PLoS ONE: ekspressionsniveauet og prognostiske værdi af Y-Box bindende protein-1 i Rektal Cancer

Abstrakt

Formålet med denne undersøgelse var at samtidigt evaluere udtrykket af Y-box bindende protein-1 ( YB-1) i ikke-neoplastisk rektal væv og endetarmskræft væv, og at indsamle klinisk opfølgning data for de enkelte patienter. Desuden har vi til formål at undersøge de udviklingsmæssige funktioner og prognostisk værdi af YB-1 i endetarmskræft. Vi udførte immunhistokemiske studier til undersøgelse YB-1-ekspression i vævs- prøver fra 80 patienter med rektal cancer, 30 patienter med rektal rørformet adenom, og 30 patienter med rectitis. De gennemsnitlige YB-1 histologiske scorer for endetarmskræft, rektal rørformet adenom og rectitis vævsprøver var 205,5, 164,3, og 137,7 hhv. Kortere sygdomsfri og samlet overlevelse gange blev fundet i patienter med endetarmskræft, der havde højere YB-1-ekspression end hos dem med lavere udtryk (38,2 måneder vs 52,4 måneder, p = 0,013, og 44,4 måneder vs 57,3 måneder, p = 0,008, henholdsvis). Vores resultater viser, at YB-1-ekspression er højere i endetarmskræft væv end i rektal rørformet adenom og rectitis væv, og at det kan være en uafhængig prognostisk faktor for endetarmskræft

Henvisning:. Zhang Y, Zhao PW, Feng G, Xie G, Wang AQ, Yang YH et al. (2015) ekspressionsniveauet og prognostiske værdi af Y-Box bindende protein-1 i endetarmskræft. PLoS ONE 10 (3): e0119385. doi: 10,1371 /journal.pone.0119385

Academic Redaktør: Hiromu Suzuki, Sapporo Medical University, JAPAN

Modtaget: 15 oktober, 2014 Accepteret: 30 januar 2015; Udgivet: 19 Mar 2015

Copyright: © 2015 Zhang et al. Dette er en åben adgang artiklen distribueres under betingelserne i Creative Commons Attribution License, som tillader ubegrænset brug, distribution og reproduktion i ethvert medie, forudsat den oprindelige forfatter og kilde krediteres

Data Tilgængelighed: Alle relevante data er inden papiret

finansiering:.. forfatterne modtaget nogen specifik finansiering til dette arbejde

konkurrerende interesser:. forfatterne har erklæret, at der ikke konkurrerende interesser findes

Introduktion

Rektal cancer er en af ​​de mest almindelige ondartede tumorer i fordøjelsessystemet. Indførelsen af ​​adjuvans kemostråleterapi til behandling af rektale cancer forbedret overlevelsesrater, men en høj dødelighed er stadig forbundet med den maligne svulst. De vigtigste faktorer, der påvirker prognosen for patienter med rektal cancer indbefatter tumor stadium, er afstanden mellem tumoren og anus, og den perifere resektionsranden [1-2]. Fordi lignende patienter kan modtage den samme behandling endnu i sidste ende har forskellige udfald, vi hypotesen, at der er andre medvirkende faktorer.

Y-box bindende protein-1 (YB-1) er den mest evolutionært bevaret nukleinsyre-bindende protein kendt [3]. Det er involveret i reguleringen af ​​transskription og translation, DNA-reparation, alternativ splejsning af mRNA, RNA reparation, celleproliferation, apoptose, og resistens [4-7]. Et stigende antal undersøgelser har vist en sammenhæng mellem YB-1 og forskellige kræftformer. For eksempel kan dette protein kunne drive G1-S overgangen i tumorceller gennem CDC6 pathway fremme proliferation [8]. YB-1 kan virke som en negativ regulator af tumorsuppressorgen p53 og repressor af p53-promotoren [9]. YB-1 kan danne komplekser med aktiverende protein 2 og p53. Efterfølgende binding til RE-1 responselement af matrixmetalloproteinase 2 (MMP2) genenhancer element aktiverer transkriptionen af ​​

MMP2

og dermed fremme tumormetastase [10]. PIK3CA, er epidermal vækstfaktor receptor (EGFR), og mesenchymale-epithelial overgang faktor moduleret af YB-1 til at fremme væksten og overlevelsen af ​​brystcancerceller [11-13]. YB-1 er også blevet forbundet med resistensen af ​​tumorceller over for terapeutika [14-15].

Flere undersøgelser viste, at YB-1 overekspression er associeret med en dårlig prognose for patienter med maligne tumorer, såsom hoved og halskræft [16], non-Hodgkins lymfom [17], brystkræft [18], osteosarkom [19], ikke-småcellet lungecancer [20], mavekræft [21], og esophageal pladecellekræft [22]. I øjeblikket er der kun få rapporter om, hvorvidt YB-1-ekspression påvirker prognosen for patienter med rektal cancer. Tidligere undersøgelser har vist, at inflammation spiller en særdeles vigtig rolle i initieringen og progressionen af ​​cancer, herunder colorectal cancer [23]. Formålet med denne undersøgelse var at evaluere udtrykket af YB-1 i ikke-neoplastisk rektal væv og endetarmskræft væv, og for at vurdere forholdet mellem YB-1-ekspression og prognosen for patienter med endetarmskræft.

Materialer og metoder

Vævsprøver og kliniske data

undersøgelsen blev godkendt af Medical Ethics Committee of Mianyang Central Hospital. Alle væv blev opnået med samtykke fra patienterne, og skriftligt informeret samtykke fra donorer eller de pårørende blev opnået for brug af vævsprøverne til forskningsformål. Til denne undersøgelse blev opnået 140 formalinfikserede, paraffinindstøbte vævsprøver mellem 2008 og 2009 fra Institut for Patologi på Mianyang Central Hospital. Prøverne blev indsamlet fra 140 patienter, herunder 80 med endetarmskræft, 30 med rektal rørformet adenom, og 30 med rectitis. Alle patienter med endetarmskræft blev opereret, og efter operationen, 69 af disse patienter fik adjuverende strålebehandling (strålingsdosis DT: 50 Gy /25 fraktioner, 5-fluorouracil [5-FU] -baseret kemoterapi). Den gennemsnitlige follow-up tid var 46,8 måneder (interval: 7-75 måneder). Otte patienter med endetarmskræft blev tabt for opfølgning, og dermed blev kliniske data indsamlet i 72 patienter.

Immunhistokemi

immunhistokemisk analyse blev udført som tidligere [24] beskrevet. Fire mikrometer tykke formalin-fikseret, paraffinindlejrede vævssnit afparaffineret, rehydreret i en gradient af alkohol, og underkastes en varmeinduceret epitopgenfinding puffer bestående af Tris-EDTA ved pH 7,4. Objektglassene blev derefter kogt i 3 minutter i en trykkoger og derefter afkølet i puffer for at hente epitoperne. Objektglas blev gennemvædet i 3% H

2O

2 i 8 min og derefter vasket med vand. De blev derefter inkuberet i en 1: 200 fortynding af et polyklonalt kanin-antistof dannet mod human YB-1 (Cell Signaling Technology, Inc., Boston, MA, USA) i 1 time ved stuetemperatur. Efter inkubering med gede-anti-kanin sekundært antistof, biotin peberrodsperoxidase enzymmærket polymeren fra Dako ChemMate EnVision Detection Kit (Dako Diagnostics Co. Ltd., Shanghai, Kina) blev tilsat. Chromogenet var 3,3′-diaminobenzidin (Dako Diagnostics Co. Ltd.). Endelig blev snittene modfarvet med hematoxylin. Brystkræftvæv objektglas blev anvendt som en positiv kontrol for YB-1-farvning. En slide, der ikke blev behandlet med det primære antistof blev anvendt som en negativ kontrol. YB-1 immunopositivitet blev analyseret semikvantitativt. Denne metode, der er udviklet af McCarty et al., Er navngivet YB-1 histologisk score (HScore) [25]. Den HScore tegner sig for både intensiteten af ​​farvning og procentdelen af ​​celler, der er farvet for hvert niveau af farvningsintensitet. De HSCOREs blev opnået ved anvendelse af følgende algoritme: HScore = Σ (I × PC), hvor I og PC repræsenterer intensiteten af ​​farvning og procentdelen af ​​celler, som blev farvet for hvert niveau af farvningsintensitet hhv. Intensiteter blev klassificeret fra nul (ingen farvning) til tre (meget stærk farvning). Alle objektglas blev undersøgt og scoret uafhængigt af tre patologer, der var blindet for både de kliniske og patologiske data. YB-1 immunopositivitet blev defineret som tilstedeværelse af enhver specifik farvning i cytoplasmaet og /eller kernen.

Statistisk analyse

Vi udførte statistisk analyse under anvendelse af SPSS statistisk software (IBM Corp., Armonk, NY, USA). Den differentielle ekspression af YB-1 i vævsprøver fra patienter med rektal rectitis, rektal rørformet adenom og rektal cancer blev analyseret ved anvendelse af ANOVA statistiske test. ANOVA eller

t

-tests blev brugt til at analysere sammenhængen mellem de klinisk-patologiske parametre og YB-1-ekspression. En Cox proportionel risiko regressions model blev brugt i en multivariat analyse af virkningen af ​​prognostiske faktorer på overlevelse. P-værdier. 0,05 blev betragtet som statistisk signifikant i alle test

Resultater

YB-1-ekspression i rektal cancer og ikke-neoplastiske rektal væv

endetarmskræft celler udviste diffus YB-1-farvning i cytoplasmaet (fig. 1-3). I ikke-kræft rektal væv, blev kun svag YB-1 farvning iagttages. Nuklear farvning blev sjældent observeret i nogen af ​​vævsprøverne. De gennemsnitlige YB-1 HSCOREs til rektal cancer, rørformet adenom og rectitis vævsprøver var 205,5, 164,3, og 137,7 hhv. YB-1-ekspressionsniveauer var højere i væv fra patienter med rektal cancer end i ikke-neoplastiske rektal væv (P = 0,000; tabel 1). Desværre fik YB-1-ekspression ikke vise nogen indlysende sammenhæng med patientens alder (P = 0,153), køn (P = 0,657), kræft fase (P = 0,245), eller adjuverende strålebehandling (P = 0,761). De kliniske funktioner i disse patienter er vist i tabel 2. Vejviser

Survival analyse af YB-1-ekspression i endetarmskræft

Højere YB-1-ekspression (HScore ≥ 200) blev forbundet med dårlig sygdomsfri overlevelse (DFS) og total overlevelse (OS) (fig. 4-5). Middelværdien DFS var 38,2 måneder i 50/72 patienter med rektal cancer, som var kortere end for patienter med lavere YB-1 ekspression (HScore 200). Middelværdien DFS af patienter med lavere YB-1-ekspression var 52,4 måneder (p = 0,013). En analyse af OS afslørede tilsvarende resultater. Den gennemsnitlige OS tid af patienter med højere YB-1-ekspression (HScore ≥ 200) var 44,4 måneder, versus 57,3 måneder (P = 0,008) for patienter med lavere YB-1-ekspression (YB-1 HScore 200).

indflydelsen af ​​kliniske og patologiske egenskaber på endetarmskræft blev analyseret i en multivariat analyse ved hjælp af en Cox proportional hazard model. Resultaterne indikerede, at den kliniske fase, adjuverende kemo- og stråleterapi, og YB-1-ekspression korreleret med DFS og OS, og at de kan være uafhængige prognostiske faktorer, der påvirker overlevelse tider af patienter med endetarmskræft (tabel 3).

diskussion

Mange proteiner er rapporteret at være forbundet med prognosen for patienter med rektal cancer, herunder vasohibin-1 [26] og mIR-25 [27]. Kun få undersøgelser har fokuseret på sammenhængen mellem YB-1 og endetarmskræft ved hjælp af en immunhistokemisk metode. Opregulering af YB-1 blev observeret i flere tumorer i fordøjelsessystemet. For eksempel er YB-1 overudtrykt i cytoplasmaet af esophageal pladecellecarcinom celler [22]. Højere ekspression af YB-1 er også observeret i cytoplasmaet af gastriske cancerceller, men nuklear farvning ses sjældent [21]. I vores undersøgelse observerede vi YB-1-ekspression i cytoplasmaet af celler fra tre forskellige væv. Den HScore for endetarmskræft væv var signifikant højere end for ikke-neoplastiske rektal væv, hvilket tyder på, at

YB-1

kan være en endetarmskræft-associeret onkogen.

YB-1 er en indikator af prognosen hos flere kræftformer. For eksempel gentagelse var højere hos patienter med nasopharyngeal carcinom med høj YB-1-ekspression end hos patienter med lav ekspression af dette protein [28]. I brystkræft, kan forhøjede nuklear YB-1-ekspression være korreleret med kortere DFS, sygdomsspecifik overlevelse, og OS [29]. Vores undersøgelse viste lignende resultater. Middelværdien DFS og OS af patienter med højere ekspression af YB-1 var 38,3 og 44,4 måneder henholdsvis versus 52,4 og 57,3 måneder i henholdsvis patienter med lavere YB-1-ekspression. Patienter med højere udtryk for YB-1 havde kortere DFS (P = 0,013) og OS (P = 0,008) end dem med lavere YB-1-ekspression. Multivariat analyse af patientens prognose ved hjælp en Cox proportionel risiko model viste, at tumor stadie, alder og køn havde ingen sammenhæng med prognose, men at YB-1-ekspression var en uafhængig prognostisk faktor for endetarmskræft.

dårlig prognose for patienter med overekspression af YB-1 kan skyldes YB-1-induceret modstandsdygtighed over for strålebehandling. I brystcancerceller, aktiveringen af ​​YB-1 i serin 102 medierer resistens over for trastuzumab ved at øge antallet af CD44-positive celler [30]. YB-1 kunne modulere reaktiviteten af ​​tumorceller tamoxifen og fulvestrant ved at påvirke østrogenreceptoren (ER) -human EGFR2 signalvejen i ER-positiv brystkræft celler [31]. YB-1 kan aktivere multiresistens gen

MDR1

og multiresistens-associeret protein [32-35]. Det kan også fremkalde resistens over for mitomycin og cisplatin [36]. YB-1 er direkte involveret i reguleringen af ​​5-FU-induceret aktivering af MVP promotoren, som medierer resistens [37]. Den kemoterapi anvendt i denne undersøgelse var baseret på platin og 5-FU. Vi hypotesen, at den stakkels patient prognose kunne have resulteret fra resistens induceret af YB-1 overekspression. Stråling-induceret YB-1 fosforylering fremmer reparation af dobbelt-strenget DNA pauser og post-bestråling overlevelse gennem phosphatidylinositol 3-kinase /AKT og MAPK /ekstracellulære signal-regulerede kinase signalveje, som er neden for EGFR-signalering. Desuden kunne depletering af YB-1 ved siRNA forøge følsomheden af ​​brystcancerceller for stråling [38]. Det er muligt, at lignende mekanismer der ligger til grund resultaterne i vores undersøgelse. Men de mekanismer, der ligger til grund for YB-1 overekspression i patienter med endetarmskræft og de funktionelle konsekvenser fortsat uklare.

Konklusion

Som konklusion, vores undersøgelse tyder på, at YB-1-ekspression er højere i rektal kræftvæv end i rektal rørformet adenom og rectitis væv. Forhøjet udtryk for YB-1 kan indikere en dårlig prognose for patienter med endetarmskræft. En mere detaljeret forståelse af de signalveje, hvor YB-1 deltager kan resultere i identifikationen af ​​nye terapeutiske mål for rektal kræftbehandling.