ACAT1、BDH2基因与肾透明细胞癌患者发病及病情进展的关系

雷乃军， 祝德， 龙家才， 张旭明， 宋争放

肾透明细胞癌是肾细胞癌中最常见的组织学类型，约占肾细胞癌的75%[1]。目前根治性手术是肾透明细胞癌的主要治疗手段，疗效确切，但仍有20%～40%的患者术后出现局部复发或远处脏器的转移，因此研究肾透明细胞癌的发病及进展机制将有利于其临床诊断和治疗[2]。肾脏为酮体代谢的主要靶器官，具有很强的酮体代谢能力[3]。酮体是体内脂肪酸分解代谢的重要产物，与恶性肿瘤的发生及发展关系密切[4]。3-羟基丁酸脱氢酶2(3-hydroxybutyrate dehydrogenase 2，BDH2)和胆固醇酰基转移酶1(acy1 coenzyme A:cholesterol acyltransferases1，ACAT1)作为酮体代谢过程中的关键基因，在鼻咽癌、肝癌及结直肠癌等癌症的相关研究中已有报道[5-8]，但是其在肾透明细胞癌中的研究报道极少。本研究通过分析肾透明细胞癌组织中ACAT1、BDH2基因的表达情况，探讨ACAT1、BDH2基因与肾透明细胞癌患者发病及病情进展的关系，以期为临床诊治肾透明细胞癌提供新思路。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择2018年5月至2020年5月巴中市人民医院收治的86例肾透明细胞癌患者，其中男55例，女31例；年龄22～78(60.2±5.0)岁；有吸烟史38例(指连续或累积吸烟时间6个月及以上)；有饮酒史60例(指每周饮酒不少于1次，连续6个月以上)；肿瘤部位：左肾40例，右肾46例；有淋巴结转移12例；病理分期：Ⅰ～Ⅱ期76例，Ⅲ～Ⅳ期10例。纳入标准：①术后病理诊断为肾透明细胞癌；②入院前未接受任何抗癌治疗，如放疗、化疗等；③无自身免疫性疾病。排除标准：①合并其他恶性肿瘤；②合并严重感染性疾病；③合并血液系统疾病；④严重的心、肝、肺、脑功能不全；⑤依从性差，不能配合完成本研究。另选择我院同期收治的因肾外伤行肾切除的患者30例为对照组，其中男20例，女10例；年龄20～75(59.6±5.5)岁；有吸烟史13例；有饮酒史21例。两组患者的性别(χ2=0.071)、年龄(t=0.551)、吸烟史(χ2=0.006)、饮酒史(χ2=0.001)差异无统计学意义(P>0.05)。本研究经我院医学伦理委员会批准，所有纳入对象均签署知情同意书。

1.2 研究方法 收集研究组术中切除的肾透明细胞癌组织及对照组术中切除的肾组织，应用实时荧光定量逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)检测两组组织中的ACAT1、BDH2基因相对表达量，操作如下：用总RNA提取试剂盒(上海儒安生物科技有限公司，货号YT9197)提取组织中的总RNA，检测其完整性。用反转录试剂盒(北京雅安达生物技术有限公司，货号YT9036)将总RNA反转录成cDNA，以此cDNA为模板进行PCR扩增，PCR反应条件为：95 ℃预变性10 min，95 ℃变性5 s，60 ℃退火延伸1 min，40个循环。PCR扩增体系为：cDNA模板5 μl，dNTP 1 μl，10 μmol/L上下游引物各0.5 μl(引物序列见表1)，10×Taq DNA聚合酶反应缓冲液2.5 μl，去离子水15 μl，反应体系共25 μl。扩增结束后分析熔解曲线并读取循环阈值(Cycle threshold，Ct)，以β-actin为内参，应用2-△△Ct法进行计算，结果取均值。

表1 引物序列

2 结果

2.1 两组ACAT1、BDH2基因表达量比较 研究组的ACAT1基因相对表达量为11.52±0.99，低于对照组(13.93±1.32)，差异有统计学意义(t=-9.143，P<0.05)；研究组的BDH2基因相对表达量为10.48±0.73，也低于对照组(12.86±1.01)，差异有统计学意义(t=-11.870，P<0.05)。

2.2 不同临床病理特征肾透明细胞癌患者癌组织中ACAT1、BDH2基因相对表达量比较 不同性别、年龄、肿瘤部位、肿瘤直径、病理分级的肾透明细胞癌患者癌组织中ACAT1、BDH2基因相对表达量差异无统计学意义(P>0.05)；不同病理分期、淋巴结转移情况的肾透明细胞癌患者癌组织中ACAT1、BDH2基因相对表达量差异有统计学意义(P<0.05)，Ⅲ～Ⅳ期及有淋巴结转移的肾透明细胞癌患者的ACAT1、BDH2基因相对表达量较低，见表2。

表2 不同临床病理特征肾透明细胞癌患者癌组织中ACAT1、BDH2基因相对表达量比较

2.3 ACAT1、BDH2基因与肾透明细胞癌患者病情进展的相关性分析 ACAT1基因相对表达量与肾透明细胞癌患者的病理分期(r=-0.436)、淋巴结转移(r=-0.412)呈负相关(P<0.05);BDH2基因相对表达与肾透明细胞癌的病理分期(r=-0.558)、淋巴结转移(r=-0.450)亦呈负相关(P<0.05)。

2.4 ACAT1、BDH2基因与肾透明细胞癌患者发病的关系 以肾透明细胞癌为因变量(有=1，无=0)，以年龄(<60岁=0，≥60岁=1)、性别(女=0，男=1)、吸烟史(有=1，无=0)、饮酒史(有=1，无=0)、ACAT1基因相对表达量(<11.0=1，≥11.0=0)、BDH2基因相对表达量(<12.0=1，≥12.0=0)为自变量进行Logistic回归分析，结果显示ACAT1、BDH2基因表达下调是肾透明细胞癌患者发病的危险因素(P<0.05，表3)。

表3 Logistic回归分析ACAT1、BDH2基因与肾透明细胞癌患者发病的关系

3 讨论

肾透明细胞癌的早期症状隐匿，患者在确诊时多出现转移，又因其生物学特性复杂，手术切除不易彻底，对放化疗不敏感，因此研究肾透明细胞癌发生发展的机制成为临床亟待解决的问题。

近年来有研究显示，酮体代谢异常与恶性肿瘤发病相关[9]。BDH2和ACAT1为酮体代谢的关键基因，能够调控酮体生成及利用。ACAT1是目前发现的细胞内唯一能够催化游离胆固醇(free cholesterol，F-CHO)及长链脂肪酸(long-chain fatty acid，LCFA)合成胆固醇酯的酶，可参与脂肪酸、胆固醇的吸收，是脂质代谢平衡过程中的关键酶之一。ACAT1基因位于人类1号和7号染色体，其基因组长度大于100 kb。ACAT1大量表达于内质网膜中，可使内质网功能失调，从而诱导细胞凋亡[10]。ACAT1可以促进癌细胞糖酵解，使癌细胞增殖能力变强，如乳腺癌、结肠癌及前列腺癌等[11]。BDH2属于短链脂肪酸脱氢酶家族，能够氧化β-羟丁酸(β-hydroxybutyric acid，β-HBA)生成乙酰乙酸(acetoacetic acid，AcAc)。BDH2基因位于人类染色体4q24上，包含了7个外显子，全长22 249 bp。文献报道，Ⅰ期食管癌患者的BDH2水平低于Ⅱ～Ⅲ期食管癌患者，敲除BDH2基因后能够促进食管癌细胞凋亡[12]。还有研究发现BDH2在白血病细胞系中表达上调，下调BDH2表达能增加白血病细胞系的凋亡[13]。BDH2在脑胶质瘤中呈低表达[14]。可能是由于BDH2参与两种不同的代谢：酮体代谢及细胞的铁代谢，因此导致BDH2在不同肿瘤细胞中的表达水平有所不同。本研究结果显示BDH2和ACAT1基因在肾透明细胞癌中表达下调，提示BDH2和ACAT1可能与肾透明细胞癌发病有关。Logistic回归分析显示ACAT1、BDH2基因表达下调是肾透明细胞癌患者发病的危险因素，提示ACAT1、BDH2基因表达水平越低，肾透明细胞癌发病风险越大。Spearman相关分析显示ACAT1、BDH2基因相对表达量与肾透明细胞癌患者病理分期及淋巴结转移均呈负相关，提示BDH2和ACAT1可能与肾透明细胞癌病情进展有关。其具体机制可能是脂肪酸的代谢产物为癌细胞分裂增殖提供必需的能量、物质及细胞信号分子，酮体是脂肪酸代谢的重要产物，已被证实能促进肿瘤发生；酮体代谢过程中的关键基因BDH2、ACAT1具有调控酮体生成的作用，ACAT1表达下调可使癌细胞中的β-羟丁酸含量减少，BDH2表达下调导致细胞中酮体生成减少，从而对肾透明细胞癌的发病及病情进展发挥促进作用。

综上所述，ACAT1、BDH2基因在肾透明细胞癌中表达下调，ACAT1、BDH2基因与肾透明细胞癌发病及病理分期、淋巴结转移有关。