管状型E-钙粘蛋白阳性率分别为33.33%(6/18)、75.00%(18/24)、50.00%(6/12),三者E-钙粘蛋白阳性率之间的差异有统计学意义(P<0.05)。 6.SACC中,有淋巴结转移组E-钙粘蛋白阳性率为0.00%(0/8),显著低于无转移淋巴结组(66.67%,30/45),两者之间存在统计学差异(P<0.001)。 7.有远处转移的SACCE-钙粘蛋白阳性率为0.00%(0/8),显著低于无远处转移组(65.22%,30/46),两者之间存在统计学差异(P<0.05)。 8.所有SACC组织中,伴神经侵犯的SACCE-钙粘蛋白阳性率为36.67%(11/30),明显低于无神经侵犯组(79.17%,19/24),两者之间存在统计学差异(P<0.05)。 9.T4期SACCE-钙粘蛋白阳性率为38.71%(12/31),显著低于T1-3期SACC组(78.26%,18/23),两者之间存在统计学差异(P<0.05)。 10.在本次研究中,年龄、性别、肿瘤部位与E-钙粘蛋白表达无关。 11.相关性分析提示:E-钙粘蛋白表达与CDH1甲基化水平成负相关,E-钙粘蛋白表达随着CDH1甲基化增高而减少(r=-0.895,P<0.001)。 结论: CDH1mRNA和蛋白在SACC癌组织中表达较低,CDH1mRNA表达水平与肿瘤T分期相关,E-钙粘蛋白表达水平与组织学类型、淋巴结转移、远处转移、神经浸润以及T分期相关,相关性分析提示E-钙粘蛋白与CDH1甲基化水平负相关,CDH1对SACC发生、发展及转移等具有一定意义。 第三部分:c-Myc和CCND1在涎腺腺样囊性癌中的表达及其意义研究 目的: 检测涎腺腺样囊性癌中c-Myc和CCND1的表达,并研究其与CDH1甲基化以及E-钙粘蛋白的相关性,探讨其临床意义。 方法: 采用免疫组化法检测54例SACC和20例癌旁涎腺组织中c-Myc和CCND1的表达水平,并分析其临床意义。采用Spearman等级相关法对c-Myc和CCND1与CDH1甲基化以及E-钙粘蛋白的相关性进行分析。 结果: 1.c-Myc在癌旁涎腺组织中均为阴性表达,在SACC癌组织中阳性表达率为79.6%(43/54),差异有统计学意义(P<0.001)。 2.所有SACC组织中,伴有神经浸润组织中c-Myc阳性率为96.67%(29/30),显著高于无神经浸润的组织(58.33%,10/24),差异具有统计学意义(P<0.05)。 3.所有SACC组织中,伴有远处转移组织中c-Myc阳性率为100.00%(8/8),显著高于无远处转移的组织(76.09%,35/46),差异具有统计学意义(P<0.05)。 4.所有SACC组织中,伴有淋巴结转移的组织中c-Myc阳性率为100.00%(9/9),显著高于淋巴结转移的组织(75.56%,34/45),差异具有统计学意义(P<0.05)。 5.在本次研究中,c-Myc表达与T分期、年龄、性别、肿瘤部位以及组织学类型等临床病理特征无关。 6.CCND1在SACC癌组织中阳性表达率为88.9%(48/54),而CCND1在癌旁涎腺组织中均为阴性表达,差异有统计学意义(P<0.001)。 7.所有SACC组织中,伴有神经浸润组织中CCND1阳性率为96.67%(29/30),显著高于无神经浸润的组织(79.17%,19/24),两者存在统计学差异(P<0.05)。 8.SACC癌组织中T4期组织CCND1阳性率为100%(31/31),显著高于T1-3期组织(73.9%,17/23),两者具有统计学差异(P<0.05)。 9.在本次研究中,CCND1表达与年龄、性别、肿瘤部位、淋巴结转移、组织学类型以及远处转移等临床病理特征无关。 10.Spearman等级相关分析显示: 1)c-Myc蛋白表达与E-钙粘蛋白表达负相关(r=-0.869,P<0.001),c-Myc蛋白表达随E-钙粘蛋白表达下降而升高。 2)c-Myc蛋白表达与CDH1甲基化水平正相关(r=0.803,P<0.001),c-Myc蛋白表达随CDH1甲基化水平升高而升高。 3)CCND1蛋白表达与E-钙粘蛋白表达负相关(r=-0.878,P<0.001),CCND1蛋白表达随E-钙粘蛋白表达下降而升高。 4)CCND1蛋白表达与CDH1甲基化水平正相关(r=0.846,P<0.001),CCND1蛋白表达随CDH1甲基化水平升高而升高。 结论: c-Myc和CCND1在SACC癌组织中表达较高,c-Myc与肿瘤神经浸润、远处转移、淋巴结转移以及T分期相关,而CCND1与肿瘤T分期、神经浸润有关,Spearman等级相关分析说明c-Myc和CCND1均与E-钙粘蛋白表达负相关,与CDH1甲基化程度正相关。c-Myc和CCDN1影响SACC神经侵犯、肿瘤进展等。 第四部分:SACC细胞株中CDH1异常甲基化启动EMT机制上调c-Myc和CCND1促进肿瘤转移 目的: 抑癌基因甲基化与恶性肿瘤相关,本部分实验主要研究涎腺腺样囊性癌(SACC)细胞株SACC-LM(具有高肺转移倾向)以及SACC-83(低肺转移倾向)用去甲基化药物5-脱氧氮杂胞苷(5-Aza)处理后细胞功能以及CDH1、EMT相关基因和c-Myc和CCND1表达量的变化;并将CDH1转染入SACC细胞株观察细胞功能变化以及c-Myc和CCND1表达量变化,从而探讨CDH1、EMT以及c-Myc和CCND1在SACC中的作用及机制。 方法: 分别采用MSP和RT-PCR检测5-Aza去甲基化前后CDH1甲基化程度和CDHmRNA表达水平;将CDH1转染到SACC-LM、83中使CDH1过表达,用RT-PCR和蛋白印迹验证其过表达,取生长良好的SACC-LM、SACC-83,采用MTS法观察转染后SACC-LM、SACC-83细胞活力改变,应用流式细胞仪检测细胞周期改变,利用细胞划痕愈合试验观察细胞迁移能力的改变,分析转染后EMT相关基因以及CCND1、c-MycmRNA和蛋白水平的变化。 结果: 1.SACC-LMCDH1甲基化程度高于SACC-83,但其CDH1mRNA表达水平低于SACC-83。5-Aza处理后,两株细胞CDH甲基化程度降低,CDH1mRNA表达水平升高。 2.蛋白印迹及RT-PC产物琼脂糖凝胶电泳均表明转染成功。CDH1的过表达导致细胞活力减弱,集落生成减少,细胞爬行距离缩短,SACC-LM和SACC-83细胞G1期细胞比例降低,S期和G2/M期比例增高。 3.CDH1过表达使c-Myc、CCND1以及EMT相关的基因(ZEB1、Vimentin、Snail、Twist)mRNA和蛋白均下降。 结论: 在SACC细胞株中,5-Aza去甲基化以及CDH1转染处理后均能恢复CDH1表达,并引起c-Myc、CCND1以及EMT相关基因的改变,抑制涎腺腺样囊性癌细胞株SACC-LM、83迁移和侵袭能力。本部分研究证明在SACC-LM和SACC-83细胞中,CDH1启动子甲基化将启动EMT机制,并调节c-Myc和CCND1,促进SACC肿瘤转移。