Vedvarende lav ekspression af hZip1 i mucinous carcinomer i æggestokkene, colon, mave og lunge

Vedvarende lave udtryk for hZip1 i mucinøse carcinomer i æggestokkene, colon, mave og lunger
abstrakt
Baggrund
mucinøs karcinomer fra forskellige organer er morfologisk ens og kan dele ligheder på de molekylære og biokemiske niveauer, der kan belyse deres patogenese og indflydelse forvaltning. De involverede i patogenesen af ​​mucinøse karcinomer faktorer er ukendte; som sandsynligvis en bidragyder til den nuværende mangel på biomarkører for påvisning. Fordi zink ændringer er impliceret i visse kræftformer fx prostata; vi vurderede muligheden for en lignende rolle i mucinøse karcinomer.
Metoder
Målet med det nuværende arbejde er at studere udtryk for hZip1 ved immunhistokemi i mucinøse karcinomer i forhold til ikke-neoplastisk epitel og konventionelle karcinomer. Tissue microarray objektglas indeholdende mucinous carcinomer i ovariet (n
= 35), colon (n
= 51), mave (n
= 32) og lunge (n
= 21) blev anvendt.
Resultater
hZip1 viste vedvarende lav ekspression i mucinøs forhold til æggestokkene serøse carcinomer og normalt væv (P
< 0,05), colon adenocarcinom og normal slimhinde (P
< 0,001), og gastrisk adenocarcinom og normal epitel (P
< 0,05). hZip1 viste også lav ekspression i pulmonale mucinøse karcinomer.
Konklusioner
hZip1 er konsekvent faldt i mucinøse karcinomer fra en række forskellige organer. Trods det faktum, at disse foreløbige resultater er usandsynligt, at være til stor diagnostisk betydning, disse fund tyder på, at hZip1 spiller en fundamental rolle i carcinogenese af mucinøse tumorer.
Nøgleord
Zink transporter hZip1 mucinøs karcinomer Æggestok Colon Mave Lung Baggrund
Kliniske undersøgelser og eksperimentelle beviser har fastslået, at zink niveauer konsekvent faldt i prostata adenokarcinom i forhold til normale prostata kirtler. Den Zip1 zink optagelse transporter, i tillæg til andre medlemmer af zink transportør generne, er ansvarlig for optagelse og akkumulering af zink fra kredsløbet i den normale kirtler mod koncentrationsgradient. De maligne prostata kirtler udviser en nedregulering af Zip1, normalt et ubikvitært protein, ekspression, som vil eliminere optagelsen og akkumulering af zink intracellulært [1-4].
I modsætning til den førnævnte rolle af zink i prostata, den rolle hZip1 ekspression i adenocarcinomer i andre organer er ikke tidligere blevet omfattende undersøgt. Der findes ikke en sådan afgørende baggrund for epitelial ovariecancer for eksempel, som betragtes som en af ​​de mindst forståede af alle større menneskelige maligniteter [5]. Identifikation af de vigtigste indledende ændringer i kræft i æggestokkene kan fremme udviklingen af ​​bedre metoder til tidlig diagnose, gennem opdagelsen af ​​epitelial kræft i æggestokkene biomarkører, og til udvikling af mere optimale terapeutiske metoder, der er målrettet de vigtigste molekylære veje [6].
der er bevis, som relaterer zink som en potentiel tumorsuppressor middel og ZIP1
transportør som et tumorsuppressorgen i nogle epiteliale ovariecancere. Lightman et al. viste en meget signifikant fald i zink koncentrationen af ​​malignt ovarievæv sammenlignet med deres ikke-neoplastiske modstykker [7]. Bae et al. viste, at zink behandling af OVCAR-3 celler udøver tumor suppressor effekter med øget apoptose [8]. Den OVCAR-3 er et humant epitel ovariecancer cellelinie, som blev etableret ud fra de maligne ascites fra en patient med dårligt differentieret "papillær adenocarcinom" i æggestokkene [9]. En signifikant korrelation mellem et fald i blod og hovedbund-hår zink niveauer med en stigning i forekomsten af ​​ovariecancer er blevet rapporteret [7, 10]. Disse foreløbige data gør det rimeligt at forvente, at der er en forskel i zink niveauer mellem maligne og ikke-maligne celler, som kan være relateret til ændringer af zink optagelsen transportvirksomheden formentlig Zip1.
I den nuværende klassifikationer af æggestokkene neoplasmer, er mucinøse tumorer klassificeres som overfladen epitel tumorer. Primære mucinøse tumorer i æggestokkene er klassificeret i godartede, grænsetilfælde, eller maligne kategorier afhængigt af deres histopatologiske funktioner. De neoplastiske celler kan være af gastrointestinal type, endocervikale type eller blandinger af begge celletyper, der findes i de seromucinous tumorer [11]. Primære invasive mucinous carcinomer i æggestokkene er meget usædvanligt og udgør kun 3-10% af alle ovarieepitelceller tumorer og metastatiske tumorer, mest almindeligt fra mave-tarmkanalen (GIT), er mere almindelige [12, 13]. Derfor er muligheden for, at en mucinøs tumor i æggestokken er metastatisk snarere end primær ovariecancer altid skal blive underholdt. Almindelige primære steder er GIT, især tyktarmen [14], tillæg [15, 16], og pancreas [17] og mindre almindeligt fra maven [18]. Endocervikale adenokarcinomer lejlighedsvis spredt sig til æggestokkene [19].
Vi antager, at mucinøse carcinomer, uanset forskellige organ site, kan dele ligheder på de molekylære og biokemiske niveau, som er manifesteret ved lignende morfologi på forskellige anatomiske steder. Den anatomiske websted naturligvis vil diktere den kirurgiske tilgang; dog kan de molekylære og biokemiske egenskaber være mere nyttigt i udviklingen og sammensætningen af ​​adjuverende behandling protokoller.
I denne rapport, viser vi, for første gang, en konsekvent mønster med lav ekspression af hZip1 protein i mucinous karcinomer fra forskellige organer, herunder æggestokkene, colon, mave og lunge. De beviser fremlagt heri indirekte støtter sandsynligheden for, at ZIP1
gen er et vigtigt skridt i udviklingen af ​​mucinøse neoplasmer.
Resultater
Lav udtryk for hZip1 i æggestokkene mucinøse karcinomer versus høj ekspression i æggestokkene serøse carcinomer
gennemsnitsalderen for patienter med ovariecarcinomer var 51,4 (intervallet 22-81) år. Tissue microarray (TMA), der består af 17 normale ovarievæv, som alle var kraftigt (3+) positive for hZip1. Tres procent (21/35) af mucinous carcinomer var negative (0) til svag (1+) positive for hZip1 (fig. 1a). I modsætning hertil hZip1 ekspression var moderat (2+) kraftigt (3+) positiv i 91% (138/152) af serøse carcinomer (fig. 1b). Ekspressionen af ​​hZip1 var signifikant lavere i æggestokkene mucinous carcinomer sammenlignet med serøs karcinom (1,3 versus 2,6; P < 0,001) og normal ovarievæv (P = 0,015) (fig 1c.). Fig. 1 hZip1 ekspression i mucinøse og ikke-mucinous carcinomer i æggestokkene, colon, mave og lunge. IHC analyse blev udført på væv microarray objektglas bestående af 35 ovariale mucinous carcinomer, 152 æggestokkene serøse carcinomer, 51 colon mucinous carcinomer, 129 konventionelle colon adenocarcinomer, 31 gastriske mucinous carcinomer, 4 konventionelle gastriske adenokarcinom og 21 pulmonale mucinous carcinomer. en repræsentant negativ æggestokkene mucinøs carcinoma forhold til b stærkt positiv serøs karcinom tilfældet for hZip1 protein. c Diagram der viser de gennemsnitlige hZip1 IHC scoringer i normale æggestokkene, mucinøse og serøse carcinomer. d repræsentant svagt positive colon mucinøs carcinoma forhold til e stærkt positiv konventionelle colon adenocarcinom tilfældet for hZip1 protein. f Diagram der viser de gennemsnitlige hZip1 IHC scores i normal colon epitel, mucinøs og konventionelle colon adenokarcinomer. g repræsentant negativ gastrisk mucinøs carcinoma sammenlignet med h stærkt positiv konventionelle gastrisk adenocarcinom tilfældet for hZip1 protein. Jeg diagram, der viser de gennemsnitlige hZip1 IHC scores i normal maveslimhinden, mucinøs og konventionelle gastriske adenokarcinomer. j Repræsentative svage og k stærke positive pulmonale mucinous tilfælde carcinoma for hZip1 protein. ZIP1 protein blev visualiseret ved hjælp af DAB med hæmatoxylin kontrastfarve. Pile viste negative /svagt positive mucinøse carcinomceller. * Der er statistisk signifikant forskel
Der var en statistisk lavere ekspression af hZip1 i lav kvalitet serøs sammenlignet med høj kvalitet serøse carcinomer (P < 0,05). Der var også en lavere udtryk for hZip1 i lav kvalitet sammenlignet med høj kvalitet æggestokkene mucinøse carcinomer (P = 0,6). Der var ingen sammenhæng mellem klinisk fase og hZip1 IHC scoringer.
Lav udtryk for hZip1 i mucinøse karcinomer versus høj ekspression i konventionel adenokarcinom i colon
Gennemsnitsalderen for patienter med colon karcinomer var 57,4 (intervallet 20-90 ) år. TMA består af 12 normale colonvæv hvoraf 83% (10/12) var moderat (2+) kraftigt (3+) positive for hZip1. Fifty-fem procent (28/51) af mucinous carcinomer var negative (0) til svag (1+) positive for hZip1 (fig. 1d). I modsætning hertil hZip1 ekspression var moderat (2+) kraftigt (3+) positiv i 96% af konventionel colon adenocarcinom (124/129) tilfælde (fig. 1e). Det betyder udtryk for hZip1 var signifikant lavere i colon mucinøse karcinomer (1,7) sammenlignet med colon konventionelle adenokarcinomer (2,8) og normal colon mucosa (2.2) (P
< 0,001). (. Figur 1f)
hZip1 ekspression blev reduceret som en funktion af stigende grad i både mucinøse og ikke-mucinous tumorer i colon med ingen statistisk signifikant forskel. Der var ingen sammenhæng mellem klinisk fase og hZip1 IHC scoringer.
Lav udtryk for hZip1 i mucinøse karcinomer versus høj ekspression i konventionelle adenocarcinomer i maven
Gennemsnitsalderen for patienter med gastrisk karcinom var 56 (intervallet 22-78 ) år. TMA består af 5 normal gastrisk epitel som alle var stærkt (3+) positive for hZip1. Toogtyve procent (7/32) af mucinous carcinomer var negative (0) til svag (1+) positive for hZip1 (fig. 1 g). I modsætning hertil alle konventionelle adenocarcinom tilfælde (n
= 4) var kraftigt (3+) positive for hZip1 (fig. 1h). Ekspressionen af ​​hZip1 var signifikant lavere i gastriske mucinous carcinomer sammenlignet med konventionel gastrisk adenocarcinom (2,2 versus 3; P
< 0,05). Og normal gastrisk epitel (P
= 0,027) (. Fig 1i)
den gennemsnitlige score på hZip1 var signifikant lavere i høj kvalitet mucinøse karcinomer i maven i forhold til deres lave kvalitet modstykker (1,9 vs. 2,7, p
< 0,01). Der var ingen sammenhæng mellem klinisk fase og hZip1 IHC scoringer.
Lav udtryk for hZip1 i mucinøse carcinomer i lungerne
Gennemsnitsalderen for patienter med pulmonal mucinøse carcinomer blev 55,1 (intervallet 38-71) år. TMA består af 21 pulmonale mucinous carcinomer, hvoraf 1, 3, 4 og 13 tilfælde var negative (0), 1+, 2+, 3+ positiv for hZip1 proteinekspression, henholdsvis med en gennemsnitlig score på 2,4. Normal lunge epitel i tilstødende sektioner kraftigt (3+) udtrykker hZip1 (fig. 1j og k). Der var ingen sammenhæng mellem klinisk fase og hZip1 IHC scores.
Tabel 1 sammenfatter resultaterne af hZip1 proteinekspression i normalt væv, mucinøse og ikke-mucinous carcinomer i æggestokkene, colon, mave og lung.Table 1 hZip1 ekspression i normale , mucinøse og ikke-mucinøse karcinomer i æggestokkene, colon, mave og lunger
Diagnose
hZip1 IHC score
Total
Negativ
1 +
2+
3+
Æggestok
Normal
0
0
0
17 (100%)
17
mucinøs carcinomer
15 (43%)
6 (17%)
3 (9%)
11 (31%)
35
Serøse karcinomer
1 (0,7%)
13 (9%)
32 (21%)
106 (70%)
152
Colon
Normal
0
2 (17%)
6 (50%)
4 (33%)
12
mucinøs carcinomer
3 (6%)
25 (49%)
7 ( 14%)
16 (31%)
51
adenocarcinomer
1 (1%)
4 (3%)
15 (12%)
109 (84% )
129
mave
Normal
0
0
0
5 (100%)
5
mucinøs carcinomer
0
7 (22%)
12 (37%)
13 (41%)
32
adenocarcinomer
0
0
0
4 (100%)
4
Lung
Normal
0
0
0
21 (100%)
21
mucinøs carcinomer
1 (5%)
3 (14%)
4 (19%)
13 (62%)
21
diskussion
Som hovedregel, mucinous carcinomer udgør en lille brøkdel af neoplasmer i forskellige organer med ca. 3-10% blandt æggestokkene neoplasmer, 7% af alle kolorektal kræft, 1,5% af gastrisk karcinom, og meget sjældent i lungerne [12, 20]. Sammenlignet med konventionelle adenocarcinomer, mucinous tumorer tendens til at være forbundet med ung alder, avanceret tumor stadium, og distinkte molekylære mønstre, såsom mikrosatellit ustabilitet og mutationer af BRAF og KRAS
gener [21, 22].
Differentiering af primær ovariecancer mucinøs carcinoma fra metastaser i andre organer meste appendix og colorectum kan være en udfordring [13, 23]. Denne differentiering er drejelig og af klinisk betydning, da behandlingsprotokoller tendens til at blive skræddersyet til hvert organ site. For eksempel platinbaserede taxan midler anvendes i behandlingen af ​​primære ovariecarcinomer i modsætning til fluoruracil som er den vigtigste kemoterapeutisk middel anvendt til metastatisk carcinom i æggestokken oprindelse fra colorectum [24, 25].
For en tumor til betragtes mucinøs carcinoma snarere end en konventionel adenocarcinom afhænger orgel websted og klassifikationssystemer. Æggestokkene mucinøse karcinomer viser iøjnefaldende mængder af intracellulær mucin i mere end 90% af tumorcellerne [11]. I modsætning hertil er colorektal mucinøs carcinoma defineret hvis mindst 50% af tumorens volumen er sammensat af ekstracellulært mucin [26]. Mucinøs karcinomer adskiller sig fra konventionelle og signetring karcinomer i forskellige organer med specifikke molekylære ændringer og kliniske resultater [25]. Fælles træk mellem æggestokkene og kolorektale mucinøse carcinomer omfatter højere prævalens på yngre alder og større tumor størrelse ved præsentationen. I modsætning hertil er en højere andel af æggestokkene mucinøse carcinomer sammenlignet med serøse carcinomer diagnosticeret på et lavt trin, mens kolorektale mucinøse carcinomer synes lige sandsynligt som ikke-mucinous carcinomer at præsentere på et lavt stadie [23, 27, 28].
mere end 2 årtier siden, Lightman et al. [7] rapporterede lavt serum og tumorvæv zink i patienter med "ondartede tumorer i æggestokkene". Men i denne publikation, ingen omtale af, hvilken form for ovarietumorer blev inkluderet i undersøgelsen og ikke meget klinisk oplysninger blev givet [7]. Relativt mere nylig, Bae et al. [8] rapporterede, at behandling af OVCAR-3 (malign ovarie cellelinje) og næsen (normal ovarie cellelinje) med zink-citrat forbindelse fører til induceret zink akkumulering mere i det tidligere cellelinje end sidstnævnte. Dette resulterede i et fald i celleantal og aktivitet af M-aconitase i OVCAR-3 med forøget apoptose. Forfatterne konkluderede, at eksponering for høje koncentrationer af zink forhindrer spredning af OVCAR-3 celler [8]. Den OVCAR-3 cellelinien anvendes af Bae et al. er et menneske epitelial kræft i æggestokkene cellelinie, som blev etableret af de maligne ascites fra en patient med dårligt differentieret "papillær adenocarcinom" snarere end mucinøs ovariecancer [8, 9]. Mere mekanistiske undersøgelser helst med mucinøse æggestokkene karcinom cellelinjer f.eks, RMUG-L, RMUG-S, MN-1, OMC-1 og MCAS [29] anbefales til yderligere at udforske den rolle, zink og zink transportører i patogenesen, og mindst teoretisk, indflydelse styring af mucinøse karcinomer.
Vi og andre fastslår, at zink niveauer og hZip1 transporter er faldet betydeligt i prostata adenocarcinomer. Baggrunden og dokumentation er fuldt og udførligt præsenteret i flere anmeldelser og rapporter [1-4]. Dette opmuntrede os til at udvide undersøgelsen i de udfordrende mucinøse karcinomer i forskellige organer og at sammenligne hZip1 udtryk i mucinøs versus ikke-mucinøse karcinomer i nogle af disse organer.
Vores roman fund i denne rapport er, at hZip1 viste konsekvent lavt udtryk i mucinous carcinomer i æggestokkene, colon, mave og lunge med ingen sammenhæng mellem klinisk fase og hZip1 scorer i nogen af ​​de mucinous tumorer. Interessant, identificerede vi lave udtryk for hZip1 i mucinøse karcinomer versus ikke-mucinøse dem i tre organer, vi udførte sammenligningen i, nemlig; ovarie, colon og mave.
Specifikt hZip1 udtrykkes kraftigt i alle tilfælde af normal ovarievæv og var moderat til stærkt positiv i 91% af serøse carcinomer. I modsætning hertil 60% af æggestokkene mucinøse karcinomer var negative til svag positiv for hZip1 udtryk. Den anden interessante fund er, at der var en statistisk signifikant lavere udtryk for hZip1 i lav kvalitet æggestokkene serøs forhold til høj kvalitet serøs karcinom. Selvom det ikke var statistisk signifikant, stadig hZip1 ekspression var lavere i lav kvalitet sammenlignet med høj kvalitet mucinous carcinomer. Disse observationer kan indikere, at de højere kvalitet ovarietumorer kan erhverve forskellige mekanismer til at akkumulere mere zink ved at slukke den hæmmende mekanismer, som ned udtrykke zink transporter hZIP1
gen, eller måske andre medlemmer af zink transporter genet familie.
scenariet var den samme i colon og gastriske carcinomer med lav ekspression af hZip1 i mucinøs carcinoma versus høj ekspression i konventionelle adenocarcinomer i disse to organer. I tyktarmen og maven, 55% og 22% af mucinous karcinomer var negative for svagt positive for hZip1 henholdsvis. I modsætning hertil hZip1 ekspression var moderat til stærkt positiv i 96% og 100% af konventionelle adenocarcinomer, henholdsvis i tyktarmen og maven. Antallet af konventionelle gastriske adenokarcinomer indgår i TMA var lille (n = 45). I modsætning til ovariecarcinomer blev hZip1 ekspression faldet som funktion af stigende grad i både mucinøse og ikke-mucinous tumorer i tyktarmen og maven. Denne observation kan pege på forskellige mekanismer, der er involveret i tumor progression vedrørende regulering af zink koncentration, som har brug for mere mekanistiske undersøgelser. I lungen, vi identificeret også lav udtryk for hZip1 med pulmonal mucinous karcinomer. Desværre, og på grund af un-tilgængeligheden af ​​konventionel lunge adenocarcinom TMA lysbilleder, vi ikke sammenligne udtryk for hZip1 i mucinøse og konventionelle pulmonale karcinomer.
Konklusioner
hZip1 udtryk synes at være faldet støt i mucinøse karcinomer fra en række af organer i forhold til ikke neoplastiske væv i disse organer. Imidlertid er hZip1 faldt også som en funktion af stigende grad i både mucinøse og ikke-mucinous tumorer i tyktarmen og maven. Disse resultater tyder på, at hZip1 spiller en fundamental rolle i carcinogenese af nogle organer, der er særligt forstærket i mucinous tumorer. Yderligere undersøgelser er nødvendige for at præcist at definere karakteren af ​​denne rolle. Men praktisk, er der ikke meget værdi i lav udtryk for hZip1 til differentialdiagnose af mucinøse karcinomer.
Metoder
Tissue microarrays (TMAS)
Alle procedurer blev udført i overensstemmelse med relevante love og institutionelle retningslinier med godkendelse af institutionel review board. TMA lysbilleder købt fra US Biomax (Rockville, MD) blev anvendt i den foreliggende undersøgelse. Ovary TMA slide består af 35, 152, 11 og 6 fortolkelige mucinous carcinomer, ovarie- serøse carcinomer, cancer tilstødende normale væv og normale (ikke-maligne) væv, henholdsvis i en enkelt væv kerne pr sag. Det vides ikke, om de mucinøse carcinomer indgår i TMA af æggestokkene tumorer er af primær æggestokkene oprindelse eller metastatiske tumorer. Colon TMA slide består af 51, 129 og 12 fortolkelige mucinøse carcinomer, konventionelle adenocarcinomer og normalt væv, henholdsvis i en enkelt væv kerne per sag. Mave TMA slide består af 32 fortolkelige mucinøse carcinomer, 4 konventionelle adenokarcinomer og 3 tilfælde af non-malign normale og 2 tumor tilstødende normale gastrisk væv i duplikerede kerner per sag. Lunge TMA slide består af 21 fortolkelige mucinous carcinomer i samme væv kerne pr sag.
Immunhistokemi (IHC)
hZip1 proteinekspression blev bestemt ved IHC anvendelse af et anti-hZip1 antistof ved standardprotokol [1, 4]. Kort fortalt blev TMA objektglas afparaffiniseret i xylen og rehydreret ved inkubation i faldende koncentrationer af ethanol. Antigen genfinding blev udført ved opvarmning i 10 mM Tris-EDTA (10 mM Tris-base, 1 mM EDTA ,, 0,05% Tween 20, pH 9,0) buffer ved 98 ° C i 20 minutter blev IHC-farvning udført ved inkubering objektglassene i 5% BlokHen (AvasLabs, Tigard) efterfulgt af inkubation natten over ved 4 ° C med hZip1 antistof i 5% BlokHen efterfulgt af inkubering med peberrod peroxidase-mærket ged anti kylling IgY sekundært antistof i en fortynding på 1: 200 (AvesLabs, Tigard , Oregon). Farve blev udviklet med DAB + chromogent substrat og hematoxylin blev brugt som kontrastfarve.
Alle afsnit blev undersøgt med et Olympus (BX53) mikroskop. Billederne blev behandlet med cellSens Standard XV Image Processing software (Olympus of the Americas, Center Valley, PA). IHC scoring blev udført af en bestyrelse certificeret anatomisk patolog (MMD). Udseendet af membranen og cytoplasmiske associeret hZip1 immuno-positivitet af glandulær epitelceller blev anvendt til scoring som tidligere beskrevet [1, 4]. Tumor farvningsintensitet blev semikvantitativt scoret som negativ (ingen farvning), svagt (1+) (< 10%), moderate (2+) (10-50%) og stærk (3+) (> 50%) positiv afhængigt om procentdelen af ​​positive celler.
Statistisk analyse
de gennemsnitlige snesevis af hZip1 udtryk i forskellige kategorier blev analyseret af Students t
-Test. De IHC scoringer blev anset nominelle at finde ud af betydning. P
≤ 0,05 blev betragtet som signifikant
Forkortelser
IHC:.
Immunhistokemi
TMA:
Tissue microarray


hZip1:
Menneskelig zink transporter medlem 1
erklæringer
Tak
Dette arbejde er finansieret af klinisk og translationel forskning enhancement pris fra Patologisk Institut , Mikrobiologi og Immunologi til MM Desouki.
konkurrerende interesser
forfatterne erklærer, at de ikke har nogen konkurrerende interesser.
forfattere bidrag
MMD og aF deltog i undersøgelsen design, og data fortolkning. MMD, RBF og LC deltaget i skabelsen af ​​data. MMD udtænkt af undersøgelsen, foretaget en analyse af de immunhistokemiske markører og udført statistisk analyse. Alle forfattere udarbejdet, læst og godkendt den endelige manuskript.

• Den co-udviklet Helicobacter pylori og mavekræft: treenighed af bakteriel virulens, host modtagelighed og livsstil
• Inaktivering af Bacillus cereus vegetative celler ved mavesyre og galde under in vitro mave transit