NHE1在胃癌酸性微环境中的调控作用及其意义

摘要

一、背景与目的：
　　 胃癌腹膜转移是导致胃癌患者死亡的最重要原因[1]。胃癌腹膜转移是胃癌细胞与腹腔微环境相互作用的结果。研究表明，腹腔微环境pH值偏酸性[2]，而肿瘤细胞内pH值偏碱性，在上述调节系统中发挥重要作用的是NHE1(Na+-H+exchangerl)。
　　 胞膜离子Na+-H+交换泵NHE1是细胞内pH值(Intracellular pH，pHi)调节的一种重要机制之一，pHi稳定是维持细胞正常功能的前提。NHE1在肿瘤细胞中的表达水平明显增高，与肿瘤的发生和转移有着密切的关系。NHE有9个亚型，分别命名为NHE1～9，NHE1是研究的最透彻的一个亚型[3]，在胃癌细胞转移过程中发挥重要作用。
　　 研究发现，NHE1蛋白的羧基端近膜区含有大量的赖氨酸和精氨酸序列，能与Vil2基因直接发生作用，而Vil2是Ezrin蛋白的编码基因。
　　 Ezrin属于ERM家族成员之一，它参与了介导细胞-细胞/细胞-胞外基质黏附的细胞表面黏附复合体的形成[4]。表达大量Ezrin蛋白的细胞表面黏附复合体减少导致肿瘤细胞之间正常黏附作用的破坏[5]，从而促进转移的发生。也有学者持相反意见。
　　 NHE1和Ezrin在肝癌、食道癌、乳腺癌等肿瘤中的表达情况已见相关国内外文献报道，但是它们在胃癌中的表达变化及相关性研究少见。NHE1通过调控人和哺乳动物细胞内pH的动态平衡来影响细胞的形态和功能，从而参与许多复杂的生理和病理过程。Ezrin表达或其活化调节通路异常会从多方面影响细胞的功能，使其向恶性表型转化，侵袭能力增加。研究NHE1、Ezrin蛋白与胃癌的关系，对于促进防治肿瘤等疾病的发生、抑制细胞恶性转化和降低肿瘤转移能力有重要意义。
　　 同时我们必须注意到，以腹腔镜技术为代表的微创外科是目前外科发展的主流，CO2气腹造成的腹腔酸性微环境是否会促进胃癌腹腔种植转移是人们关注的焦点问题之一。在此基础上进一步研究不同压力CO2气腹、不同时相点培养的人胃癌MKN45细胞NHE1、Ezrin的表达，明确CO2气腹腹腔酸性微环境是否会促进胃癌腹腔种植转移，为临床腔镜治疗胃癌提供一定的理论依据。本研究拟选择临床病理资料齐全的胃癌组织60例，与之相对应的正常胃黏膜组织60例做对照，采用RT-PCR法检测NHE1和Ezrin mRNA的表达，采用免疫组化、Western blot方法检测NHE1和Ezrin的蛋白表达；在此基础上，在不同压力CO2气腹、不同时相点培养人MKN45胃癌细胞，采用Western blot方法检测NHE1和Ezrin蛋白的表达，探讨NHE1在胃癌酸性微环境中的调控作用及其意义。
　　 二、方法：
　　 1.患者标本以2008年6月至2009年5月第三军医大学西南医院全军普通外科中心收治入院的60例胃癌患者为研究对象，外科手术切除胃癌组织标本，同时取离肿瘤组织边缘≥5cm处胃黏膜作为正常胃黏膜，所有标本经生理盐水冲洗干净后置于液氮罐中保存备用。其中男性患者46例，女性患者14例，年龄34岁-78岁，平均年龄58.0岁。所有胃癌患者术前均未接受放疗和化疗处理。采用WHO组织学分型，高分化腺癌18例，中分化腺癌28例，低分化腺癌14例；其中存在淋巴结转移53例，无淋巴结转移7例，采用日本第13版胃癌处理规约病理分期，其中Ⅰ-Ⅱ期19例，Ⅲ-Ⅳ期41例。
　　 2.方法采用RT-PCR、免疫组化、Western blot法，检测胃癌组织中和正常胃黏膜组织中NHE1，Ezrin mRNA和蛋白的表达情况，半定量分析NHE1，Ezrin的表达，用x2检验比较癌与正常组织之间的差异，Pearson相关性检验分析NHE1和Ezrin之间的关系，分析NHE1和Ezrin在年龄、性别、肿瘤浸润深度、有无淋巴结转移、分化程度、分期组内表达率的差异性有无统计学意义。
　　 3.体外模拟不同压力CO2气腹环境，实验组：首先将人胃癌MKN-45细胞分三组，分别置于5 mmHg、10 mmHg、15 mmHg环境培养4h；然后将人胃癌MKN-45细胞置于15mmHg环境中分别培养0.5h、2h、4h及4h后脱离气腹环境常规培养1h。对照组：常规条件培养人胃癌MKN-45细胞。采用Western blot法检测各组细胞NHE1、Ezrin蛋白表达。
　　 三、结果：
　　 1.NHE1和Ezrin mRNA在胃癌组织和正常胃黏膜组织中的表达。
　　 NHE1 mRNA在正常胃黏膜组织和胃癌组织中阳性表达率呈递增趋势，相对于正常胃黏膜组织，胃癌组织中NHE1 mRNA表达水平明显升高，组间差异性有统计学意义(P<0.01)。Ezrin mRNA在正常胃黏膜组织和胃癌组织中阳性表达率呈递减趋势，相对于正常胃黏膜组织，胃癌组织中Ezrin mRNA表达水平明显降低，组间差异性有统计学意义(P<0.05)。
　　 2.NHE1和Ezrin蛋白在胃癌组织和正常胃黏膜组织中的表达。
　　 NHE1蛋白在正常胃黏膜组织和胃癌组织中阳性表达率呈递增趋势，相对于正常胃黏膜组织，胃癌组织中NHE1蛋白表达水平明显升高，组间差异性有统计学意义(P<0.05)。Ezrin蛋白在正常胃黏膜组织和胃癌组织中阳性表达率呈递减趋势，相对于正常胃黏膜组织，胃癌组织中Ezrin蛋白表达水平明显降低，组问差异性有统计学意义(P<0.05)。
　　 3.NHE1和Ezrin蛋白在胃癌组织标本中的相关性分析。
　　 胃癌组织中NHE1和Ezrin表达水平间的相关指数为-0.323，P<0.05，提示NHE1和Ezrin负相关，即NHE1的高表达的同时存在Ezrin蛋白的低表达。
　　 4.体外模拟不同压力CO2气腹酸性微环境作用胃癌MKN-45细胞各实验组。
　　 体外模拟5mmHg、10 mmHg、15mmHg CO2气腹4小时对胃癌MKN-45细胞NHE1、Ezrin蛋白表达各组问比较无统计学意义(p>0.05)。体外模拟CO2气腹15 mmHg0.5小时、2小时、4小时并在作用4小时后常规培养1小时，各组间比较无统计学意义(p>0.05)。
　　 四、结论：
　　 1.NHE1 mRNA和蛋白在胃癌组织的表达均显著高于正常胃黏膜组织，EzrinmRNA和蛋白在胃癌组织的表达均显著低于正常胃黏膜组织，提示NHE1和Ezrin可能是胃癌发生发展的重要基因之一；
　　 2.NHE1和Ezrin在不同浸润深度、有无淋巴结转移和不同病理分期组内表达率的差异性有统计学意义，随着分期增高，浸润深度的加深，有淋巴结转移，NHE1的表达水平越高，Ezrin的表达水平越低，提示NHE1，Ezrin可以作为胃癌浸润转移的监测指标之一。
　　 3.体外模拟5mmHg、10 mmHg、15mmHg CO2气腹4小时对胃癌MKN-45细胞NHE1、Ezrin蛋白表达各组间比较无统计学意义，体外模拟CO2气腹15 mmHg0.5小时、2小时、4小时并在作用4小时后常规培养1小时，各组间比较无统计学意义，提示常规压力的CO2气腹4小时以内造成的腹腔酸性微环境在体外不会通过影响NHE1和Ezrin来提高胃癌细胞的侵袭转移能力。