FOXM1 和PUM1 在結腸癌組織中的表達及其與患者臨床病理特征和預后的關系

沈家生 黃海斌 吳康中

結腸癌是常見的惡性腫瘤，居全球腫瘤相關死亡原因第3 位[1]。盡管結腸癌的治療已取得了進展，但由于腫瘤易發生復發和轉移，患者的5年生存率仍較低[2]。因此，早期診斷和準確預測預后對結腸癌患者的治療至關重要。叉頭盒蛋白M1（FOXM1）是叉頭蛋白家族成員，在細胞周期中發揮著關鍵作用。研究表明FOXM1 蛋白過表達與多種腫瘤的發生和不良預后有關，被認為是一種“原致癌”轉錄因子和腫瘤標志物[3-4]。哺乳動物Pumilio（PUM）蛋白是序列特異性的RNA 結合蛋白（RBP），具有廣泛的作用，其參與了生殖細胞發育[5]。研究發現FOXM1 可作為PUM1 的潛在轉錄激活因子，參與了睪丸癌進展[6]。目前FOXM1、PUM1 在結腸癌組織中的表達及作用機制尚未明確，本研究探討了結腸癌組織中FOXM1、PUM1的表達水平及其與患者臨床病理特征和預后的關系，以期為結腸癌患者的早期診斷及預后預測提供參考依據。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

選擇2017年1月至2019年6月在湖州市第一人民醫院接受手術治療的135 例結腸癌患者作為研究對象，收集患者的結腸癌組織及癌旁組織（距腫瘤邊緣＞5 cm）。納入標準：（1）患者的診斷符合結腸癌診斷標準[7]，并且經病理檢查確診；（2）首次診斷為結腸癌；（3）手術前未接受放射治療和化療治療。排除標準：（1）合并心血管、腎臟、肝臟疾??；（2）合并嚴重糖尿病、慢性肺部疾??；（3）有免疫功能、凝血功能障礙；（4）合并其他惡性腫瘤。本研究獲得醫院醫學倫理委員會批準（批件號1611251906），所有受試者及其家屬均簽署知情同意書。

1.2 試劑與儀器

兔抗人PUM1 多克隆抗體（貨號ab265285）、兔抗人FOXM1 多克隆抗體（貨號ab180710），均購自艾博抗（上海）貿易有限公司；DAB 顯色試劑盒（貨號GK347010），購自基因科技（上海）股份有限公司；RIPA 裂解液，購自上海躍騰生物技術有限公司；Tanon 5200 全自動化學發光成像分析系統，購自上海天能科技有限公司。

1.2 方法

1.2.1 免疫組織化學染色法檢測組織中FOXM1、PUM1 的表達情況 組織標本經石蠟包埋、切片（4 μm 厚）、脫蠟、水合后，加入3% H2O2孵育以阻斷內源性過氧化物酶活性。將組織切片分別與兔抗人PUM1、兔抗人FOXM1 多克隆抗體在4 ℃下（稀釋比例為1 ∶300）孵育過夜，然后滴加二抗在室溫下孵育10 min，用PBS 洗滌3 次。將組織切片加入3,3'-二氨基聯苯胺溶液在室溫下孵育10 min，然后用蘇木精復染，用樹脂覆蓋。

由2 名病理科醫師（副主任醫師及以上職稱）評估染色強度和染色細胞比例。染色強度評分標準為：未染色記為0 分；弱染色（+）記為1 分；中度染色（++）記為2 分；強染色（+++）記為3 分。染色細胞比例評分標準為：0%記為0 分；1%～25%記為1 分；26%～50%記為2 分；51%～75% 記為3 分；76%～100% 記為4 分。 將染色強度評分與染色細胞比例評分相乘得到總評分（0～12 分）：0～4 分為陰性表達；5～12 分為陽性表達。陽性表達率＝陽性表達例數/總例數×100%。

1.2.2 蛋白質印跡法檢測組織中FOXM1、PUM1蛋白表達水平 采用RIPA 裂解液從組織中提取總蛋白。將30 μg 蛋白質樣品用10%十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺（SDS-PAGE）凝膠電泳分離，轉移到聚偏二氟乙烯（PVDF）膜上。將膜在室溫下用5% BSA 液封閉2 h，然后加入一抗在4 ℃下孵育過夜。采用TBST 緩沖液對膜進行2 次洗脫，將膜加入二抗在37 ℃下孵育2 h。使用ECL 發光液和Tanon 5200 全自動化學發光成像分析系統，分別以GAPDH、β-actin 為內參，采用目的蛋白與內參灰度值之比評估FOXM1、PUM1 蛋白表達水平。實驗重復3 次，結果取平均值。

1.3 隨訪

患者出院后，采用門診復查或電話詢問的方式進行隨訪，第1、2年每3 個月隨訪1 次，第3年起每6 個月隨訪1 次，記錄患者的生存時間。隨訪截至2022年6月或以患者死亡為隨訪終點。

1.4 統計學分析

應用SPSS 22.0 軟件進行統計學分析，計數資料以例（%）表示，2 組間比較采用卡方檢驗；計量資料以均數±標準差（x±s）表示，2 組間比較采用t檢驗；采用Pearson 相關性分析探討組織中PUM1 與FOXM1 表達的相關性；采用Kaplan-Meier 法繪制生存曲線分析結腸癌組織中FOXM1、PUM1 表達與患者預后的關系；采用多因素Cox回歸分析探討結腸癌患者預后的影響因素。P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 結腸癌組織與癌旁組織中FOXM1 和PUM1 的表達情況比較

結果顯示結腸癌組織中FOXM1 陽性表達率顯著高于癌旁組織[ 74.07%（100/135）比16.30%（22/135）]，PUM1 陽性表達率顯著高于癌旁組織[ 82.22%（111/135）比13.33%（18/135）]，差異均有統計學意義（P均＜0.05）。見圖1、表1。

表1 結腸癌組織與癌旁組織中FOXM1 和PUM1 的表達情況比較/例（%）

圖1 結腸癌組織和癌旁組織中FOXM1 和PUM1 的表達情況 免疫組織化學染色 ×200 A 結腸癌組織中FOXM1 表達 B 癌旁組織中FOXM1 表達 C 結腸癌組織中PUM1 表達 D 癌旁組織中PUM1 表達

2.2 結腸癌組織與癌旁組織中FOXM1 和PUM1 蛋白表達水平比較

蛋白質印跡法檢測結果顯示，結腸癌組織中FOXM1、PUM1 的表達水平均顯著高于癌旁組織，差異均有統計學意義（P均＜0.05）。見圖2、圖3和表2。

表2 結腸癌組織與癌旁組織中PUM1 和FOXM1 蛋白表達水平比較

圖2 結腸癌組織和癌旁組織中FOXM1 蛋白表達水平

圖3 結腸癌組織和癌旁組織中PUM1 蛋白表達水平

2.3 結腸癌組織中PUM1 與FOXM1 表達的相關性分析

Pearson 相關性分析結果顯示，結腸癌組織中PUM1 與FOXM1 表達呈正相關（r＝0.514，P＜0.05）。

2.4 PUM1 和FOXM1 表達水平與結腸癌患者臨床病理特征的關系

分析結果顯示，結腸癌組織中PUM1 和FOXM1 表達水平與年齡、性別、有無淋巴結轉移、腫瘤直徑、浸潤深度均不相關（P均＞0.05），而與有無遠處轉移、臨床分期、腫瘤分化程度、有無脈管癌栓均有相關性（P均＜0.05）。見表3。

表3 結腸癌組織中PUM1 和FOXM1 表達水平與患者臨床病理特征的關系

2.5 Kaplan-Meier 生存曲線分析

本研究對患者隨訪3年，有49 例患者死亡，有86 例患者生存，無失訪病例，3年總生存率為63.70%。繪制3年Kaplan-Meier 生存曲線，分析結果顯示結腸癌組織中FOXM1 陽性表達患者的3年累積生存率顯著低于FOXM1 陰性表達患者[60.36%（67/111）比79.17%（19/24）]，差異有統計學意義（log-rankχ2＝6.216，P＝0.013）；結腸癌組織中PUM1 陽性表達患者的3年累積生存率顯著低于PUM1 陰性表達患者[58.00%（58/100）比80.00%（28/35）]，差異有統計學意義（log-rankχ2＝6.688，P＝0.010）。見圖4。

圖4 Kaplan-Meier 生存曲線分析 A FOXM1 陽性和陰性表達患者的生存曲線 B PUM1 陽性和陰性表達患者的生存曲線

2.6 影響結腸癌患者預后的單因素和多因素分析

單因素分析結果顯示，FOXM1、PUM1、遠處轉移、臨床分期及分化程度均與結腸癌患者預后不良均有相關性（P均＜0.05）。多因素Cox 回歸分析結果顯示，FOXM1、PUM1、遠處轉移、臨床分期及分化程度均是患者預后的獨立危險因素（P均＜0.05），見表4。

表4 影響結腸癌患者預后的單因素和多因素分析

3 討論

結腸癌是常見的消化道惡性腫瘤，全球每年約有120 萬例新發病例和60 萬例死亡病例[8-9]。盡管目前結腸癌的診斷和治療方面已有了進步，但患者的生存率仍無顯著提高[10]。因此，尋找新的結腸癌診斷和預后預測的特異性生物標志物具有重要意義。

PUM 蛋白在機體中調控基因的轉錄后表達[11]。研究表明PUM1 在多種腫瘤中呈高表達，已知其表達上調與前列腺癌患者生存率降低相關[12]。Yang等[13]的研究發現PUM1 基因表達下調可抑制胰腺導管腺癌進展，低水平的PUM1 mRNA 提示患者的預后良好。Gor 等[14]的研究發現，與常規結腸癌細胞系相比，原發性和轉移性結腸癌細胞系中PUM1 mRNA 的表達水平均顯著升高。本研究發現結腸癌組織中PUM1 的陽性表達率顯著高于癌旁組織（82.22%比13.33%，P＜0.05），結腸癌組織中PUM1表達水平也顯著高于癌旁組織（P均＜0.05），這提示PUM1 在結腸組織中發揮了致癌作用。本研究還分析了結腸癌組織中PUM1 表達水平與結腸癌患者臨床病理特征的相關性，結果顯示其與有無遠處轉移、臨床分期、分化程度及有無脈管癌栓均有相關性，提示結腸癌組織中PUM1 表達水平可反映腫瘤進展程度，其過表達可能會增強結腸癌細胞增殖和侵襲能力。Kaplan-Meier 生存曲線分析結果顯示，結腸癌組織中PUM1 陽性表達患者的3年累積生存率顯著低于PUM1 陰性表達患者（58.00%比80.00%，log-rankχ2＝6.688，P＝0.010），這提示PUM1 有潛力作為預測患者預后的生物標志物。

FOXM1 是一種轉錄因子，是多條促癌信號通路的關鍵調控因子，通過轉錄激活G2/M 特異性基因網絡，在細胞增殖和細胞周期進程中發揮著關鍵作用[15-16]。研究發現FOXM1 在多種惡性腫瘤（如乳腺癌[17]、卵巢癌[18]、肺癌[19]及結腸癌[20]）中表達上調，其與腫瘤惡性程度高、耐藥及患者預后不良有關。本研究發現結腸癌組織中FOXM1 的陽性表達率顯著高于癌旁組織（74.07%比16.30%，P＜0.05），結腸癌組織中FOXM1 表達水平也顯著高于癌旁組織（P＜0.05），其作用機制可能是FOXM1通過激活Wnt/β-連環蛋白（β-catenin）信號通路促進結腸癌細胞增殖，從而參與結腸癌的發生和進展。本研究還分析了結腸癌組織中FOXM1 表達水平與結腸癌患者臨床病理特征的相關性，結果顯示其與有無遠處轉移、臨床分期、分化程度及有無脈管癌栓均有相關性，這提示FOXM1 高表達與腫瘤侵襲和轉移密切相關，推測FOXM1 有潛力作為結腸癌治療的新靶點。Kaplan-Meier 生存曲線分析結果顯示，結腸癌組織中FOXM1 陽性表達患者的3年累積生存率顯著低于陰性表達患者（60.36%比79.17%，log-rankχ2＝6.216，P＝0.013），這提示FOXM1 高表達與患者預后不良有關，分析其機制可能是FOXM1 表達升高抑制了結腸癌細胞凋亡，促進了結腸癌進展，從而影響患者的預后。

本研究的Pearson 相關性分析結果顯示，結腸癌組織中PUM1 與FOXM1 表達呈正相關 （r＝0.514，P＜0.05），推測兩者在結腸癌中可能存在正向調控機制，共同參與了結腸癌的發生和進展，并可影響患者的預后，但具體機制尚需進一步研究揭示。本研究的多因素Cox 回歸分析結果顯示，FOXM1、PUM1、遠處轉移、臨床分期及分化程度均是患者預后的獨立危險因素，這進一步證明了PUM1 和FOXM1 與患者預后不良密切相關，兩者均有潛力作為預測結腸癌患者預后的生物標志物。

綜上所述，PUM1、FOXM1 在結腸癌組織中表達均顯著升高且呈正相關，兩者與有無遠處轉移、臨床分期、分化程度及有無脈管癌栓均有相關性，且均是結腸癌患者預后的獨立危險因素。結腸癌組織中PUM1 和FOXM1 表達均有潛力作為結腸癌診斷和預測患者預后的生物標志物。