IL1RN基因在胶质母细胞瘤放疗前后表达变化研究

姚智强 卢亦成 姚兰 胡国汉 郑鲁 刘忠于 刘轶刚 孙如平

脑胶质瘤是人类中枢神经系统最常见的肿瘤，占颅内原发恶性肿瘤的77%～80%，严重影响着人类的健康。在过去的40多年时间里，随着对胶质瘤各项研究的深入，诸多生物治疗方法已进入临床试验，但胶质瘤患者的平均生存时间并未得到明显改善。目前对胶质瘤主要采用手术加放化疗等综合性治疗，但并未能根治胶质瘤患者［1］。多形性胶质母细胞瘤对放射敏感性差异是导致肿瘤治疗效果差及局部复发率、残留率高的一个重要原因。以往仅能用PCR、Northern blot或Western blot研究个别环节的个别或几个基因结构或表达差异与放射敏感性的关系，无法很好地在分子水平上阐明肿瘤放射敏感性机制［2］。我们用含13929条人类全长基因cDNA表达谱芯片对5例对放射治疗敏感的多形性胶质母细胞瘤患者同时进行放射治疗前及放射治疗60 Gy后免疫相关基因表达变化的检测，以研究放射治疗后免疫相关基因表达的改变，进行如下探讨。

1 资料与方法

1.1 一般资料 48例多形性胶质母细胞瘤组织样本取自第二军医大学附属长征医院神经外科及中国人民解放军第150中心医院神经外科2006～2009年手术切除的组织。选取其中5例对放射治疗剂量60 Gy敏感性较好的多形性胶质母细胞瘤患者放疗前及放疗后进行检测。5例患者为3例男性患者，2例女性患者，平均年龄45.7岁。对照3例正常脑组织标本来自于捐献的标本。标本组织分2份，1份送病理检查，1份马上放液氮中冻存。

1.2 方法 基因表达谱芯片采用上海博星基因芯片公司提供的BioStarH-141s型基因表达谱芯片，含有14112点的人类全长基因cDNA表达谱芯片。其中包括阳性对照96点，阴性对照16点，内参基因20点，空白对照41点。芯片经水合(2 h)、室温干燥(0.5 h)、UV交连(能量值65 m j/cm)，再分别用0.2%SDS、水及0.2%硼氢化钠溶液处理10 min，晾干备用。

2 结果

2.1 cDNA芯片扫描及数据分析结果 对多形性胶质母细胞瘤cDNA芯片扫描图使用GenePix Pro 3.0软件提取数据并进行去除冗余和标准化处理，多形性胶质母细胞瘤放疗60 Gy后组织与正常组织比较。Ratio值＞12的2个IL1RN(interleukin 1 receptor antagonist)，IGLV(immunoglobulin kappa variable);Ratio值＜0.03的3个，如PRB4(proline-rich protein BstNIsubfamily 4)、CLSG(clusterin lysis sulfated glycoprotein)、TGFB3(transforming growth factor，beta 3)等。

2.2 多形性胶质母细胞瘤放疗60 Gy后与放疗前组织比较，表达差异基因中改变最明显的功能群是免疫系统相关的基因，如IL1RN等上调。细胞增殖、细胞调亡、细胞周期、DNA修复系统也有部分基因发生明显变化，如 MLL5上调、POLR2B下调等。

3 讨论

多形性胶质母细胞瘤是人类恶性程度极高、预后不佳的肿瘤之一，严重影响着人类的生命和生活质量，已有研究表明可用SF2来预测多形性胶质母细胞瘤细胞株或组织的放射敏感性，提示根据癌细胞受照射60 Gy后的改变即可判断放射敏感性［3］。但通过细胞培养技术来观察的终点指标，牵涉到细胞培养、时间长等复杂因素，目前临床仍然无法应用，因此很有必要对其中间指标，如基因表达等进行研究，以探讨放射敏感性的分子生物学机制及寻找标志基因。

多形性胶质母细胞瘤放疗60 Gy前后差异表达基因中改变最明显的基因，包括与中性粒细胞、T细胞、B细胞、免疫球蛋白、组织相容性蛋白HLA、细胞因子以及免疫细胞活化、增值、死亡、信号传递途径等相关的基因，这些基因在放疗前或放疗后的组织与正常组织对比大多数未见表达差异［4］。IL1RN是一个非常重要的前炎症细胞因子，在炎症免疫损伤机制中起着主要的调节作用。该基因表达上调有助于促进B、T细胞成熟、增殖，引起CTL、LAK、NK的上调表达，诱导单核细胞分泌IL-1、IL-6、TNF、IFN等作用。IL1RN表达上调，对中性粒细胞、树突状细胞同时具有趋化作用。在神经、内分泌、免疫以及其他细胞胞吐中起着重要调节作用［5］。

Runx1基因具有在DN期细胞调节CD+4沉默子功能，Runx1缺乏时CD+8表达降低，CD4去抑制加剧。FN1表达下调，它与非受体蛋白酪氨酸激酶TEC家族结合，参与B细胞的分化、发育、增殖和凋亡过程，在其信号转导过程中处于重要位置。综上所述，免疫相关基因绝大多数表现为上调，极少数下调也是为了减少免疫细胞的凋亡或免疫抑制细胞数，总的来说，放疗60 Gy后，肿瘤组织出现局部免疫增强现象，这可能是射线作用于肿瘤组织后首先造成组织损伤，如自由基破坏血清中的蛋白酶抑制剂，同时增强弹性蛋白酶的作用，直接造成组织损伤，机体应激而出现免疫增强，包括固有免疫应答及适应性免疫应答。提示对肿瘤组织而言，射线及免疫反应有共同杀伤的作用［5］。

从以上差异的基因功能分析来看，多形性胶质母细胞瘤组织照射60 Gy后，已体现射线作用于肿瘤组织后基因表达的改变:免疫相关基因绝大多数表现为上调，极少数下调也是为了减少免疫细胞的凋亡或免疫抑制细胞数，提高免疫力;抑制细胞生长、增殖以及诱导细胞凋亡的基因上调，促进细胞生长、DNA修复基因下调，从而可以使肿瘤组织细胞增殖与死亡失衡。提示对多形性胶质母细胞瘤组织照射60 Gy后免疫相关基因表达改变的研究可以更好地阐明放射敏感性差异的机理，为在放疗前或放疗早期寻找到预测放射敏感性的分子标志物提供理论依据。

［1］ Taggart CC，Greene CM，McEovaney NG，et al.Secretory leucoprotease inhibitor prevents lipopolysaccharide-inducde IkappaB alpha degradation without affecting phosphorylation or ubiquitination.J Biol Chem，2006，277(37):33648-33653．

［2］ Bohman LE，Swanson KR，Moore JL，et al.Magnetic resonance imaging characteristics of glioblastoma multiforme:implications for understanding glioma ontogeny.Neurosurgery，2010，67(5):1319-1327．

［3］ Meldolesi J，Chieregatti E.Fusion has found its calcium sensor.Nat Cell Biol，2010，6(6):476-478．

［4］ Lacal JC.How molecular biology can improve clinicalmanagement:the MammaPrint experience.Clin Transl Oncol，2007，9:203-208．

［5］ Devos FY，Middelburg TA，Seynaeve C，et al.Ecthyma gangrenosum caused by Pseudomonas aeruginosa in a patientwith astrocytoma treated with chemotherapy.J Infect Chemother，2010，16(1):59-61．