2020年02月 牡丹江医学院学报
第41卷 第1期 Journal of MuDanJiang Medical University Vol41 No1 2020
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抑癌基因ID4、WT1、GLIPR1启动子区异常甲基化在白血病患者中的表现
刘晓丹1ꎬ陈 琛2
(滨州医学院附属医院1.血液科ꎻ2.心内科ꎬ山东 滨州 256600)
摘要: 目的 研究抑癌基因ID4、WT1、GLIPR1启动子区异常甲基化在白血病患者的表现ꎮ方法 以43例志愿者为对GLIPRl基因启动子区甲基化状态ꎬRT-QPCR检测其相关mRNA表达情况ꎮ结果 白血病组ID4、GLIPR1基因启动子区甲基化程度均高于对照组ꎬWT1低于于对照组ꎬ差异均有统计学意义(P<0.05)ꎻID4、GLIPR1mRNA在AML、ALL、CML患者中的表达均低于对照组ꎬWT1mRNA在AML、ALL、CML患者中的表达高于对照组ꎬ均有统计学差异(P<0.05)ꎬAML、ALL、CML患者ID4、WT1mRNA表达组间比较ꎬ无统计学差异(P>0.05)ꎬGLIPR1mRNA表达任意组间均有统计学差异(P<0.05)ꎮ结论 抑癌基因启动子区甲基化及其蛋白表达的研究有利于深入研究白血病发病的分子机制ꎬ并可能为白血病的基因治疗及预后提供临床依据ꎮ
关键词: 抑癌基因ꎻ白血病ꎻ甲基化
中图分类号:R737.7 文献标识码:A 文章编号:1001-7550(2020)01-0013-03
照ꎬ67例初发白血病患者[包括急性淋巴细胞白血病(AcutelymphoblasticleukemiaꎬALL)27例、急性髓系白血病(Acutemyeloid
leukemiaꎬAML)19例以及慢性粒细胞白血病(ChronicmyeloidleukemiaꎬCML)21例]为白血病组ꎬMS-PCR检测两组WTl、ID4、
StudyontherelationshipbetweenabnormalmethylationofpromoterregionsoftumorsuppressorgenesID4ꎬWT1andGLIPR1andleukemiaLIUXiao-danetal
(DepartmentofHematologyꎬAffiliatedHospitalofBinzhouMedicalCollegeꎬBinzhou256600ꎬChina)
GLIPR1inthepathogenesisofleukemia.Methods ThemethylationstatusofWTlꎬID4andGLIPRlgenepromoterregionwasdetectedbyMS-PCRin67patientswithprimaryleukemiaꎬandtheexpressionofrelatedgeneswasdetectedbyRT-QPCR.Results ThemethylationofpromoterregionofID4andGLIPR1geneinleukemiagroupwashigherthanthatincontrolgroupꎬandtheWT1oftumorsuppressorgenewaslowerthanthatincontrolgroup(P<0.05).ThemRNAexpressionoftumorsuppressorgeneID4andGLIPR1inALLandCMLwashigherthanthatinthecontrolgroup(P<0.05).ThedifferencewasstatisticallysignificantamongAMLꎬALLandCMLgroups.TherewasnosignificantdifferenceingeneID4andWT1expressionamonggroups(P>0.05)ꎬbuttherewassignificantdifferenceinGLIPR1expressionbetweenanygroup(P<0.05).Conclusion Thestudyofmethylationandproteinexpressioninpro ̄moterregionoftumorsuppressorgeneishelpfultofurtherstudythemolecularmechanismofleukemiaꎬandmayprovideclinicalevi ̄denceforgenetherapyandprognosisofleukemia.
Keywords: TumorsuppressorgeneꎻLeukemiaꎻMethylation
Abstract: Objective TostudytheroleofabnormalmethylationinpromoterregionsoftumorsuppressorgenesID4ꎬWT1and
AMLꎬALLandCMLpatientswaslowerthanthatinthecontrolgroup.ThemRNAexpressionoftumorsuppressorgeneWT1inAMLꎬ
甲基化是蛋白质和核酸的一种重要的修饰ꎬ调节基因的表达和关闭ꎬ也是表观遗传研究的前沿领域ꎮ研究显示[1]:脱氧核糖核酸(deoxyribonucleicꎬDNA)异常甲基化与肿瘤发生密切相关ꎬ尤其抑癌基因启动子异常高甲基化及DNA的广泛低甲基化可能为血液系恶性肿瘤发生的重要分子机制ꎮ本研究选择ID4、WT1、GLIPR1三个白血病抑癌基因ꎬ着重于研究ID4、WT1、GLIPR1抑癌基因甲基化及基因表达水平并分析抑癌基因ID4、WT1、GLIPR1启
动子区异常甲基化在白血病发病的作用机制ꎬ为白血病基因水平的防治提供临床指导ꎮ
1 资料与方法
1.1 研究对象 选取2016年1月至2019年1月本院确诊为初发白血病患者67例作为本次研究的白血病组ꎬ其中男44例ꎬ女23例ꎬ年龄17~46岁ꎬ平均(31.3±8.5)岁ꎬ包括:急性淋巴细胞白血病(AcutelymphoblasticleukemiaꎬALL)27例、急性髓系白血病
作者简介:刘晓丹(1981-)ꎬ男ꎬ硕士ꎬ主治医师ꎬ研究方向:血液系统恶性肿瘤及分子靶向治疗ꎮ 通讯作者:陈琛ꎬE-mail:chen0543cc@126.comꎮ
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第41卷 第1期
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Journal of MuDanJiang Medical University Vol41 No1 2020
牡丹江医学院学报 Feb2020
(Acute胞白血病myeloid(ChronicleukemiaꎬAML)myeloidleukemiaꎬCML)19例以及慢性粒细21例ꎬ白血病诊断及分型符合FAB诊断及标准ꎻ以同期43例非肿瘤性疾病自愿者为对照组ꎬ男28例ꎬ女15例ꎬ年龄15~45岁ꎬ平均(33.1±10.7)岁ꎬ包括:巨幼细胞性贫血13例、缺铁性贫血20例ꎬ血小板减少性紫癜10例ꎮ两组研究对象在性别、年龄构成具有可比性(P>0.05)ꎬ受试者均签署知情同意书ꎬ享有知1.2 情权ꎮ
1.2.1 研究方法骨髓液材料准备3mLꎬ对单个核细胞行基因组 受试者肝素抗凝于髂前上棘取DNA提取、纯化ꎬ试剂使用日本宝生物公司产品ꎬ分光光度计鉴定25minꎬ提取质加氢醌及亚硫酸氢钠混合均匀量ꎬ稀释物理剪切ꎬ加NaOH55℃37℃孵育孵育
后纯化备用1.2.2 ꎮ
16h动子区甲基化状态采用甲基化特异性PCR方法 抑癌基因ID4、WT1、GLIPR1启ation物:
-specificPCRꎬMS-PCR)检测ꎬ甲基化特异性引PCR(Methyl ̄3’ꎻID4ID4-MF:5'-TTTTATAAATATAGTTGCGCGGC-3’ꎻ
-MR:5'-GAATATCCTAATCACTCCCTTCGA--WTlCG3’:-3’ꎻ
WTl-MF:5'-MR:5’-TTTGGGTTAAGTTAGGCGTCGTCG-ACACTACTCCTCGTACGACTC ̄
GCGGCGLIPRlCTCTAATCGAA-3’:-GLIPRlMF:5’--MR:5TAATTATATTTTTAGAAATT ̄'-ACTATTAATTTCAC ̄
4minꎻ94℃RT-PCR(30s)扩增反应条件如下-3’ꎻ
→45℃(30s)→72℃:ID4:94℃预变性
循环(45s)ꎬ72℃延伸7minꎻGLIPRI:94℃→58℃延伸(30s)(7min)ꎻWTl:94℃→72℃(45s)共预变性(45s)40个循环4minꎻ94℃共30个ꎬ72℃(7min)ꎮ
45℃(30s)→72℃(45s)预变性共305minꎻ94℃个循环ꎬ72℃(30s)延伸
→
抑癌基因mRNA的表达检测采用RT-QPCR检
测ꎬRT逆转录试剂盒使用宝生物工程有限公司ꎬ从珠江医院购买人急性髓系细胞白血病细胞株60及慢性粒细胞白血病细胞株HL-养液37℃ꎬ5%CO2培养传代ꎬ取对数生长期细胞用K562ꎬRPMI1640培
于实验ꎮ使用日本宝生物公司RNAisoPLUS试剂盒提取QPCRID4:定量检测抑癌基因RNAꎬ行紫外分光光度计检测OD值ꎬRT-上游引物:5'-mRNATCACTGCGCTCA表达情况ꎮ
ACAC ̄CGACCCCCCTCTCTAGTGCTCCTG-3’ꎻ下游引GATAACCACACA-3’ꎻ物:WTl:5'上游引物-TTCCCCCT:5'-
物CACACGTCGCACATCCTGACGCCCATCAAT--3’ꎻGLIPRI:3’ꎻ下游引物上游引
:5’-5’:5’-AATAGCCTGGATGGTTTCTT-3’ꎻ下游引物扩增反应条件-CATAGTCCTGGATTTCGTCA(30s)延伸(→7min60℃)ꎻ(30s):94℃-3’ꎻ反应条件:ID4:WTl→预变性扩72℃增反(45s)(4min)应条共进入循环件40:个循环→94℃预ꎻ72℃94℃(4min)进入循环30个循环→ꎻ72℃94℃(45s)延伸(7min)ꎻGLIPRI→55℃(45s)→变72℃性反应(45s)条共扩增
(30s)件:94℃预变性(5min)进入延伸(8min)ꎮ
→49℃(30s)→72℃(45s)共30个循环循环→ꎻ72℃94℃1.3 究数据进行统计学分析统计学处理 采用统计学软件ꎬ使用卡方检验比较抑癌基SPSS22.0对研因ID4、WT1、GLIPR1基因启动子区甲基化百分比、率mRNAꎬ抑癌基因均值比较采用方差分析mRNA表达以2-▲Ctꎬ组间两两比较采用表示ꎬ抑癌基因2 SNK结果
法分析ꎬ以P<0.05有统计学意义ꎮ
2.1 基化情况两组抑癌基因 两组抑癌基因ID4、WT1ID4、WT1、GLIPR1、GLIPR1启动子区甲启动子区甲基化经卡方检验分析均有统计学差异05)ꎬ(P<0.度均高于对照组白血病组ID4、GLIPR1ꎬ抑癌基因基因启动子区甲基化程WT1低于于对照组ꎬ差异均有统计学意义(P<0.05)ꎮ见表1ꎮ
表1 两组抑癌基因ID4、WT1、GLIPR1启动子区甲基化情况[n(%)]组别nID4WT1GLIPR1对照组432(4.65)39(90.70)5(11.63)白血病组χ67
55(82.09)20(29.85)40(59.70)2
P
650.000
.446360.000
.252260.000
.8222.2 GLIPR1AML、ALL、CML与对照组抑癌基因ID4、WT1、组抑癌基因mRNAID4、WT1、GLIPR1表达比较 AML、ALL、CMLmRNA表达比较经与对照方差分析均有统计学差异CML组ꎬ抑癌基因抑癌基因(P<0.05)ꎬAML、ALL、WT1mRNAID4、GLIPR1mRNA表达高于对照组表达均低于对照ꎬ差异均有统计学意义(P<0.05)ꎬAML、ALL、CML三组抑癌基因(ID4、WT1mRNA表达组间比较ꎬ无统计学差异差异P>0.05)ꎬGLIPR1mRNA(P<0.05)ꎮ见表2ꎮ
表达任意组间均有统计学2020年02月 牡丹江医学院学报
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表2 AML、ALL、CML与对照组抑癌基因
组别nID4、WT1、GLIPR1ID4mRNA表达比较WT1(x±s)
GLIPR1对照组AML43190.863±0.2650.036±0.014CMLALL270.0389±0.0130.032±0.0110.587±0.1110.556±0.1230.145±0.043F21
0.037±0.0150.611±0.1090.318±0.068P
2130.554±0.1190.451±0.1370.000
.4863420.000
.557760.000
.2743 讨论
随着现代表观遗传学的发展ꎬ人们对肿瘤发生机制有了新的认识ꎮ一些表观遗传修饰虽未影响DNA双链序列ꎬ但其基因的表达发生了较大程度改变ꎮ表观遗传的方式常见包括:组蛋白共价修饰ꎬDNA甲基化ꎬ染色质的高级结构ꎮDNA甲基化在表观遗传机制研究较早ꎬ也较为深入ꎮDNA序列上特定的碱基在DNA甲基转移酶(DNMT)的催化作用下ꎬ以共价键结合甲基供体s-腺苷甲硫氨酸(SAM)ꎮ研究发现[2]区可抑制抑癌基因的表达:细胞中DNA高甲基化出现在抑癌基因的启动子ꎬ致使细胞生长失衡从而导致肿瘤的发生ꎮ也有临床研究证明[3]胞中普遍存在DNA甲基化酶活性过高的情况:在肿瘤细ꎮ作为血液系常见的恶性肿瘤ꎬ白血病源于造血干细胞恶性克隆ꎮ增殖失控、分化障碍、凋亡受阻的病变细胞在骨髓和其他造血组织中大量累积、浸润抑制正常造血ꎮ研究白血病发病的分子机制与抑癌基因甲基化的关系具有重要的临床意义ꎬ其为白血病的去甲基化治疗新思路提供了理论基础ꎮ
抑癌基因ID4又称分化抑制因子4ꎬ位于人染色体6p21.3~22ꎬ为碱性螺旋环螺旋转录因子的抑制因子ꎬ可抑制碱性转录因子活性ꎬID4可抑制细胞的分化及DNA结合ꎬ参与细胞分化、增殖、凋亡ꎬ另有研究WT1发现其与肿体11p13ꎬ基因最初分离于瘤其编码产物对细胞Wilms形成、瘤细胞侵袭及转移有关[4]ꎮG0及ꎬG1定位于人染色期转入S期有较强的抑制作用[5]细胞瘤为髓系单核细胞分化的标志ꎮGLIPR1基因克隆于人胶质[6-7]ꎬ表达可诱导肺癌、结直肠癌及前列腺癌细胞凋亡:GLIPR1其功能涉及细胞凋亡与免疫防御ꎬ研究发现基因过ꎬ具有抑制肿瘤细胞作用ꎬ为机体的抑瘤基因其mRNA:GLIPR1蛋白表达水平的监测及患者的临床疗效基因为AML的甲基化沉默基因ꎮ有学者认为[8]ꎬ对的评ALL、CML价具有指导作用ꎮ本研究数据显示:AML、基化程度及其抑癌基因mRNAID4、GLIPR1表达均低于对照组基因启动子区甲ꎬ而抑癌基因WT1则在AML、ALL及CML中呈现低甲基化ꎬ其编码产物mRNA呈现高表达ꎬ与对照组比较差异均
具有统计学意义ꎬ考虑原因主要是DNA甲基化是基因表达的重要机制之一ꎬ该项检测对肿瘤恶性程度的判断具有重要意义ꎬ低甲基化伴随mRNA表达增高ꎬ可以有效反应肿瘤恶性程度及进展情况ꎬ具有重要的临床意义ꎬ且抑癌基因WT1在白血病的发生发展过程中起着非常重要的作用ꎮ基因甲基化导致转录沉默缺失是多种肿瘤发生的分子机制[9]基因启动子区甲基化可负性相关mRNA的表ꎮ达ꎬ甲基化状态与[10]动子区甲基化程度也是监测白血病病情严重程度的ꎮ本研究数据支持上述观点mRNA蛋白表达水平呈现一定的负相关ꎬ抑癌基因启一个可能观察指标[11]抑癌基因启动子区甲基化为抑癌基因表达下调及ꎮ
缺失的重要机制ꎬ同时也是可能引起白血病发生的重要机制之一ꎬ目前基于抑癌基因启动子区甲基化的白血病基因诊断、治疗仍处于起步阶段[12]子区甲基化及其蛋白表达的研究对白血病发病的分子ꎬ抑癌基因启动机制研究开辟了新的领域ꎬ在基因水平为白血病的治疗及预后评估提供了新的发展方向ꎮ
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