三阴性乳腺癌中β 肾上腺素能受体的表达
及与上皮间质化相关性研究
王 敏1,郭梅艳2,董 雨1,苗 玲1,王友明2,吕 晶3
(1.邯郸市中心医院胸外科,河北邯郸056001;2.河北工程大学附属医院,河北邯郸056002;
梦见别人穿新衣服3.河北工程大学医学院,河北邯郸056038)
DOI:10.11748/bjmy.issn.1006-1703.2020.12.019收稿日期:2020 10 13;修回日期:2020 10 13
基金项目:邯郸市科技局专项计划一般项目(编号:19422083008 65)作者简介:王敏,女。主要从事乳腺科临床与研究工作。通讯作者:吕晶,博士。E mail:lvjing@hebeu.edu.cn
摘要:目的 探究三阴性乳腺癌(TNBC)中β 肾上腺素能受体(β
ARs)的表达及与上皮间质化(EMT)的关系。方法72例TNBC患者组织标本选自河北工程大学附属医院。通过免疫组织化学法对肿瘤切片进行染色以评估β ARs的表
达。通过Western印迹检测EMT标记蛋白E 钙黏蛋白和波形蛋白的表达。分别通过χ2检验及Spearman秩相关分析确定β ARs表达与TNBC临床病理特征的相关性以及β ARs表达与EMT标志物的关系。结果 与对照组织中的表达水平
相比,TNBC组织中的β1 AR和β2 AR而非β3 AR的表达显著增加(P<0.05),且β1 AR和β2 AR的表达与TNM分期和LN转移显著相关(P<0.05)。在TNBC组织中,E 钙黏蛋白表达显著降低,而波形蛋白表达显著升高(P<0.05)。高β2 AR组织中E 钙黏蛋白的表达明显低于低β2 AR组织(P<0.05)。高表达β1 AR和β2 AR的组织中,波形蛋白的表达显著增加(P<0.05)。TNBC组织中β2 AR和E 钙黏蛋白之间呈显著负相关,而β1 AR和β2 AR表达与波形蛋白水平呈正相关。结论 β1 AR和β2 AR在TNBC中过表达,可能通过调节EMT过程促进TNBC的发生和发展。关键词:三阴性乳腺癌; β 肾上腺素能受体; 上皮间质化; 免疫组织化学; 蛋白印记法中图分类号:R737.9 文献标识码:A
TheExpressionofβ
AdrenergicReceptorsinTriple NegativeBreastCan
cerandItsCorrelationwithEpithelialMesenchymalization
WANGMin1,GUOMeiyan2,MIAOLing1,WANGYouming2,LYUJing
3(1.DepartmentofThoracicSurgery,CentralHospitalofHandan,Handan056001,China;2.DepartmentofThoracicSurgery,
AffiliatedHospitalofHebeiEngineeringUniversity,Handan056002,China;3.Medicalcollege,Hebei
UniversityofEngineering,Handan056038,China)
Abstract:ObjectiveToinvestigatetheexpressionsofβ adrenergicreceptors(β
ARs)andepithelial mesenchymaltransition(EMT)andtheirrelationshipintriple negativebreastcan
cer(TNBC).MethodsAtotalof72TNBCpatientsfromtheAffiliatedHospitalofHebeiUniversityofEngineeringwereenrolledinthisstudy.Tumor
sectionsfromallpatientswerestainedbyimmunohistochemistryforassessingβ
ARsexpression.TheexpressionofEMTmarkerproteinsincludingE cadherinandVimentinweredetectedbywesternblotting.Thecorrelation
ofβ ARsexpressionwithTNBCclinicopathologicfeaturesandtherelationshipbetweentheexpressionofβ ARsandEMTmarkerswereanalysed.ResultsTheexpressionsofβ1 ARandβ2 ARnotβ3
ARweresignificantlyincreasedinTNBCtissuescomparedwiththecontroltissues(P<0.05),andtheβ1
ARandβ2 ARexpressionsweresignificantlycorrelatedwithTNMstageandLNmetastasis(P<0.05).E cadherinexpressionwassignificantlydecreasedbutvimentinexpressionsignificantlyincreasedinTNBCtissues(P<0.05).Furthermore,theexpressionofE cadherinwassignificantlydecreasedinhighβ2
ARthaninlowβ2 ARexpressingtissues(P<0.05).However,thevimentinproteinexpressioninhighβ1 ARandβ2 ARexpressingtissuesweresignificantincreased(P<0.05).Therewasasignificantlynegativecorrelation
betweenβ2 ARandE cadherinandpositivecorrelationbetweentheβ1 ARandβ2
ARexpressionandvimentin2
012LabeledImmunoassays&ClinMed,Dec.2020,Vol.
27,No.12
proteinlevelsinTNBCtissues.ConclusionTheoverexpressionofβ1 ARandβ2
ARcontributestotheoccurrenceanddevelopmentofTNBCbyregulatingEMT.Keywords:Triple negativebreastcancer; β adrenergicreceptor; Epithelial mesenchymaltransition;
Immunohistochemistry;Westernblotting 三阴性乳腺癌(triple negativebreastcancer,TNBC)作为乳腺癌高侵袭亚型,与被诊断为非TNBC
患者相比,TNBC患者病理特征和临床预后较差[1]
,
且TNBC患者在诊断后约3年内有更远的复发趋
势,接受诊断后约5年内则死亡[2]
。因此,评估潜在
的生物标志物对于T
NBC的预测、改善患者的预后及寻找特定抗癌疗法至关重要。
越来越多的证据表明,应激及其相关激素肾上腺素和去甲肾上腺素在癌症的发展包括肿瘤的生长、耐药性、复发以及患者的预后不良中起着至关重要的作用
[3 4]
。β肾上腺素能受体(β
adrenergicreceptors,β ARs)作为肾上腺素能下游受体,其相关信号的激活被认为与应激介导的癌症进展有关[5]
。
文献报道,β
ARs在多种癌组织中有所表达,包括舌鳞状细胞癌
[6]
我为什么点赞
,卵巢癌
[7]
和非小细胞肺癌
[8]
。不仅
如此,最近有报道称,β肾上腺素能信号通路的激活可促进肿瘤生长,加速转移并导致不良的临床病理特征,例如肿瘤复发和存活率降低
[9 10]
。然而,使用
β受体阻滞剂可以减少肿瘤血管生成、
细胞增殖、迁移和侵袭[3,11]
。这些研究的结果表明,β ARs可能是致癌过程中与癌症相关的生物标志物,并且是癌症治疗的潜在靶标。
众所周知,上皮 间质转化(epithelial mesenchymaltransition,EMT)是导致癌细胞侵袭和转移的关键过程
[12]
。癌细胞可以通过调节EMT标记蛋白,包括
E 钙黏蛋白(E cadherin)、波形蛋白(Vimentin)、某些细胞角蛋白和N
钙黏蛋白的表达来获得迁移和侵袭的能力。最近的研究表明,β
ARs信号的激活参与了E
MT[6,13 14],并促进了结直肠腺癌、胃癌和非小细胞肺癌的侵袭和转移。但是,对于TNBC患者中β
ARs和EMT之间的相关性知之甚少。因此,本研究中通过临床病理学研究检测TNBC患者中β ARs(β1 AR、β2 AR和β3
AR)的表达,并探讨了β
ARs与各种临床病理特征之间的关系,评估EMT标记蛋白水平及其与β ARs表达的相关性,为更有效的TNBC预测及治疗提供新的视角。
材料和方法
1 样本收集
TNBC组织取自于2017年1月至2018年12月
在河北工程大学附属医院接受手术切除的女性患者。所有患者均首次接受TNBC治疗,除TNBC以外均未接受其他治疗。所有受试者均缺乏ER、PR和HER 2的表达。组织取出后立即液氮冰冻,-80℃冻存。均获得患者知情同意书,并通过医院伦理委员会批准。
2 免疫组织化学染色(Immunohistochemistry,
IHC)及评估
使用标准的免疫组织化学方法测量β ARs的表达。组织石蜡包埋、切为5μm的薄片、脱蜡、样本
处滴3%过氧化氢溶液,随后微波热源修护,烧杯内缓冲液沸腾后停止加热,重复上述步骤3次。拿出组织片自然冷却应用5%B
SA封闭20min,轻甩表面残留液体。然后将载玻片与兔抗β1 AR(ab3442),兔抗β2 AR(ab182136)和兔抗β3 AR(ab94506)在37°C孵育90min,所有抗体均购自Abcam公司。用PBS洗涤样品后,添加二抗并孵育20min。随后DAB染色、显微镜观察、拍片。显微镜下取不同视野仔细确定染色情况,根据染色比例和强度评估受体表达,染色程度=染色比例(0~3分)+强度(0~3分)。≤2为阴性染色,≥3为阳性染色。得分≥4为高
β
ARs表达,<4为低β ARs表达。 3 蛋白印记法(Westernblot,WB)
应用WB检测TNBC组织中E cadherin和Vimentin表达。蛋白提取后经电泳(10%SDS PAGE)、转膜PVDF、5%牛奶孵育、一抗(1∶1000)4℃过夜,其中包括兔抗E cadherin(3195s),兔抗Vimentin(5741s)和兔抗GAPDH(5174s)抗体。洗涤后,将它们与抗兔IgG、HRP连接的二抗(7074s)室温下孵育2h。所有抗体均购自C
ellSignalingTechnology,然后通过增强的化学发光(ECL,PierceBiotechnology,USA)测量蛋白质表达水平。 4 统计学处理
使用SPSS19.0或GraphPadPrism6软件分析所有数据。两组之间的差异通过t检验计算。通过χ2招聘启示
检验确定β1 AR和β2 AR表达与临床病理参数之间的关系。WB结果表示为x
±s。通过Spearman秩相关分析比较β1 AR/β2 AR与EMT标记蛋白之间的关系。P<
0.05为差异具有统计学意义。3
012标记免疫分析与临床 2020年12月第27卷第12期
结 果
1 TNBC患者中β1 AR和β2 AR过表达 IHC结果显示,β1 AR在细胞膜和细胞质中表达,而β2 AR主要表达在细胞核和细胞质中(图1A)。统计评分表明,相对于正常组织,TNBC组织中β1 AR和β2 AR的表达水平显著增加(t1=
2.431,P1=0.017;t2=3.191,P2=0.002)。虽然β3
AR位于细胞膜中,但正常组织和TNBC组织之间未检测到β3 AR表达的差异(t=1.047,P=0.298)。72例TNBC病例中,β1 AR和β2
AR阳性染色分别为3
3.3%(24/72)和48.6%(35/72)
。注:与正常组织相比, P<
0.05图1 TNBC组织中β ARs的表达(A)与IHC评分(B)
2 β1 AR和β2
AR表达与TNBC临床病理特征的关系
如表1所示,χ2
分析表明,β1
AR表达与TNM分期(P=0.029)和LN转移(P=0.012)相关,而
β2
AR的表达与肿瘤大小(P=0.034),TNM分期(P=0.034)和LN转移(P<0.001)显著相关。β1 AR和β2
AR表达均与年龄或组织学分级无关。表1 TNBC中β1 AR和β2
AR表达与临床病理特征的关系组别β1 AR+
-
-
P值
β2 AR+
-
-
P值
年龄(岁)≥5015371.696
0.193
24182.937
0.087
<509
11
11
19
肿瘤大小(cm)
≥513220.445
0.505
22144.503
0.034
<511
26
13
23
TNM分期Ⅰ+Ⅱ9314.753
0.029
143012.772
0.001
Ⅲ15
17
21
7
组织学分级G1+G214250.252
0.616
27213.364
0.067
G310
23
8
16
LN转移
+18216.294
0.012独自旅行
23716.205
0.001
-
6
27
12
30
4
012LabeledImmunoassays&ClinMed,Dec.2020,Vol.27,No.12
3 TNBC患者中EMT标志物的表达
结果显示,与正常组相比,TNBC组织中E cadherin的蛋白质水平显著降低(t=-6.394,P<0.001,图
2A)。相反,Vimentin在TNBC组织中的表达高于对照组(t=6.086,P<0.001,图2B)
。
注:与正常组织相比, P<
0.05图2 TNBC组织中EMT标志物E cadherin(A)和Vimentin(B)的表达
4 TNBC中β1 AR和β2
AR表达与EMT标志物相关性分析
如表2所示,高表达β2 AR的TNBC组织中E cadherin表达明显低于低表达β2 AR组织(t=-4.583,P<0.001)。高β1 AR和低β1
AR表达组织中E cadherin蛋白无明显变化(t=-1.008,P=0.327)。相反,在高表达β1 AR和β2 AR表达的组织中Vimentin的表达显著增加(t1=3.320,P1=0.004;t2=2.740,P2=
一棵小树0.013)。此外,根据TNBC组织中E cadherin和Vimentin的表达水平,我们发现TNBC中β1 AR与E cadherin表达之间无显著相关性(r=-0.150,P=0.527),而β2 AR与E cadherin之间呈显著负相关(r=-0.555,P=0.011)。然而TNBC组织中β1 AR和β2 AR表达均与Vimentin蛋白水平呈正相关(r1=0.653,P1=0.002;r2=0.692,P2=
0.001)。表2 E cadherin和Vimentin在高和低β1 AR/β2
AR 表达TNBC组织中的表达
项目E cadherinVimentinprotein
β1
ARhigh0.241±0.0240.981±0.073
β1
ARLow0.278±0.027
0.718±0.063
β2
ARhigh0.174±0.023
1.006±0.071
β2
ARLow0.345±0.0290.692±0.062
注:与低表达组相比, P<
0.05讨 论
本研究我们评估了TNBC组织样品中β ARs受
体的蛋白表达,结果显示,三个β ARs在TNBC组织
中都有所表达,但相对于正常组织,β1 AR和β2
AR在TNBC中呈过表达。我们还发现,β1 AR和β2 AR的表达增加与多种TNBC病理特征密切相关,例如肿瘤大小,TNM临床分期和淋巴结转移。这些结果表明,β1 AR和β2
AR蛋白表达失调可能与TNBC的肿瘤发生有关。进一步的分析表明,β1
AR和β2 AR的过表达与EMT之间存在显著相关性,其中β1 AR和β2
AR的过表达与TNBC组织中的E 钙黏着蛋白呈负相关,与波形蛋白水平呈正相关。提示TNBC的发展可能与β1 AR和β2 AR信号失控进而调节EMT有关。
已知应激会增加患癌症的风险,而β ARs信号
会在应激情况下被激活。研究发现,β
ARs通路参与癌症发生和发展中,其中β1
AR已被证明有助于恶病质的脂解[15],β3 AR错义突变与肥胖人群的乳腺癌相关[16]。大量研究表明,β2 AR刺激与癌细胞增殖和肿瘤生长有关,β2
AR激活后可通过cAMP PKA信号通路驱动肿瘤微环境改变并促进肿瘤细胞侵袭
和假足形成而导致侵袭和转移增加[9,11,17]
。在本研
究中,与正常组织相比,TNBC组织中发现β1
AR和β2 AR过表达。进一步的分析表明,β1 AR和β2
AR的表达增加与TNM临床分期和淋巴结转移呈正相关,这一结果与口腔鳞状细胞癌的发现相似[18]。值得注意的是,SARAH等和GARGIULO等[9,19]报道,β2 AR的异常表达与促进乳腺癌的致癌特性、增加腋窝淋巴结转移以及导致无病生存期
差有关。这些发现表明β
ARs无疑在癌症中起重要作用,并且β1 AR和β2
AR信号传导的激活在5
012标记免疫分析与临床 2020年12月第27卷第12期
TNBC的侵袭和转移级联中起关键作用。最近研究表明,β
ARs拮抗剂与癌症复发和转移之间存在有益关系。例如,在早期乳腺癌患者中,使用非选择性
β受体阻滞剂普萘洛尔与减少肿瘤扩散有关[20]
。临床数据表明,针对心脏适应症患者选择的β2
受体拮抗剂摄入与TNBC患者较高的无复发率和总体生存率有关[21]
。这些结果表明,β ARs,尤其是β2 AR可能是预测TNBC患者预后的潜在生物标志物,对于抗癌治疗至关重要。 众所周知,EMT可通过丢失细胞极性和黏附力,增强细胞运动性和获得间充质表型,在癌症的侵袭
和转移中起关键作用。E
cadherin是上皮细胞与细胞间黏附的关键因素,并在上皮癌中起转移抑制作
用,然而,
Vimentin是间充质细胞中发现的主要中间丝蛋白,在高度增殖和侵袭性状态下代表完全去分
化状态肿瘤细胞[22 23]
。已经证实,E cadherin减少和Vimentin表达增加是EMT过程的关键特征。研究发现,E cadherin的损失和Vimentin的增加与舌鳞
状细胞癌(
TSCC)和胃癌的细胞侵袭和转移增强有关[6,13]。本研究结果表明,TNBC组织中E cadherin的表达水平较正常组织下降,Vimentin表达在TNBC组织中显著增加。不仅如此,进一步的分析发现在高表达β1 AR和β2 AR的TNBC组织中,E cadherin和Vimentin的表达分别降低和升高。我们还发现在TNBC组织中β2 AR和E cadherin的过度表达之间存在负相关,而β1 AR和β2
AR与Vimentin之间存在显著的正相关。有报道[24]称NE诱导的胃腺癌细胞株,可通过β2
AR/HIF 1α/Snail信号通路进行体外EMT。体外研究证实,β2 AR的激活可以通过启动白介素6/Stat3/Snail1途径来促进舌磷癌中EMT过程[6]
。我们的结果表明,β ARs信号可能参与TNBC的发展,其主要作用可能是通过促进EMT增强TNBC中癌细胞迁移和侵袭完成,然而TNBC中β ARs调控EMT的具体机制需要进一步研究。 综上,β1 AR和β2高老头的作者
AR的过表达在TNBC的发生和发展中起着关键作用,可能与调控E
MT过程有关。
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