CN111206098B - p38γ在制备胰腺癌预后诊断试剂中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了p38γ在制备胰腺癌预后诊断试剂中的应用。发明人研究发现胰腺癌患者癌组织中p38γ的表达显著高于正常组织,其表达水平随疾病进展逐渐升高,且其高表达与患者不良预后相关。构建胰腺导管腺癌动物模型K‑RasG12D‑p53R172H‑Pdx‑Cre(KPC)作为研究的对照组。应用Cre/LoxP技术构建胰腺导管上皮细胞p38γ敲除的胰腺癌动物模型(KPC‑p38γ‑KO)作为实验组。发现p38γ敲除可显著减小肿瘤体积并延长KPC小鼠的生存期。KPC组小鼠的中位生存时间是160天,而截至统计时间大部分KPC‑p38γ‑KO小鼠仍存活,中位生存时间>300天。进一步的实验结果表明p38γ高表达可促进胰腺癌的侵袭和转移。因此,p38γ可以很好地确定胰腺癌的风险及预后。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于胰腺癌预后的诊断试剂。
背景技术
癌症严重威胁人们的健康,随着医学的发展,越来越多的癌症已经具有了较好的治疗效果。在众多的癌症中,胰腺癌被称为“癌中之王”,是一种尚未攻克的癌症。现有技术中,胰腺癌从预防、诊断、治疗到预后效果都不理想。《2015年中国癌症统计》数据显示,我国胰腺癌占总体恶性肿瘤发病率和死亡率的第9位和第6位,并且呈快速上升趋势。约3/4的胰腺癌患者在确诊1年后死亡,5年生存率仅为6%,是名副其实的癌中之王。
胰腺癌发病过程不明,其自然病程约为20年,在此过程中,部分正常胰腺细胞,在吸烟、饮酒、炎性反应等环境因素的刺激下,在易感遗传背景基础上不断积累突变等分子事件,并逐步获得了克服衰老、掠夺营养和无限繁殖的能力,具备了所谓的“干性”,最终导致胰腺癌的发生。其中的少部分关键变异作为主要因子,驱动着胰腺细胞经历“腺泡导管化生”“上皮内瘤变”“上皮间质转化”“远隔转移”等癌变过程中的重要事件。如何有效确定胰腺癌的预后,对于胰腺癌的治疗有着非常重要的影响。
p38丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases,MAPK)通路是MAPK介导信号通路的重要分支,参与到炎症、细胞生长、细胞分化、细胞周期和细胞死亡等多个生理过程。p38γ(MAPK12)是MAPK家族唯一C-末端有PDZ结合基序(PDZ-bindingmotif,PBM)的分子,可与蛋白的PDZ结构域特异性结合,活化交互作用蛋白,促进肿瘤的生长及侵袭和转移。p38γ与Ras的转化有关,一方面K-Ras可上调p38γ的表达,另一方面p38γ与c-Jun/PTPH1的PDZ域结合,上调AP1的活性,促进K-Ras突变结肠癌细胞的增殖和侵袭。还可p38γ还可直接磷酸化Hsp90/S595,DNA Topo Iia/S1542,β-catenin/S605,Tau/T181(S202/T205,S396/S404,S422)等蛋白。p38γ表达亦可诱导肿瘤细胞TNFα、IL-1β和IL6的分泌增加,促进炎症相关肿瘤的发生。
谢学海,田孝东,马永簌等(p38α及β亚型对胰腺癌细胞生物学行为的影响[J].中华实验外科杂志,2019,36(2):261-263.)的研究结果表明p38 4个亚型在7种胰腺癌细胞株中有不同水平表达,其中p38α在7种胰腺癌细胞株中均显著表达;在ASPC、Colo357和Panc-1细胞株中,p38β表达水平与p38α相当;p38γ在7种胰腺癌细胞株中虽有表达,但水平较低。选择性抑制p38α后,Mia Paca-2和Panc-1细胞增殖、运动和侵袭能力显著下降,且裸鼠体内成瘤实验可见肿瘤体积显著增加.选择性抑制p38β后,可以观察到细胞生长和增殖变慢,但未见运动和侵袭能力的变化.体内成瘤实验中,Mia Paca-2两个下调p38β细胞克隆成瘤率分别为18.3%和50.0%,较野生型和空质粒转染组显著下降,且肿瘤体积显著减小(P<0.05);Panc-1两个下调p38β细胞克隆成瘤率为25.0%和12.5%,较野生型和空质粒转染组显著下降(P<0.05)。
现有研究中,p38γ与胰腺癌发生发展及预后的关系尚未明确。
虽然与肿瘤相关的分子标志很多,但是并非所有的分子标志都可以作为预后诊断标志使用。肿瘤标志物是指特征性存在于恶性肿瘤的癌细胞或由恶性肿瘤细胞异常而产生的物质。一般而言,理想的肿瘤标记物应满足以下条件,包括可应用于肿瘤诊断、肿瘤治疗监测、反应预后、预测复发、对确定治疗反应有用等等。正常胰腺组织几乎检测不到p38γ的表达,其在胰腺癌组织中是否表达升高、其高表达是否与患者预后或者转移相关均未知。
发明内容
本发明的目的在于提供p38γ在制备胰腺癌预后诊断试剂中的应用。
本发明所采取的技术方案是:
本发明的第一个方面,提供:
定量p38γ蛋白或基因的试剂在制备确定胰腺癌预后试剂中的应用。
在一些实例中,定量p38γ的试剂选自:ELISA试剂、免疫组化试剂、定量PCR试剂。
在一些实例中,p38γ蛋白或基因的表达量高于正常人或正常组织,判定为患癌风险高或预后差。
在一些实例中,所述定量p38γ蛋白或基因试剂的检测样本为胰腺癌样本组织或胰腺癌患者血清。
在一些实例中,所述ELISA或者定量PCR试剂的检测样本为胰腺癌患者血清。
在一些实例中,所述免疫组化试剂的检测样本为胰腺癌样本组织及癌旁组织。
本发明的第二个方面,提供:
一种确定胰腺癌预后的系统,包括:
定量p38γ蛋白或基因的装置:用于确定样本中p38γ蛋白或基因的表达量;
风险分析装置:基于所述p38γ蛋白或基因的表达量确定胰腺癌预后。
在一些实例中,定量p38γ蛋白或基因的装置选自:ELISA装置、免疫组化装置、定量PCR装置。
在一些实例中,定量p38γ蛋白或基因的装置的检测样本为胰腺癌样本组织或胰腺癌患者血清。
在一些实例中,p38γ蛋白或基因的表达量高于正常人或正常组织,判定为患癌风险高或预后差。
本发明的有益效果是:
发明人研究发现胰腺癌患者癌组织中p38γ的表达显著高于正常组织,其表达水平随疾病进展逐渐升高,且其高表达与患者不良预后相关。构建胰腺导管腺癌动物模型K-RasG12D-p53R172H-Pdx-Cre(KPC)作为研究的对照组。应用Cre/LoxP技术构建胰腺导管上皮细胞p38γ敲除的胰腺癌动物模型(KPC-p38γ-KO)作为实验组。发现p38γ敲除可显著减小肿瘤体积并延长KPC小鼠的生存期。KPC组小鼠的中位生存时间是160天,而截至统计时间大部分KPC-p38γ-KO小鼠仍存活,中位生存时间>300天。进一步的实验结果表明p38γ高表达可促进胰腺癌的侵袭和转移。因此,p38γ可以很好地确定胰腺癌的风险或预后,为胰腺癌的治疗提供了一定地指导。
附图说明
图1是p38γ在胰腺癌病人癌组织中的表达与疾病进展的情况;
图2是p38γ与预后的相关性分析结果;
图3是p38γ敲除转基因小鼠模型的构建流程及结果验证;
图4是p38γ敲除对胰腺癌转基因小鼠的影响;
图5是p38γ敲除对胰腺癌发生及进展的影响;
图6是p38γ对胰腺癌转移的影响;
图7是p38γ对细胞增殖的影响;
图8和图9是p38γ对细胞侵袭和转移的影响。
具体实施方式
下面结合实验,进一步说明本发明的技术方案。
p38γ在胰腺癌病人癌组织中的表达与预后
首先发明人检测了49例PDAC患者肿瘤组织p38γ的表达情况,发现肿瘤组织p38γ表达显著高于正常组织,且随胰腺癌的病程进展p38γ表达水平也逐渐升高。后续发明人回顾性分析80例胰腺导管腺癌组织p38γ的表达与疾病进展和生存预后的关系,发现p38γ高表达病人的总生存期显著低于低表达病人。
免疫组化方法检测石蜡组织切片p38γ表达
(1)石蜡切片60℃烤箱烤片30min;
(2)石蜡切片常规脱蜡:二甲苯Ι15分钟-二甲苯Ⅱ15分钟-无水乙醇Ι10分钟-无水乙醇Ⅱ10分钟-95%乙醇5分钟-90%乙醇5分钟-80%乙醇5分钟-70%乙醇5分钟-蒸馏水冲洗3分钟;
(3)抗原修复:切片浸入沸腾的盛0.01M柠檬酸缓冲溶液(PH 6.0)的压力锅内盖上锅盖,加上压力阀,继续加热至喷气,开始计时2分钟后,离开热源自来水冲洗至室温。取出切片,蒸馏水冲洗2次,每次3分钟;
(4)PBS液冲洗5分钟,2次,甩去PBS液,每张切片滴加1滴(50μl)3%H2O2室温孵育10分钟(目的:阻断内源性过氧化物酶活性);
(5)PBS冲洗5分钟,3次,5%BSA封闭30分钟后,p38γ抗体(1:100稀释)4℃过夜;
(6)PBS冲洗5分钟,3次,兔二抗孵育30分钟;
(7)PBS冲洗5分钟,3次,DAB显色3分钟,自来水终止显色;
(8)复染,苏木素中染色5分钟,自来水冲洗1分钟;
(9)1%盐酸酒精分化1秒,自来水冲洗1分钟;
(10)饱和碳酸锂返蓝,自来水冲洗10分钟;
(11)梯度酒精脱水,切片依次放置70%-80%-90%-100%Ι-100%Ⅱ酒精,每次10分钟;
(12)脱色,二甲苯Ι-二甲苯Ⅱ,每次30分钟;
(13)中性树脂胶封片;
(14)显微镜观察,拍照。
实验结果如图1和图2所示,结果显示胰腺癌患者癌组织中p38γ的表达显著高于正常组织且其表达水平随疾病进展逐渐升高(图1),且胰腺癌高表达患者总生存期显著短与低表达患者(图2)。
p38γ敲除对胰腺癌转基因小鼠的影响
转基因小鼠模型的构建
构建胰腺导管腺癌(PDAC)转基因小鼠模型K-RasG12D-p53R172H-Pdx-Cre(KPC)作为研究的对照组。应用Cre/LoxP技术构建胰腺导管上皮细胞p38γ敲除的胰腺癌动物模型(KPC-p38γ-KO)作为实验组。发现p38γ敲除可显著减小肿瘤体积并延长KPC小鼠的生存期。
(1)、LSL-Trp53R172H/+,LSL-KrasG12D/+和Pdx-1-Cre小鼠(均购于The JacksonLaboratory,129/SvJae/C57Bl/6Background)杂交获得LSL-KrasG12D/+;LSL-Trp53R172H/+和Pdx-1-Cre三种基因同时突变的KPC小鼠作为实验的对照组;
(2)、p38γflox/flox小鼠(购于Boehringer Ingelheim Pharmaceuticals,Inc.,)和Pdx-1-Cre小鼠杂交获得胰腺导管上皮细胞p38γ敲除的小鼠;
(3)、p38γflox/flox-Pdx-1-Cre小鼠和Trp53R172H/+-KrasG12D/+小鼠杂交获得LSL-KrasG12D/+;LSL-Trp53R172H;p38r KO;Pdx-1-Cre四种基因同时突变的KPC-p38γ-Knockout/KO小鼠作为实验组;
(4)、所有小鼠均在4-5周龄时进行基因型的检测,检测突变符合条件的小鼠入组进行生存期的观察。
实验流程及结果如图3所示,图3中(A)Cre-lox技术示意图;(B)KPC-p38γ-Knockout小鼠构建流程;(C)小鼠基因型检测PCR跑胶结果;(D)Western blot检测p38γ的表达;p38γflox/flox-Pdx-1-Cre小鼠和Trp53R172H/+-KrasG12D/+小鼠杂交获得LSL-KrasG12D/+;LSL-Trp53R172H;p38γ-Knockout;Pdx-1-Cre四种基因同时突变的KPC-p38γ-Knockout/KO小鼠作为实验组(A,B)。所有小鼠均在4-5周龄时进行基因型的检测,切取小鼠的尾巴组织,提取DNA,PCR检测K-Ras,p53,Pdex和p38γ的表达,突变符合条件的小鼠入组进行生存期的观察。KPC小鼠的基因检测结果为:PCR产物跑胶可看到K-Ras,p53和Pdex基因条带;KPC-p38γ杂合小鼠的基因检测结果为:PCR产物跑胶可看到K-Ras,p53,p38γ/LoxP,p38γ/WT和Pdex基因条带;KPC-p38r-KO小鼠的基因检测结果为:PCR产物跑胶可看到K-Ras,p53,p38γ/LoxP和Pdex基因条带(C)。Western blot检测KPC和KPC-p38γ-KO小鼠胰腺癌组织和分离的原代肿瘤细胞中p38r的敲除(D)。
图4所示,p38γ敲除可以减小肿瘤体积并显著延长小鼠生存时间,存活189天KPC小鼠胰腺肿瘤重0.83克,而KPC-p38γ-KO小鼠胰腺肿瘤达0.81克时,小鼠存活272天(A)KPC组小鼠的中位生存时间是160天,而截至统计时间大部分KPC-p38γ-KO小鼠仍存活,中位生存时间>300天(B)。
p38γ敲除对胰腺癌发生及进展的影响
HE染色步骤
(1)石蜡切片60℃烤箱烤片30min;
(2)石蜡切片常规脱蜡:二甲苯Ι15分钟-二甲苯Ⅱ15分钟-无水乙醇Ι10分钟-无水乙醇Ⅱ10分钟-95%乙醇5分钟-90%乙醇5分钟-80%乙醇5分钟-70%乙醇5分钟-蒸馏水冲洗3分钟;
(3)苏木素中染色5分钟,自来水冲洗1分钟;
(4)1%盐酸酒精分化1秒,自来水冲洗1分钟;
(5)饱和碳酸锂返蓝,自来水冲洗10分钟;
(6)0.5%伊红液染色5分钟,蒸馏水冲洗3分钟;
(7)梯度酒精脱水,切片依次放置70%-80%-90%-100%Ι-100%Ⅱ酒精,每次10分钟;
(8)脱色,二甲苯Ι-二甲苯Ⅱ,每次30分钟;
(9)中性树脂胶封片;
(10)显微镜观察,拍照。
实验结果如图5所示,3个月龄小鼠,KPC组的小鼠胰腺导管已发生上皮内瘤样变,而KPC-p38r-KO组小鼠的胰腺导管正常。
p38γ对胰腺癌转移的影响
HE及免疫组化染色方法同上。
实验结果如图6所示,KPC小鼠肺转移灶、肝转移灶中也检测到p38γ高表达,说明p38γ高表达促进了胰腺癌的远处转移。
p38γ对细胞增殖的影响
(1)收集对数期细胞,每孔加入200μL细胞悬液,500个细胞,5%CO2 37℃孵育;
(2)在第1,2,3,4,5天分别加入20μL MTT溶液,继续培养4小时;
(3)每孔加入100μL DMSO,溶解结晶;
(4)酶标仪570nm读取各孔吸光值;
实验结果如图7所示,KPC原代细胞的增殖速度显著快于KPC-p38r-KO原代细胞。
p38γ对细胞侵袭和转移的影响
划痕实验
(1)收集对数期细胞铺板,6孔板,每孔5×105个细胞,5%CO2 37℃孵育过夜;
(2)、200μL黄色枪头划线,PBS洗3次,去除划下的细胞,显微镜拍照;
(3)、加入无血清培养基,继续培养24小时,显微镜拍照;
实验结果如图8所示,KPC原代细胞的迁移速度显著快于KPC-p38r-KO原代细胞。
Tranwell实验步骤
(1)、基质胶铺板,用BD公司的Matrigel 1:8稀释,包被Transwell小室底部膜的上室面,置37℃30min使Matrigel聚合成凝胶。使用前进行基底膜水化。
(2)细胞准备,实验前12小时,去除培养基,PBS洗3次,更换无血清培养基,继续培养24小时;
(2)、胰酶消化细胞,无血清培养基清洗2次,计数后将100μL(5×104细胞)逐滴加入Transwell小室,24孔板下室加入600μL含10%血清的培养基,继续培养24小时;
(3)、将小室取出,弃去培养基,PBS洗3次,甲醇固定细胞30分钟;
(4)、弃去固定液,PBS洗3次,0.1%结晶紫染色20分钟;
(5)、PBS清洗小室,用棉签擦拭去小室内部未穿过上室膜面的细胞
(6)、拍照,计数。
实验结果如图9所示,KPC原代细胞的侵袭能力显著强于KPC-p38r-KO原代细胞。
综上可知,胰腺癌患者癌组织中p38γ的表达显著高于正常组织,其表达水平随疾病进展逐渐升高,且其高表达与患者不良预后相关。构建胰腺导管腺癌动物模型K-RasG12D-p53R172H-Pdx-Cre(KPC)作为研究的对照组。应用Cre/LoxP技术构建胰腺导管上皮细胞p38γ敲除的胰腺癌动物模型(KPC-p38γ-KO)作为实验组。发现p38γ敲除可显著减小肿瘤体积并延长KPC小鼠的生存期。KPC组小鼠的中位生存时间是160天,而截至统计时间大部分KPC-p38γ-KO小鼠仍存活,中位生存时间>300天。进一步的实验结果表明p38γ高表达可促进胰腺癌的侵袭和转移。因此,p38γ可以很好地确定胰腺癌的预后。
Claims (4)
1.定量检测p38γ蛋白的试剂在制备确定胰腺癌预后试剂中的应用;其特征在于,p38γ蛋白的表达量高于正常人或正常组织,判定为患癌风险高或预后差。
2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于:定量检测p38γ的试剂包括:ELISA试剂或免疫组化试剂。
3.根据权利要求2所述的应用,其特征在于:所述ELISA 试剂的检测样本为胰腺癌患者血清。
4.根据权利要求2所述的应用,其特征在于:所述免疫组化试剂的检测样本为胰腺癌样本组织及癌旁组织。
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CN108107216A (zh) * | 2016-11-24 | 2018-06-01 | 中国医学科学院北京协和医院 | 一种组合标志物在制备胰腺癌预后判断试剂盒中的应用及其测定系统和方法 |
CN108456733A (zh) * | 2018-04-09 | 2018-08-28 | 中山大学附属第医院 | 一种胰腺导管腺癌标志物及其应用 |
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Title |
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