NSCLC癌组织中UCP1和UCP3表达及临床意义*
时间：2023-06-26 14:55:03 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
任王胜,王 波,曾 涛
四川绵阳四〇四医院胸外科，四川绵阳 621000
肺癌是人类最常见的恶性肿瘤，全世界每年发病达180万例，死亡患者高达159万例[1]。肺癌分为小细胞肺癌和非小细胞肺癌(NSCLC)，其中NSCLC最为常见，主要包括肺鳞癌、肺腺癌等。近年来随着基因分型、靶向治疗及免疫治疗的临床应用，一定程度上改善了NSCLC患者的生存预后，但仍有部分患者治疗后发生肿瘤复发或转移[2]。NSCLC的发生与吸烟、环境、职业暴露、慢性肺病及肺部感染等因素关系密切[3]。解偶联蛋白 (UCP) 是一种质子转运蛋白/通道，位于线粒体内膜上，负责产生部分热量[4]。目前已经在哺乳动物中发现了5种不同的UCP，其中解偶联蛋白1 (UCP1)主要分布在棕色脂肪组织，解偶联蛋白3 (UCP3)主要位于肌肉组织中。UCP具有多种功能，包括寒冷条件下机体产热、抑制活性氧形成和葡萄糖感知等[5-6]。近年来有研究报道，UCP1、UCP3在肾癌[7]、乳腺癌[8]及肺癌[9]等恶性肿瘤中异常表达上调或下调，通过促进肿瘤细胞葡萄糖吸收、糖酵解增强和无氧葡萄糖，促进肿瘤的恶性增殖和转移。本研究通过检测NSCLC癌组织中UCP1与UCP3的表达，分析两者表达的临床预后意义。
1.1一般资料 收集2015年3月至2016年2月本院诊治的92例NSCLC患者的临床资料。纳入标准：(1)病理诊断为NSCLC；
(2)首次诊治，无肿瘤治疗史；
(3)随访资料完整，患者及家属已签署知情同意书。排除标准：(1)伴肺炎、上呼吸道感染等疾病；
(2)合并其他恶性肿瘤；
(3)一般状况较差，伴严重肝肾功能障碍。NSCLC患者男54例，女38例，年龄34～79岁，平均(62.3±7.1)岁。NSCLC患者按照病理类型分为腺癌55例、鳞癌37例；
按照肿瘤最大径分为肿瘤最大径≤5 cm者57例、肿瘤最大径>5 cm者35例；
按照肿瘤TNM分期分为Ⅰ～Ⅱ期64例、Ⅲ期28例；
按照病理分级分为高中分化49例、低分化43例；
按照淋巴结有无转移分为淋巴结转移29例、无转移63例。本研究经本院伦理委员会审核批准并通过。
1.2免疫组化检测组织UCP1、UCP3表达 石蜡包埋癌组织及癌旁组织，切片，二甲苯脱蜡；
梯度酒精水化；
柠檬酸缓冲液(pH 6.0)中微波炉加热至煮沸10 min；
3%过氧化氢阻断内源性过氧化物酶；
3%羊血清室温封闭2 h；
一抗4 ℃过夜 (UCP1、UCP3稀释比1∶200，购自Abcam公司，货号ab234430、ab10985)；
二抗室温孵育30 min；
显色液显色；
苏木素复染；
梯度酒精脱水；
中性树脂封片。200倍镜下(日本OlymbusDM500)观察染色强度和范围，将染色强度(0分：无染色、1分：染色浅、2分：染色深)与染色面积(0分：阳性细胞所占百分比≤25%、1分：阳性细胞所占百分比>25%～50%、2分：阳性细胞所占百分比>50%)相乘得到染色评分。染色评分<2分为阴性表达，染色评分≥2分为阳性表达[10]。
1.3随访 所有NSCLC患者自确诊之日起开始随访，每3个月随访1次，以门诊或电话方式进行，随访内容为患者的生存状态等，随访截止至2021年3月1日。随访终点为患者死亡或随访结束。
2.1NSCLC癌与癌旁组织中UCP1、UCP3表达 UCP1棕黄色阳性染色主要位于细胞浆和细胞膜。NSCLC癌组织中UCP1表达阳性率为73.91%(68/92)，明显高于癌旁组织中UCP1表达阳性率[11.96%(11/92)]，差异有统计学意义(χ2=72.069，P<0.05);UCP3棕黄色阳性染色主要位于细胞浆和细胞膜，部分位于细胞核。癌组织中UCP3表达阳性率为28.26%(26/92)，明显低于癌旁组织中UCP3表达阳性率[81.52%(75/92)]，差异有统计学意义(χ2=52.700，P<0.05)。见图1。
图1 NSCLC癌与癌旁组织中UCP1、UCP3表达(×200)
2.2NSCLC癌组织中UCP1、UCP3表达的相关性 Spearman秩相关分析结果，NSCLC癌组织中UCP1与UCP3表达呈显著负相关(r=-0.457，P<0.05)。
2.3NSCLC癌组织中UCP1、UCP3表达与临床病理参数的关系 不同肿瘤TNM分期、分化程度及淋巴结转移患者NSCLC癌组织中UCP1、UCP3表达阳性率比较差异有统计学意义(P<0.05)，而不同性别、年龄、病理类型及肿瘤最大径患者癌组织中UCP1、UCP3表达阳性率比较差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。
表1 UCP1、UCP3表达与NSCLC临床病理特征的关系
续表1 UCP1、UCP3表达与NSCLC临床病理特征的关系
2.4UCP1、UCP3表达对NSCLC患者生存预后影响 92例NSCLC患者随访3～60个月，平均(47.2±6.2)个月。随访过程中死亡51例，5年总体生存率44.57%(41/92)。UCP1阳性表达患者5年总体生存率为35.29%(24/68)，明显低于UCP1阴性表达患者[70.83%(17/24)]，差异有统计学意义(χ2=5.194，P=0.003)；
UCP3阴性表达患者5年总体生存率为34.85%(23/66)，明显低于UCP3阳性表达患者[69.23%(18/26)],差异有统计学意义(χ2=4.897，P=0.011)。见图2。
注：A为UCP1表达对NSCLC患者生存预后影响；
B为UCP3表达对NSCLC患者生存预后影响。
2.5单因素及多因素COX分析影响NSCLC预后的危险因素 以NSCLC患者的生存情况为因变量(1=死亡，0=存活，t=生存时间)，以患者年龄(赋值：<60岁=0，≥60岁=1)、性别(赋值：男=1，女=0)、肿瘤最大径(赋值：≤5 cm=0，>5 cm=1)、病理类型(赋值：腺癌=0，鳞癌=1)、病理分级(赋值：高中分化=0，低分化=1)、肿瘤TNM分期(赋值：Ⅰ～Ⅱ期=0，Ⅲ期=1)、淋巴结转移(赋值：无=0，有=1)、UCP1(赋值：阴性=0，阳性=1)、UCP3(赋值：阳性=0，阴性=1)为自变量。单因素分析结果，TNM分期Ⅲ期、淋巴结转移、UCP1阳性表达、UCP3阴性表达是影响NSCLC患者生存预后的因素。多因素分析结果表明TNM分期Ⅲ期、淋巴结转移、UCP1阳性表达、UCP3阴性表达是影响NSCLC患者预后的危险因素。见表2、3。
表2 单因素COX分析影响NSCLC预后的危险因素
表3 多因素COX分析影响NSCLC预后的危险因素
临床上，NSCLC的治疗主要包括手术、放化疗、分子靶向治疗及免疫治疗等，但对于晚期NSCLC患者，免疫检查点治疗的有效率仅20.00%[11]。深入研究NSCLC的发病机制，寻找新的早期诊断、治疗及预后判断的NSCLC的分子标志物，具有重要临床意义。近年来，UCP在肥胖、糖尿病、免疫学、衰老和癌症等多个医学领域进行了深入研究。由 UCP1 介导的跨线粒体内膜的质子泄露不依赖三磷酸腺苷合酶能够快速耗氧和产热[12]。除了具有产热活性外，UCP 在控制线粒体产生活性氧方面也具有重要作用，研究表明，UCP3 的激活会减弱活性氧的产生并增强脂肪酸氧化[13]。
UCP在肿瘤发生发展中的作用最近成为许多研究者关注的焦点，例如，UCP1 已被证明在前列腺癌中高表达并与转移表型有关，前列腺癌细胞具有骨髓间充质干细胞的特性，UCP1作为一种独特的标记物，能够诱导成脂，促进前列腺癌进展和骨转移[14]。本研究中，NSCLC癌组织中UCP1表达显著升高，提示UCP1表达升高可能参与NSCLC的肿瘤进展。UCP1的表达受到微小RNA的表达调控。研究发现，微小RNA-494-3p能够在转录后水平降低UCP1 mRNA的稳定性，抑制UCP1表达[15]。而肺癌中存在微小RNA-494-3p表达下调的现象，因此，NSCLC中UCP1的表达升高可能与微小RNA-494-3p的表达降低有关[16]。此外，UCP1表达与NSCLC的肿瘤分期、病理分级及淋巴结转移有关，提示UCP1参与促进NSCLC的肿瘤恶性进展。分析其机制可能是UCP1 通过影响肿瘤的代谢有关。研究发现，UCP1能够促进肿瘤微环境中干细胞亚群的醛脱氢酶及果糖双磷酸酶 1的表达，促进上皮间质转换的关键转录因子snail的表达，促进肿瘤进展[8]。
除UCP1外，UCP3在肿瘤中也发挥重要的作用。但不同肿瘤类型中UCP3发挥不同的生物学功能，研究表明，在皮肤癌中UCP3表达下调，而在肾细胞癌中UCP3 表达增加，并通过影响线粒体内膜电位、超氧化物的形成，改变肿瘤细胞的缺氧/复氧抗性，影响肿瘤的发生发展过程[17-18]。本研究表明，NSCLC癌组织中UCP3表达下调，目前NSCLC癌组织中UCP3表达下调的机制尚不明确。UCP3的表达也受到微小RNA的调控，研究发现，微小RNA-152能够靶向抑制UCP3基因的表达，而NSCLC中微小RNA-152表达明显升高，研究者推测UCP3的表达下调与微小RNA-152的表达上调有关[19-20]。此外，本研究中，肿瘤分期Ⅰ～Ⅱ期、高中分化及无淋巴结转移癌组织中UCP3表达阳性率较高，表明UCP3表达升高能影响NSCLC的肿瘤进展。研究发现，UCP3通过抑制线粒体解偶联抑制促癌基因Akt的表达，进而发挥抑制肿瘤增殖和肿瘤发生的作用，该研究进一步阐明线粒体代谢和生长信号之间相互作用的新机制[17]。但目前NSCLC中UCP3是否发挥抑癌基因的作用，尚存在争论。既往有学者发现，UCP3在肺鳞癌中的表达与糖酵解通路中的促进葡萄糖和单羧酸转运蛋白的表达有关，其可能通过促进肿瘤的无氧糖酵解过程，为癌细胞增殖及转移提供了生存优势[9]。UCP3可能作为NSCLC肿瘤发生早期阶段的重要因子，通过增强肿瘤的瓦博格效应，促进肿瘤细胞的生存，而在肿瘤晚期，UCP3表达下调，肿瘤组织不能获得足够的营养物质及能量，引起肿瘤组织坏死[9]。
本研究通过随访分析发现，UCP1阳性、UCP3阴性NSCLC患者生存预后较差，并且是患者不良生存预后的独立危险因素，提示检测NSCLC癌组织中UCP1、UCP3的表达有助于判断患者的临床预后，进而指导临床决策。本研究发现，NSCLC癌组织中UCP1与UCP3表达的相关性，结果两者呈显著负相关。两者之间的关系尚不明确，推测其机制可能是两者共同参与肿瘤代谢的精细调控有关。研究表明，UCP1诱导异质核糖核蛋白A2/B1的表达，促进癌细胞中葡萄糖转运蛋白和乳酸脱氢酶的表达，而UCP3的表达降低亦能促进葡萄糖转运蛋白的表达[9]。因此，UCP1、UCP3作为线粒体代谢关键调节因子，共同参与促进肿瘤的无氧糖酵解过程，促进肿瘤的发生发展。但两者之间的具体作用机制值得深入探索。
综上所述，NSCLC癌组织中UCP1表达升高，而UCP3表达降低。两者表达呈负相关，并且与肿瘤分期和淋巴结转移有关，促进NSCLC肿瘤的发生发展。TNM分期Ⅲ期、淋巴结转移、UCP1阳性表达、UCP3阴性表达是影响NSCLC患者预后的危险因素。检测NSCLC中UCP1、UCP3的表达有助于提示NSCLC患者的预后，值得临床关注。
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