STAT1, IGF1 RAC1和MDM2与骨巨细胞瘤复发有关

文摘

背景。在我们之前的研究中,老鼠两分钟2同族体(MDM2)、胰岛素样生长因子1 (IGF1),传感器信号和转录激活1 (STAT1)和Rac的家庭小GTPase 1 (RAC1)的复发与骨头骨巨细胞瘤(GCT)。本研究的目的是使用一个大型队列研究来确认这四个基因参与GCT复发。方法。这四个基因的表达检测和比较GCT患者之间有或没有复发。这四个基因的表达之间的相关性及临床特征进行评估。蛋白质相互作用(PPI)网络是构建功能富集分析。结果。这表明MDM2的表达水平,IGF1, STAT1和RAC1 GCT复发患者显著高于GCT患者无复发( )。多元逻辑回归分析表明,一些可能影响预后的临床特征。PPI网络建成使用四种基因中心的基因。功能富集分析表明,这个网络包括许多重要的生物学进展由这四个基因,包括免疫反应。结论。MDM2、IGF1 STAT1和RAC1与GCT复发有关,这可能作为GCT复发的生物标志物。

1。介绍

骨巨细胞瘤(GCT)是一个激进的溶骨的高复发的肿瘤。手术治疗后复发一直在报道约50%的GCT的病人。迄今为止,包括广泛切除手术刮宫是主要用于GCT的治疗方法。虽然广泛切除显著减少GCT的复发1),它破坏了骨骼结构和限制关节功能。此外,GCT的组织学起源并不清楚,GCT的生物学行为复杂多样,导致困难的手术规划和评估GCT的手术的疗效。因此,准确评价GCT的生物行为对GCT的治疗很重要。然而,GCT的传统评价行为,基于提出的组织学分类贾菲(2),不足以预测肿瘤恶化。后者的评价方法,基于成像考试成绩(3和临床分期4),仍然是有争议的。目前,没有有效的生物标记物用于评估GCT的生物学行为。

有越来越多的证据表明老鼠两分钟2同族体(MDM2)、胰岛素样生长因子1 (IGF1),传感器信号和转录激活1 (STAT1)和Rac的家庭小GTPase 1 (RAC1)参与肿瘤恶化。MDM2被认为是消极的p53的监管机构5]。MDM2基因的扩增和/或增强MDM2的表达在多种肿瘤包括GCT [6]。调节细胞增殖的igf - 1,在成骨细胞增殖中发挥着关键作用和骨形成7]。STAT1统计家庭成员和与人类乳腺癌、黑色素瘤、白血病和淋巴瘤癌症(8]。RAC1还参与肿瘤侵犯、转移和血管生成(9]。然而,目前不清楚这四个基因与GCT复发有关。

以前,我们评估差异表达基因和分析recurrence-related subpathways GCT患者复发。基于微阵列和subpathway分析结果,四个基因(IGF1, MDM2、STAT1和RAC1)被确定骨复发的GCT中发挥重要作用[10]。在这项研究中,目的是验证,通过免疫组织化学,IGF1的表达,MDM2、STAT1,和RAC1与GCT复发并调查他们潜在的关系,在一个大的骨的骨巨细胞瘤患者。

2。材料和方法

2.1。标本

总共有75 formalin-fixed GCT组织石蜡包埋块被纳入本研究。这些标本取自手术解剖骨骼组织从75年GCT患者,2000年1月至2012年6月,在骨科、汕头中心医院和中山大学附属。GCT的诊断是基于组织病理学检查证实的病理学家系的病理学、汕头中心医院。75年主要GCT例包括术后患者复发( ),但( )。的平均年龄36岁男性,39岁女性病人是31年(15 - 65岁)。这些患者的临床特征如表所示1。所有人类研究机构审查委员会批准汕头中山大学的医院和执行按照道德标准制定1964年的赫尔辛基宣言及其后来的修正案。所有的人都给他们的知情同意前加入这项研究。

2.2。免疫组织化学(包含IHC)

鼠标反人类单克隆抗体与MDM2、IGF1 STAT1和RAC1从DAKO购买。免疫组织化学SP包是从福州Maixin公司购买的。包含IHC使用SP工具包进行石蜡切片根据制造商的指示。幻灯片与苏木精染色使用轻拍对比染色。消极的控制孵化与PBS代替主要的抗体。

包含IHC结果得分基于染色强度(没有染色,得分= 0;弱染色分数= 1;中染色分数= 2;和强大的染色,得分= 3)和积极染色细胞的百分比(≤5%,得分= 0;6% ~ 25%,得分= 1;26 ~ 50%,得分= 2;51 ~ 75%,得分= 3;和> 75%,得分= 4)。最后包含IHC分数对个人成绩的肿瘤是由产品强度和积极染色细胞的比例。最后包含IHC得分,为患者或患者无复发,是由分数的总和所有单个肿瘤染色。 For example, in three specimens where 25%, 25%, and 50% of tumor cells exhibited medium, weak, and no staining, respectively; the scores, for each individual tumor, were 2 (1 × 2), 1 (1 × 1), and 0 (2 × 0), respectively. The IHC score for the group was 3 (2 + 1 + 0).

2.3。蛋白质相互作用网络建设

探索四个基因之间的相关性(MDM2、IGF1、STAT1和RAC1),蛋白质相互作用(PPI)网络是由我们之前描述的方法(11]。短暂的蛋白质相互作用数据验证了实验获得BioGRID (https://thebiogrid.org/)和HPRD (http://www.hprd.org/),形成一个父母的PPI网络。孩子PPI映射构造了四种基因的种子蛋白质的PPI网络提取他们的第一个类相互作用蛋白质Cytoscape [12]。

2.4。PPI网络的功能富集分析

基因本体论(去)四种基因的注释,PPI网络,都使用了ClueGO插件,可以生产功能性浓缩集团去条款以网络的形式(13]。只有去面对值< 0.001被认为是重要的。kappa评分反映之间的连接条件是基于他们的重叠基因,将0.5作为阈值。

2.5。统计分析

统计分析的实验结果进行了使用SPSS软件(版本13.0)。基因表达之间的相关性(IGF1的MDM2、STAT1和RAC1)和临床特点是利用肯德尔的tau-b进行测试。MDM2的协会,IGF1、STAT1和RAC1并使用卡方分析分析了肿瘤复发。临床特征可能与GCT复发有关使用逻辑回归分析,和一个α0.05被用作标准的价值进行回归分析。

3所示。结果

3.1。MDM2、IGF1 STAT1和RAC1表达式GCT的组织

免疫组织化学进行了MDM2、IGF1 STAT1和RAC1确定GCT复发患者的表达模式。如图1MDM2的染色,IGF1、STAT1和RAC1主要是GCT组织的细胞质,但核染色也观察到在某些细胞。多核巨细胞和单核基质细胞都积极为这些标记染色。一般来说,MDM2的染色和RAC1强于IGF1和STAT1染色。积极的百分比为这四个标记染色细胞相似,表现出类似的和一致的染色模式。

3.2。MDM2的表达,IGF1 STAT1和RAC1 GCT病人与复发有关

免疫组织化学分析与统计分析相结合进行确认四种基因的表达之间的联系和GCT复发。如表所示2MDM2的表达,IGF1 STAT1和RAC1 GCT复发患者明显高于GCT患者无复发( )。积极的染色观察MDM2在16个55 GCT组织没有复发与复发14 20 GCT的组织。卡方测试表明,MDM2的表达与复发GCT组织明显高于GCT组织没有复发 )(表2)。阳性染色观察IGF1的55 19 GCT组织没有20 GCT组织与复发,复发和14卡方检验表明,IGF1与复发GCT组织的表达显著高于GCT组织没有复发 )(表2)。阳性染色观察STAT1的55 GCT组织没有复发的15和12 19 GCT的组织与复发。卡方检验建议STAT1的表达与复发GCT组织明显高于GCT组织没有复发 )(表2)。积极染色观察RAC1 15 55 GCT组织没有20 GCT组织与复发,复发和14和卡方检验表明RAC1 GCT组织与复发的表达显著高于没有复发的GCT组织( )(表2)。

3.3。MDM2的表达,IGF1、STAT1和RAC1不是GCT患者复发的临床特点

协会MDM2的表达,IGF1 STAT1, RAC1和临床特征,如年龄、性别、Campanicci年级,病理性骨折,肺转移也使用肯德尔tau-b测试分析。观察无显著关联四个标志物的表达与临床特征,包括年龄、性别、Campanicci年级,病理性骨折,肺转移。

此外,临床特征包括性别、年龄、肿瘤持续时间、肿瘤位置、病理骨折,手术,这可能影响预后,使用多元逻辑回归分析进行了分析。没有确定临床特点与GCT复发相关显著(表3)。

3.4。PPI网络和功能性浓缩

为了洞察这些MDM2如何,IGF1, STAT1 RAC1连接,一个完整的屏幕交互的蛋白质能提供重要线索和功能的链接。PPI网络在这项研究包含768个节点(蛋白质)和830边缘(交互),如图2(一个),说明这四个基因中心蛋白质在细胞通过与数以百计的交互网络相互作用的蛋白质。为了更好的说明,只有四个基因之间的直接交互(图所示2 (b)- - - - - -2 (g))。我们发现MDM2、IGF1 STAT1和RAC1与至少两个或两个以上相互作用的蛋白质共享。RAC1 STAT1可以直接交互。

地图包含290重要的条款是由功能富集分析生成的四个基因,PPI网络。在这张地图上,节点代表的含蛋白质丰富的条款,与边缘连接去条款表明蛋白质之间共享(图3(一个))。几个方面,与已知的功能被发现,如“胞内信号转导”,“细胞周期阶段,”和“细胞的发展。“此外,我们发现一大群immunity-related条款,包括“免疫系统调节过程,”“激活免疫反应,”“免疫response-activating信号转导,”“积极的调节免疫反应,”“免疫response-activating细胞表面受体信号通路,”和“监管的先天免疫反应”(图3 (b))。这些结果表明,四种基因参与GCT复发可能参与免疫反应。重大immune-related-enriched功能表中列出4。

4所示。讨论

在先前的研究中,我们比较了表达谱,基于微阵列数据,大量的基因和GCT GCT之间没有复发(10),确定六个信号通路可能在GCT的发展发挥着重要作用。在目前的研究中,我们进一步分析是否STAT1的差异表达基因,IGF1, RAC1, MDM2与GCT复发有关。

根据IHC结果,MDM2的表达水平明显高于,IGF1, STAT1,和RAC1 GCT复发患者中发现,主要的患者相比,这是符合我们之前的微阵列研究[10]。后续的统计分析表明,这四个基因与GCT复发密切相关,而与临床特征没有明显的联系,如年龄、性别、Campanicci年级,病理性骨折,肺转移。IGF1,这些发现表明MDM2 STAT1和RAC1可以作为预测的潜在生物标志物的GCT患者在高复发的风险。然而,研究小组的基础上这四个基因在人类疾病目前还没有报道。

许多报道已经证实这四个基因肿瘤中扮演很重要的角色。Upregulation MDM2也被观察到在各种肉瘤(14]。先前的研究表明,upregulation MDM2与肿瘤发生和转移相关的GCT [15]。在骨肉瘤MDM2基因扩增是常与p53失活(16]或骨肉瘤转移和复发;我们因此建议MDM2 GCT复发密切相关,可能导致肿瘤细胞增殖。证据表明,IGF1促进肿瘤细胞分化和生长通过自分泌或旁分泌方式(17]。IGF1也与骨代谢关系密切,起着关键作用的生长因子促进成骨细胞增殖和骨形成7]。除了这些发现,IGFI发现功能在刺激成骨细胞增殖和胶原蛋白骨形成和抑制骨退化(18]。最近报道,STAT1表达式是调节在骨质疏松性小鼠骨组织(19]。陈等人报道,STAT1的表达在循环单核细胞对骨代谢至关重要,这表明一个重要的角色的STAT1-mediated干扰素通路在骨质疏松症20.]。STAT1在骨骼生长和骨形成中起着重要的作用[21),这表明STAT1可能参与GCT的发展,尤其是肿瘤的侵袭性。RAC1表达式是调节在骨肉瘤细胞株和组织,及其异位表达促进增殖、迁移和入侵mg - 63细胞(22]。据报道,一种新型ERBB4-PI3K-AKT-FAK-RAC1与咄咄逼人的疾病相关通路尤因肉瘤(23]。

这项研究是第一次确认MDM2, IGF1, STAT1和RAC1可能联系在一起参与GCT复发。蛋白质不单独工作,但与其他蛋白质或分子来执行其特定功能。MDM2、IGF1 STAT1和RAC1作为基因在PPI网络中心。功能性浓缩结果表明,该网络涉及很多生物学的进步,包括免疫反应。近年来,免疫活性骨巨细胞吸引了更多的关注。Al-Sukaini等人发现,在当地积极巨细胞病变与HLA类1抗原表达低,低的CD8 + T细胞浸润和高表达的免疫调制器B7-H3 [24]。另一方面,大多数GCT骨情况下可以显示变量的免疫反应性CD10和CD138 [25]。这些结果表明,免疫反应,以及其他生物功能,由MDM2, IGF1, STAT1,通过相互作用的蛋白质,和RAC1可能GCT复发中起着重要的作用。

总之,我们提供证据表明MDM2, IGF1, STAT1和RAC1与GCT复发有关。MDM2、IGF1 STAT1和RAC1可以作为生物标记物预测GCT复发。此外,这些标记的分子机制发展的GCT面板模型还应该探索更好的使用这些标记GCT的预后的评估。

的利益冲突

所有作者宣称他们没有利益冲突。

作者的贡献

舒欣陈和Zepeng Du贡献同样这项工作。

确认

作者感谢石头林博士校对手稿和建设性的建议。这项工作是支持由中国国家自然科学基金(没有。81672473,没有。81502138),广东(没有的科技项目。2014 a030310390,没有。2017 a030313181),教育部、广东省政府在顶级大学开发方案研究和控制传染病(2016034)。

引用

1. k·a·拉斯金j·h·施瓦布h . j . Mankin d .美国斯普林菲尔德和f . j . Hornicek“骨巨细胞瘤骨。”美国矫形外科医生学会杂志》上,21卷,不。2、118 - 126年,2013页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
2. m . Wulling c .恩格斯:杰西,m·维尔纳·g·德尔·e·凯撒,“骨巨细胞瘤的性质。”癌症研究和临床肿瘤学杂志》上,卷127,不。8,467 - 474年,2001页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
3. c . j . Chakarun d . m . Forrester c . j . Gottsegen d·b·帕特尔·e·a·怀特,和g·r·Matcuk Jr”骨的骨巨细胞瘤:查看、模仿和新的治疗的发展,“射线照相,33卷,不。1,第211 - 197页,2013。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
4. y Levav-Cohen z . Goldberg, k . h . Tan et al .,“p53-Mdm2循环:应激反应的关键时刻,”亚细胞的生物化学卷,85年,页161 - 186,施普林格,多德雷赫特,2014。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
5. l . t . Chow“巨细胞丰富的骨肉瘤revisited-diagnostic标准及组织病理模式,Ki67,到,和MDM2表达,二磷酸盐和denosumab治疗的反应的变化,“菲尔绍档案,卷468,不。6,741 - 755年,2016页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
6. j . Reckenbeil d·克劳斯·h·斯塔克et al .,“胰岛素样生长因子1 (IGF1)增殖和分化和伤口愈合过程影响炎症环境中p38控制牙周韧带细胞,早期成骨细胞分化”档案口腔生物学卷,73年,第150 - 142页,2017年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
7. g .马齐奥蒂a . m .蒙r·a·阿德勒et al .,“激素性骨质疏松症:病理生理作用的GH / IGF-I和甲状旁腺素/维生素D轴,治疗方案和指导方针,“内分泌,54卷,不。3、603 - 611年,2016页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
8. k . Meissl s Macho-Maschler m·穆勒,b . Strobl”STAT1的好与坏脸固体肿瘤,”细胞因子卷。89年,12-20,2017页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
9. 毛t .邹,x, j .阴et al。”新兴RAC1治疗肺癌患者的角色,”临床遗传学,卷91,不。4、520 - 528年,2017页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
10. 陈,c, b .吴et al .,“识别差异表达基因及其subpathways复发与主骨巨细胞瘤,”国际肿瘤学杂志,45卷,不。3、1133 - 1142年,2014页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
11. b, c . Li z Du et al .,“基于网络分析的基因表达谱LCN2在食管鳞状细胞癌过度,”科学报告第5403条,卷。4日,2014年。视图:谷歌学术搜索
12. g . Su j·h·莫里斯,b·德姆查克·g·d·巴德,“生物网络探索Cytoscape 3”当前生物信息学技术卷,47 8.13.1-8.13.24,2014页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
13. g . Bindea b . Mlecnik h . Hackl et al .,“ClueGO: Cytoscape插件来破译功能分组基因本体论注释和通路网络,”生物信息学,25卷,不。8,1091 - 1093年,2009页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
14. m . Guerin j . Thariat m . Ouali et al .,“新的高档下颌骨骨肉瘤亚型RASAL1 / MDM2放大。”人类病理学,50卷,第78 - 70页,2016年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
15. j·m·f·谢赫·w·f·莫拉诺李et al .,“新兴MDM2的角色作为抗癌治疗的目标:复习一下,”临床和实验室科学的史册,46卷,不。6,627 - 634年,2016页。视图:谷歌学术搜索
16. f·金,y . Wang x王et al .,“正好提高成骨细胞的分化,促进p53的Mdm2-mediated退化,“干细胞,35卷,不。7,1760 - 1772年,2017页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
17. n . Rajbhandari林w . c, b . l . Wehde a . a . Triplett和k .瓦格纳,“自分泌IGF1信号介导胰腺肿瘤细胞休眠没有致癌的司机,”细胞的报道,18卷,不。9日,第2255 - 2243页,2017年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
18. a . y . Wang•c .方h . z . ElAlieh w . Chang和d·d·Bikle”Ephrin B2 / EphB4介导的行为IGF-I信号调节软骨内骨形成,”骨和矿物质研究杂志》上卷,29号8,1900 - 1913年,2014页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
19. z, w .郑问:唐et al .,“氟达拉滨抑制STAT1-mediated老年病dexamethasone-induced caspase-3表达式的成骨细胞凋亡,降低类固醇的恶化缺血性坏死股骨头的老鼠,”细胞凋亡,22卷,不。8,1001 - 1012年,2017页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
20. c . Seeliger l . Schyschka z Kronbach et al .,“信号通路STAT1强烈激活干扰素-β在骨质疏松症的发病机制欧洲医学研究杂志》上,20卷,不。1,p。2015。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
21. l·肖t . Naganawa大肠Obugunde et al .,“Stat1控制产后骨形成通过调节成骨细胞、纤维母细胞生长因子信号”生物化学杂志,卷279,不。26日,第27752 - 27743页,2004年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
22. 耿,l .顾f . Ju et al .,“微- 224促进骨肉瘤细胞对顺铂的敏感性针对Rac1,”细胞和分子医学杂志》上,20卷,不。9,页1611 - 2016。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
23. a . Mendoza-Naranjo a . El-Naggar d·h·围et al .,“ERBB4授予尤因肉瘤转移能力。”EMBO分子医学,5卷,不。7,1087 - 1102年,2013页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
24. a . Al-Sukaini f . j . Hornicek z s .孔雀l . b .张国志,s . Ferrone和j·h·施瓦布“免疫监视在当地积极巨细胞病变过程中发挥作用的骨头,“临床骨科和相关研究,卷475,不。12日,第3081 - 3071页,2017年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
25. m·a·Al-Abbadi m . j . Al-Yousef m·m·尤瑟夫s s酋长,n . m . Almasri和s . s . Amr”CD10和CD138可以表达在骨巨细胞瘤:一个免疫组织化学研究中,“阿维森纳医学杂志》第六卷,没有。3、69 - 74年,2016页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索

版权

版权©2018舒欣陈等。这是一个开放的分布式下文章知识共享归属许可,它允许无限制的使用、分配和复制在任何媒介,提供最初的工作是正确引用。