基因芯片筛查外周血中胃癌转移相关基因

黄素英 陈华 田俊 应敏刚 郭福榕 詹文青

胃癌患者出现复发和(或)转移是影响胃癌患者生存期的重要因素。从分子水平探索胃癌转移机制，寻找理想的胃癌转移相关分子标志物，预测患者的预后情况，制定个体化治疗方案，是进一步提高胃癌患者生存率的有效途径。本文采用全基因组表达谱芯片技术，分析出现转移与未出现转移的胃癌患者以及健康者之间外周血基因表达谱的差异，筛选与胃癌转移相关的差异表达基因，并探讨其生物学意义。

1 资料与方法

1.1 样本收集 选择经临床和组织病理检查确诊为胃癌，未化疗且排除其他原发性肿瘤的胃癌患者10例，其中胃癌转移组5例(转移至肝脏)，胃癌未转移组5例;另选择健康体检自愿者5例为对照组。经知情同意后，采集外周血5 ml，分离有核细胞，送上海康成生物工程有限公司进行phalanx人全基因组表达谱芯片(人32050个基因)检测。

1.2 胃癌转移相关基因筛选 筛选全基因组表达谱芯片获取的基因差异表达水平≥2，且经T-test统计分析显著差异表达的基因(P＜0.05)，判定为差异表达基因，采用Panther system分析与胃癌转移相关的阳性基因。

2 结果

根据在肿瘤转移过程中参与粘附、降解、移动的基因在上述不同组中的表达水平，在参与肿瘤转移过程的1541个基因中筛选出显著差异表达(表达量上调2倍或下调2倍)的阳性基因157个，其中，胃癌合并转移组与胃癌未转移组及健康对照组比较，有65个基因表达下调，92个基因表达上调。结果见表1和表2。

3 讨论

肿瘤的发生、发展是多阶段、多种致瘤因子共同作用的结果。机体在不同的时间、空间生理机能的改变终将体现在一系列基因质和量的变化上，从而构成了机体在每一状态时的特征性基因表达，因此，全基因组表达谱芯片检测技术能用于比较肿瘤转移与否状态下的不同特征性基因表达图谱，筛选肿瘤转移相关基因，寻找肿瘤转移的分子标志物。

本研究发现，胃癌转移组与胃癌未转移组、健康对照组外周血之间存在大量差异表达基因，涉及到多条信号传导通路，提示胃癌发生转移是较为复杂的过程。经Panther system进行生物学通路分析显示，参与肿瘤转移的1541个基因中，有中65个基因在胃癌转移组明显表达下调，92个基因表达上调，共计157个阳性基因，涉及粘附分子、细胞运动趋化因子、蛋白水解酶等基因。

表1 筛选出的胃癌转移相关阳性基因

表2 胃癌转移相关的阳性基因分布

CDH2基因在胃癌转移组表达明显上调，CDH2编码的N-cadherin，是依赖钙离子介导的同种细胞与细胞粘附分子中的一员。它是由一段5个串联重复单位组成的胞外区、一个跨膜区和一个很保守的胞质区构成的，通过胞质区与β-连环蛋白相连结，对上皮细胞在间质中的迁移发挥作用，进而决定细胞的形状与移动，当其上调时增强癌细胞的浸润和转移能力［1］。

CD151是新近发现的癌基因，属于跨膜四蛋白超家族，CD151通过与整合素特异性结合，参与调控细胞粘附、迁移和增殖等病理生理过程［2］。本实验中胃癌转移组CD151基因表达上调，其在胃癌侵袭转移中的作用尚待研究。

TGFα(转化生长因子-α)为EGFR配体，是生长因子自分泌系统的基本组成部分，它在调节细胞分化、增殖、维持上皮完整性中起重要的作用。有报道指出，TGFα在恶性实体瘤中呈显著性高表达，尤其与胃肠道肿瘤关系密切［3］。本研究发现，胃癌转移组TGFA基因明显高表达。

CTNNB1基因编码β-连环蛋白(β-catenin)，是Wnt信号通路发挥促进肿瘤发生发展的直接原因。β-catenin异常表达可见于人类多种恶性肿瘤，如胃癌、直结肠癌、乳腺癌、肺癌、白血病等。黄悦等发现β-catenin表达的下调与胃癌的发生发展具有相关性，本实验也显示CTNNB1基因明显低表达。

在阳性基因中，属于ADAM家族的ADAM23、ADAM17、ADAM33、ADAM19、ADAM8、ADAM9 等多个基因出现异常表达。目前，ADAMs与肿瘤的关系已成为肿瘤研究的热点之一。新近研究表明ADAM家族基因参与了EGFR信号转导、肿瘤转移和肿瘤血管新生等过程，在肿瘤发展中起到重要的作用。ADAMs通过去整合素和富半胱氨酸区与整合素、硫酸乙酰肝素蛋白聚糖相互作用，其金属蛋白酶区能够降解黏附分子和细胞外基质，调节细胞和细胞、细胞和细胞外基质相互作用来影响肿瘤转移［5］。ADAM8、ADAM9、ADAM19 等基因的异常表达在肺癌、子宫内膜癌等肿瘤侵袭和转移中的作用有文献报道，但其在胃肠道肿瘤转移中的表达情况报道较少，因此值得将其作为新的胃癌转移候选分子标志物，在进一步的实验中验证其是否具有指示胃癌转移的作用。

本次研究显示胃癌转移过程涉及数量众多不同功能基因表达的改变，应用基因芯片技术快速筛选分析胃癌转移相关差异表达基因，可为深入研究胃癌转移的早期诊断与预后分子标志物提供线索。

［1］Li K，He W，Lin N，et al.N-cadherin knock-down decreases invasiveness of esophageal squamous cell carcinoma in vitro，World J Gastroenterol，2009，15(6)：697-704.

［2］Nicole EW，Afshin V，Marit NM，et al.A critical role for tetraspanin CD151 in α3β1 and α6β4 Integrin-dependent Tumor Cell Functions on Laminin-5，Molecular Biology of the Cell，2006，17：2707-2721.

［3］Choi JH，Kim HC，Lim HY，et al.Detection of transforming growth factor-alpha in the serum of gastric carcinoma patients，Oncology，1999：57(3)：236-241.

［4］黄悦，栾玉贵，樊克勤.β-catenin在胃癌中的表达及意义，实用肿瘤学杂志，2003，17(4)：254-256.

［5］Michael JD，Eadaoin M，Norma OD，et al.Role of ADAMs in Cancer Formation and Progression，Clin Cancer Res，2009，15(4)：1140-1144.