摘要:目的 探讨新型高尔基相关蛋白高尔基膜蛋白 1 (golgi membrane protein 1,GOLM1) 在前列腺癌组 织中的表达特点及在诊断中的临床价值。方法 获取正常前列腺、良性前列腺增生和前列腺癌等不同前列腺组 织芯片,采用免疫组化法检测 GOLM1蛋白的表达,并分析其表达差异。在人前列腺癌细胞 (human prostate cancer cell,PC-3)、DU145和 22Rv1三种不同前列腺癌细胞系中,分别采用定量 PCR技术和 Western blot方法,同时检测 GOLM1在 mRNA水平和蛋白水平的表达情况。在 DU145中,使用免疫荧光技术观察 GOLM1在 前列腺癌细胞中的定位情况。结果 GOLM1在正常前列腺、良性前列腺增生和前列腺癌组织中表达程度不 同,其中阳性表达率分别为 40.0% (4/10)、50.0% (10/20) 和 92.0% (46/50),前列腺癌组织中阳性表达率显 著高于其他两组,差异有统计学意义 (P<0.05)。但病理结果显示,GOLM1的高表达状态与肿瘤Gleason分级和 病理分期则差异无统计学意义 (P>0.05)。PC-3、DU145和 22Rv1三种不同前列腺癌细胞中均见 GOLM1表 达,激素依赖型前列腺癌细胞 22Rv1显著低于激素非依赖型前列腺癌细胞 (PC-3和 DU145),差异有统计学意 义 (P<0.05)。GOLM1定位于前列腺癌细胞 DU145高尔基体顺面网络结构。结论 与正常前列腺和良性前列 腺增生相比,GOLM1在前列腺癌中表达明显升高,是一种潜在的肿瘤标志物,进一步研究其在前列腺癌中的作 用机制具有重要意义。
表 1 新型高尔基相关蛋白高尔基膜蛋白1在前列腺组织中的表达情况(例)
图 1 前列腺癌在前列腺组织中的表达特点 注:A. 正常前列腺组织;B. 良性前列腺增生组织;C. 前列腺癌组织 (200×)。
图 2 新型高尔基相关蛋白高尔基膜蛋白 1 在前列腺癌不同分级和分期组织中的表达 注:A. 高分化前列腺癌;B. 中分化前列腺癌;C. 低分化前列腺癌;D.T1 期前列腺癌;E.T3 期前列腺癌;A、D 为 (+),B、C、E 为 (++)(200×)。
图 3 前列腺癌细胞中新型高尔基相关蛋白高尔基膜蛋白 1的定位分布
图 4 三种前列腺癌细胞中新型高尔基相关蛋白高尔基膜蛋白 1 转录和翻译水平表达 注:A. 三种前列腺癌细胞中新型高尔基相关蛋白高尔基膜蛋白 1 转录水平表达;B. 三种前列腺癌细胞中新型高尔基相关蛋白高尔基膜蛋白 1 翻译水平表达。
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前列腺癌 (prostate cancer,PCa) 是男性泌尿 生殖系统最常见的恶性肿瘤之一。2021年,美国癌 症协会预测本国确诊 PCa患者 248 530例,占男性肿 瘤的 26%,居男性癌症发病率首位;死亡 34 130例, 在男性癌症病死率中排第二位[1] 。在我国,随着社会 经济水平和医疗卫生条件的提高及前列腺特异性抗 原 (prostate specific antigen,PSA) 筛查的普及, PCa发病率呈上升趋势,且初次发病年龄有所下降[2] 。 高尔基膜蛋白1(golgi membrane protein 1,GOLM1) 具有典型的高尔基体结构,是一种上皮细胞特异性 跨膜蛋白,维持着高尔基体正常生理功能。GOLM1 被证明在多种癌症 (包括胰腺癌、肺癌等) 中过量 表达,是这些癌症早期诊断和预后最有潜力的标志 物之一[3-4] 。在前列腺癌中,也有研究表明 GOLM1 呈高表达状态[5] 。本研究应用半定量 RT- PCR 和 Western- blot 技术及免疫组化技术检测 GOLM1 在 PCa 中的表达变化,探讨其在 PCa 诊断中的临床 意义。
1 材料与方法
1.1 组织来源
1.2 实验试剂
1.3 SYBR法检测GOLM1 在 PCa细胞中mRNA水平表达
1.4 Western blot法检测GOLM1在 PCa细胞系中蛋 白水平表达
1.5 免疫荧光检测 GOLM1在细胞中的定位
1.6 免疫组化检测 GOLM1 在不同前列腺组织中的表达
1.7 结果判断标准
1.8 统计学处理
2 结果
2.1 GOLM1在不同前列腺组织中的表达
2.2 GOLM1 在 PCa 细胞中的定位
2.3 GOLM1在不同 PCa细胞系中的表达
3 讨论
3 讨论
近年来,细胞器在肿瘤发生和进展过程中发挥 的作用日益受到重视。作为真核细胞必不可少的功 能单元,高尔基体是蛋白质和糖脂等加工和修饰的 场所,是维持正常细胞生理功能发挥的重要结构, 参与细胞分化及细胞间信号转导、蛋白质的分泌和 转录表达后的修饰是真核细胞内吞作用的关键环 节[6-7] 。高尔基及高尔基相关蛋白分为两类:一类是 基质蛋白,参与调控高尔基体结构;另一类是酶, 参与蛋白质的修饰。不同的细胞内定位是影响蛋白 功能的重要因素,位于细胞核中的蛋白一般承担转 录因子的功能,细胞膜上的一般发挥受体作用,而 位于胞浆中的则通常参与能量代谢和蛋白修饰。因 此,定位于高尔基体的蛋白可能具有重要功能。
GOLM1是一种上皮细胞特异性Ⅱ型跨膜蛋白, 本研究同样证实了 GOLM1 在顺面高尔基网状结构 的细胞定位。GOLM1 的编码基因长约 3 100 bp, 位于 9q21.33,内含开放阅读框 1 206 bp,可编码氨 基酸 402 个。本研究通过聚丙烯酰胺电泳发现蛋白 条带 55 kDa,但是根据基因序列推测,GOLM1 蛋 白相对分子质量应为 45 kDa,低于本研究所发现 GOLM1分子质量,GOLM1包含的大量糖基化和酸 性氨基酸结构可能是其重要因素。十二烷基硫酸钠 的变性作用受到影响,蛋白的迁移速度从而降低[8] 。 近年来,GOLM1 作为肿瘤标志物或靶向治疗在多 种 癌症中得到广泛关注[9- 11] 。在正常生理情况下, GOLM1定位于高尔基体顺面膜上,由胞内、胞外及 跨膜区域组成。GOLM1是一个糖蛋白,其 N-末端 是带有 1个信号肽剪切位点的单跨膜区,易于 N-联 糖基化;作为胞外段,C-末端编码的氨基酸则主要 承担与其他蛋白相互作用的重要功能。一般情况 下,GOLM1作为高尔基驻留蛋白是不能分泌到细胞 表面的。但在疾病状态下,GOLM1能够从高尔基体 顺面膜囊脱离并到达到胞内体以及细胞表面[12] ,其过 程可能是通过位于 R52VRR55位点的前蛋白转化酶使 其发生裂解,释放到细胞质中,再通过内体运输至 胞外。前体加工酶介导的蛋白剪切和内体运输为 GOLM1 作为肿瘤诊断的标志物提供了潜在分子机 制[13] 。
已知 GOLM1 的组成和结构,本研究重点研究 了 GOLM1 在 PCa 中的表达,并探讨其表达水平与 PCa病理分级分期等的关系。首先,GOLM1在 PCa 组织、良性增生组织和正常前列腺组织中均有不同 程度的表达,恶性肿瘤组织中表达显著高于良性前 列腺组织。这种表达的显著差异提示 GOLM1 可能 作为肿瘤标志物在 PCa 发生发展过程中发挥着重要 作用,与以往的研究结果一致[14] 。其机制可能为通过激活 PI3K- AKT- mTOR 信号通路促进肿瘤的进 展,也可以受到 LINC00992 等的调控发挥致癌作 用[15-16] 。GOLM1在 PCa细胞和组织中的表达特点可 能是 PCa 一个重要特征,分析 GOLM1 表达状态对 于 PCa 的诊断具有重要意义,也有利于 PCa 患者的 临床管理。
本研究还发现,尽管 GOLM1 在不同分期和分 级的 PCa中均高表达状态,但其表达水平却与 TNM 分期或 Gleason分级不存在显著相关性,表明肿瘤的 恶性程度和 GOLM1 的表达水平无明显相关。对激 素依赖型 PCa 细胞 22Rv1 和激素非依赖型 PCa 细胞 PC- 3 与 DU145 中 的 GOLM1 的 表 达 水 平 进 行 检 测,结果表明 GOLM1的 mRNA 表达水平和蛋白表 达水平在上述三个 PCa 细胞系中均呈高表达状态, 尤其是在激素非依赖型 PCa 细胞中的表达明显高于 激素依赖型 PCa 细胞,提示 GOLM1 表达可能与激 素敏感性有关,进一步提示 GOLM1 可能与 PCa 细 胞的增殖和浸润等生物学行为有关。
综上所述,GOLM1 在前列腺癌组织中呈高表 达状态,但其表达水平与肿瘤恶性程度无关,而可 能与激素敏感性相关。由于存在样本量有限等不 足,仍需进一步扩大样本量,证实 GOLM1 与肿瘤 分级分期之间的相关性。目前对于 GOLM1 与激素 敏感性之间的研究不充分,仍需进一步深入研究 GOLM1异常表达状态在 PCa中的生物学功能和具体 作用机制。
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