METTL3和ALKBH5在甲状腺癌中的表达

谭屾 崔爱民 柏楠 查晔军 卢帅

甲状腺癌(thyroid carcinoma,TC)是女性第六大常见癌症,女性患TC 的几率是男性的三倍,大约2%的病例发生在儿童和青少年[1]。因此,探究TC发病的影响因素有助于TC 的防治。N6-甲基腺苷(N6-methyladenosine,m6A)是哺乳动物mRNA 最为丰富的甲基化修饰形式,m6A 甲基化是一种动态的、可逆的修饰,主要发生在3'非翻译区和终止密码子6 附近[2]。甲基转移酶样3(methyltransferase like 3,METTL3)、METTL14和成肾细胞瘤1-结合蛋白共同组成m6A 甲基转移酶复合物。METTL3表达受到干扰会导致m6A 总甲基化的改变,这将直接影响mRNA 的稳定性或翻译,导致细胞功能失调[3]。研究发现,METTL3水平在肾癌中升高,可提高肿瘤细胞增殖、转移和侵袭的能力[4]。alkB 同系物5(alkB homolog 5,ALKBH5)是m6A去甲基化酶之一,参与m6A 的修饰过程,其在弥漫性胃腺癌中mRNA 水平明显低于正常胃组织,与胃癌细胞的迁移和侵袭能力呈负相关[5]。目前METTL3和ALKBH5表达在TC 中研究较少。本研究分析二者表达与TC 病情及患者长期生存的关系,期望为TC 的诊断及防治提供参考。

1.1 一般资料

选取2014年3月至2015年9月于北京积水潭医院住院治疗的116 例TC 患者作为研究对象,获取患者手术时的癌组织标本(TC 组)及癌旁组织标本(距癌组织2 cm 以上,对照组),所有患者均经术后病理诊断确诊为TC[6],其中男50 例,女66例,年龄(52.96±10.76)岁。纳入标准:①术前未经放化疗等抗肿瘤方式治疗;
②患者或家属对本研究内容知情,同意参加本次试验;
③临床资料完整。排除标准:①有细胞分子靶向治疗史者;
②合并甲状旁腺癌、肺癌等其他癌症者;
③患有甲亢、甲减等甲状腺疾病;
④患有下丘脑、垂体功能障碍患者。本研究经北京积水潭医院伦理委员会批准。

1.2 研究方法

1.2.1 检测METTL3mRNA、ALKBH5mRNA 表达水平

严格按照RNA 提取试剂盒(货号:YT9197,北京伊塔生物科技有限公司)说明书提取组织总RNA,使用反转录试剂盒(货号:KL266,上海康朗生物科技有限公司)将从组织中提取的总RNA 反转录得cDNA。采用qRT-PCR 仪(型号:7700,美国Applied Biosystems 公司)对METTL3mRNA、ALKBH5mRNA 和内参GAPDH进行扩增,反应条件:95℃预变性5 min;
95℃30 s,58℃30 s,72℃30 s,40 个循环。癌及癌旁组织中METTL3mRNA、ALKBH5mRNA 的相对表达量根据公式2-ΔΔCT计算,取3 次的平均值。引物序列由上海生工生物工程股份有限公司设计并合成。见表1。

表1 引物序列Table 1 Primer sequence

1.2.2 随访

从TC 患者手术后开始随访,手术后前3年每3 个月随访1 次,之后每6 个月随访1 次,主要随访方式为打电话和门诊复查,以患者死亡或随访截至2020年9月作为随访终点。

1.3 统计学分析

使用SPSS 25.0 统计软件进行数据统计分析。计量资料以()表示(均符合正态分布),行t检验;
计数资料以n(%)表示,采用χ2检验;
采用Pearson 法进行TC 组织中METTL3mRNA、ALKBH5mRNA 表达相关性分析;
以Kaplan-Meier法进行分析METTL3、ALKBH5表达与患者五年内总生存率的关系;
以P<0.05 为差异有统计学意义。

2.1 两组METTL3 mRNA、ALKBH5 mRNA 水平比较

TC 组METTL3mRNA 水平高于对照组,ALKBH5mRNA 水平低于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 两组METTL3 mRNA、ALKBH5 mRNA 水平比较[n(%)]Table 2 Comparison of METTL3 mRNA and ALKBH5 mRNA levels between the two groups[n(%)]

2.2 TC 组织METTL3 mRNA、ALKBH5 mRNA 表达水平与临床病理特征的关系

不同METTL3、ALKBH5表达患者年龄、性别、肿瘤大小比较,差异无统计学意义(P>0.05);
METTL3高表达组患者TNM Ⅲ期、淋巴结转移比例高于低表达组,ALKBH5低表达组TNM Ⅲ期、淋巴结转移比例高于高表达组,差异均有统计学意义(P<0.05)。见表3。

表3 TC 组织METTL3 mRNA、ALKBH5 mRNA 表达水平与临床病理特征的关系(±s)Table 3 Relationship between the expression levels of METTL3 mRNA and ALKBH5 mRNA in TC tissues and clinicopathological features(±s)

表3 TC 组织METTL3 mRNA、ALKBH5 mRNA 表达水平与临床病理特征的关系(±s)Table 3 Relationship between the expression levels of METTL3 mRNA and ALKBH5 mRNA in TC tissues and clinicopathological features(±s)

组别对照组TC 组t 值P 值n 116 116 METTL3 mRNA 1.03±0.22 2.62±0.27 24.284 0.000 ALKBH5 mRNA 0.99±0.26 0.48±0.21 16.435 0.000

2.3 TC组织中METTL3 mRNA与ALKBH5 mRNA表达水平的相关性

TC 组织中METTL3mRNA 与ALKBH5mRNA表达水平呈负相关(r=-0.589,P=0.000)。

2.4 TC 患者Kaplan-Meier 生存分析

入组TC 患者5年总生存93 例,死亡23 例。METTL3高表达组五年总生存率为67.80%,低于METTL3低表达组的92.98%,差异有统计学意义(Log-rankχ2=11.540,P=0.001);
ALKBH5低表达组五年内总生存率为70.00%,低于ALKBH5高表达组的91.07%,差异有统计学意义(Log-rankχ2=8.090,P=0.005)。见图1。

图1 METTL3、ALKBH5 表达与五年内总生存率的关系Figure 1 Relationship between the expression of METTL3 and ALKBH5 and 5-year overall survival rate

2.5 单因素及多因素Cox 回归分析

单因素Cox 分析结果显示,TNM 分期Ⅲ期、淋巴结转移及METTL3高表达、ALKBH5低表达是影响TC 预后的危险因素(P<0.05)。多因素Cox 回归分析结果显示,TNM 分期Ⅲ期、淋巴结转移及METTL3高表达、ALKBH5低表达是影响TC 预后的独立危险因素(P<0.05)。见表4。

表4 影响TC 预后的多因素Cox 回归分析Table 4 Multivariate Cox regression analysis of prognostic factors of TC

TC 是最常见的内分泌癌,全世界每年约有55万人患TC,全球女性发病率为10.2/10 万,男性为3.1/10 万[7]。TC 的主要发病类型是甲状腺乳头状癌(papillary thyroid carcinoma,PTC),约占所有病例的85%以上[8],在某些具有区域性浸润的PTC 患者中,手术效果不理想,术后约有30%的病例呈现持续性症状,也会有相当高的复发率和死亡率[9]。因此,加强对TC 的检测对于防治TC 具有重要意义。

METTL3是一种分子量为70 KDa 的蛋白,其蛋白结构包含对甲基转移酶活性非常重要的两个结构域。研究发现,METTL3可以与METTL14以1∶1 比例结合形成稳定的异质二聚体,起到识别RNA 底物的作用,共同催化m6A 的形成[10]。有研究发现,宫颈癌、乳腺癌中METTL3水平上调,促进肿瘤细胞增殖,与肿瘤的大小、分期、分化、转移及复发呈负相关,可引起肿瘤患者预后不良[11-12]。Wang 等[13]研究报道,TC 进展中METTL3表达水平明显升高,与患者不良预后有关。本研究结果显示,TC 患者癌组织中METTL3mRNA 表达水平明显高于癌旁组织,且METTL3高表达组患者TNMⅢ期、淋巴结转移比例高于低表达组,五年总生存率低于低表达组,与Wang 等[13]研究结果一致,提示METTL3高表达可能与TC 恶性进展密切相关。METTL3表达上调可能通过影响TCF1 等基因上的m6A 甲基化促进TC 进展[13]。

ALKBH5是AlkB 家族成员之一,体内ALKBH5水平异常将影响mRNA 的稳定性并影响相关蛋白的表达,从而造成癌变的风险[14]。在胰腺导管腺癌中,ALKBH5表达水平被下调,预示着胰腺导管腺癌患者临床结局较差[15],ALKBH5缺失是胰腺癌患者发生和临床病理表现不佳的特征,同时ALKBH5的过度表达则降低了体外肿瘤的增殖、迁移和侵袭活性,抑制了体内肿瘤的生长[16]。本研究结果与陆瑛等[5]研究结果基本相似,提示ALKBH5可能与TC 的发生有关。分析原因,可能由于细胞中ALKBH5水平过低,引起mRNA 修饰及后期的蛋白表达水平异常,导致细胞的癌变,并促进肿瘤细胞的增殖和迁移。本研究结果提示ALKBH5低表达可能与TC 的进展有关。而ALKBH5低表达患者具有更低的五年内总生存率,提示ALKBH5表达可能通过影响TC 细胞的侵袭、迁移能力,从而影响患者生存率低等不良预后发生。本研究中TC 组织中METTL3mRNA 与ALKBH5mRNA 表达水平呈负相关,且Cox 回归分析发现,TNM 分期Ⅲ期、淋巴结转移及METTL3高表达、ALKBH5低表达是影响TC 预后的独立危险因素,进一步表明METTL3高表达、ALKBH5低表达可能存在相互作用,均与TC 患者不良预后发生密切相关。

综上所述,METTL3在TC 组织中高表达、ALKBH5在TC 组织中低表达,二者与患者的TNM分期升高、淋巴结转移及五年内总生存率低等不良预后发生有关,可能可作为治疗TC 的新靶点。

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