MEF2C与TUBB4A在上皮性卵巢癌组织中的表达及临床意义

李思杨 ,  刘硕 ,  曹璜 ,  郭玉琳 ,  吴绪峰 ,  马全富

武汉大学学报(医学版) ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (2) : 190 -196.

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武汉大学学报(医学版) ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (2) : 190 -196. DOI: 10.14188/j.1671-8852.2024.0989
肿瘤学研究

MEF2C与TUBB4A在上皮性卵巢癌组织中的表达及临床意义

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Expression and clinical significance of MEF2C and TUBB4A in epithelial ovarian cancer tissues

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摘要

目的 探讨肌细胞增强因子2C(MEF2C)和微管蛋白β-4A(TUBB4A)在上皮性卵巢癌组织中的表达及与临床病理学特征和预后间的关系。 方法 采用多重荧光免疫组化方法检测146例卵巢癌组织芯片中MEF2C和TUBB4A的表达,并在SKOV3细胞株过表达TUBB4A后采用CCK‑8法检测紫杉醇的细胞毒性实验。 结果 MEF2C与TUBB4A在卵巢癌组织中均有表达,表达的平均积分光密度(IOD)值分别为6.01×106、1.40×106,二者表达呈正相关(r2=0.503 5,P<0.000 1)。MEF2C的表达与卵巢肿瘤大小相关(Z=2.017,P=0.044),与患者年龄、FIGO分期、病理类型、淋巴结阳性、远处转移和复发无关(P>0.05)。TUBB4A的表达与患者有无复发、患者年龄、FIGO分期、病理类型、肿瘤大小、淋巴结阳性、远处转移均无关(P>0.05)。生存曲线显示MEF2C与TUBB4A的表达与卵巢癌患者总体生存率无关(P>0.05)。CCK‑8法证实过表达TUBB4A与MEF2C可以显著增加紫杉醇对卵巢癌细胞株半数抑制浓度。 结论 TUBB4A与MEF2C可能参与了卵巢癌的化疗耐药。

Abstract

Objective To investigate the expression of myocyte enhancer factor 2C (MEF2C) and tubulin beta-4A (TUBB4A) in epithelial ovarian cancer tissues and their relationship with clinicopathological features and prognosis. Methods Multiplex fluorescence immunehisto-chemistry was used to detect the expression of MEF2C and TUBB4A in 146 ovarian cancer tissue microarrays. After overexpressing TUBB4A in the SKOV3 cell line, the cytotoxicity of paclitaxel was assessed using the CCK‑8 assay. Results Both MEF2C and TUBB4A were expressed in ovarian cancer tissues, with average integrated optical density (IOD) values of 6.01×106 and 1.40×106, respectively, showing a positive correlation (r2=0.503 5, P<0.000 1). The expression of MEF2C was associated with tumor size (t/Z=2.017, P=0.044), but not with patient age, FIGO stage, pathological type, positive lymph nodes, distant metastasis, or recurrence (P>0.05). The expression of TUBB4A was not related to recurrence, patient age, FIGO stage, pathological type, tumor size, positive lymph nodes, or distant metastasis (P>0.05). The survival curve showed that the expression of MEF2C and TUBB4A were not associated with the overall survival rate of ovarian cancer patients (P>0.05). The CCK‑8 assay confirmed that overexpression of TUBB4A and MEF2C in ovarian cancer cells significantly increased their half maximal inhibitory concentration (IC50) of PTX. Conclusion TUBB4A and MEF2C may be involved in the chemoresistance of ovarian cancer.

Graphical abstract

关键词

上皮性卵巢癌 / MEF2C / TUBB4A / 化疗耐药

Key words

Epithelial Ovarian Cancer / MEF2C / TUBB4A / Chemotherapy Resistance

引用本文

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李思杨,刘硕,曹璜,郭玉琳,吴绪峰,马全富. MEF2C与TUBB4A在上皮性卵巢癌组织中的表达及临床意义[J]. 武汉大学学报(医学版), 2026, 47(2): 190-196 DOI:10.14188/j.1671-8852.2024.0989

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卵巢癌是女性生殖系统恶性肿瘤中死亡率最高的疾病之一,其发病率和死亡率持续上升[1],严重威胁着女性的健康和生命[1-2]。据世界卫生组织统计,2020年全球新增卵巢癌病例约313 959例,死亡病例约207 252例,5年生存率仅为30%~40%[2]。超过90%的卵巢癌是上皮性卵巢癌[3],约70%在初次诊断时就已经是中晚期,许多患者确诊时肿瘤已经发生了扩散和转移,失去了最佳治疗时机[4]。上皮性卵巢癌初次治疗后两年内约70%的病例会复发,这与卵巢癌的高度侵袭性、转移性和化疗耐药密切相关[5],即使经过规范的手术和化疗等治疗,仍有较高的复发风险。因此,深入探究卵巢癌的相关分子机制,寻找新的治疗靶点,对于提高卵巢癌患者的生存期具有重要意义。
多种分子机制参与调控卵巢癌的发生发展过程。BRCA1和BRCA2基因突变是遗传性卵巢癌的主要易感因素,其突变导致DNA修复功能缺陷而诱发肿瘤[6]。此外,PI3K/AKT、Wnt/β-catenin和Ras/MAPK等信号通路的异常激活也在卵巢癌的进展中发挥着重要作用[7]。本实验室前期采用小剂量诱导法建立了紫杉醇耐药的SKOV3/PTX30细胞,并进行了转录组测序,分析列出了耐药细胞与亲本细胞的差异基因。由于紫杉醇的靶点是微管蛋白,我们重点考察了差异基因中微管蛋白亚型的基因,发现在卵巢癌耐药细胞微管蛋白β-4A(tubulin beta-4A,TUBB4A)明显上调。进一步通过分析TUBB4A的假定启动子区域序列,列出了该区域含有的转录因子结合位点及其对应的转录因子,这些对应转录因子中肌细胞增强因子2C(myocyte enhancer factor 2C, MEF2C)也是在耐药细胞中明显上调。
MEF2C属于MADS转录因子家族,主要在肌肉细胞和心肌细胞中表达,参与肌肉细胞的生长、平滑肌的凋亡和癫痫等相关过程[8]。TUBB4A是β-微管蛋白家族的成员,在多种癌症中表达异常,并与肿瘤的侵袭性、转移能力、耐药性以及预后不良有关[9-10]。目前,关于MEF2C和TUBB4A在上皮性卵巢癌中的研究较少,其潜在的生物学功能和临床意义尚不清楚。本研究旨在探究MEF2C和TUBB4A在上皮性卵巢癌组织中的表达情况,分析其与临床病理特征之间的关系,并探讨其与卵巢癌耐药间的关系,为卵巢癌的治疗提供新的思路。

1 材料与方法

1.1 一般资料

上皮性卵巢癌组织芯片购于上海芯超公司(HOvaC151Su01),其中上皮性卵巢癌组织149例,6例组织脱靶,剩余143例组织可检测。患者年龄20~75岁,中位年龄51岁(其中1例患者年龄资料缺失)。临床特征分组:Ⅰ~Ⅱ期43例,Ⅲ~Ⅳ期100例;肿瘤直径<5 cm 20例,肿瘤直径≥5 cm 123例;淋巴结阴性109例,淋巴结阳性34例;肿瘤复发115例,未复发28例;有远处转移114例,无远处转移29例;组织类型:浆液性腺癌65例,黏液性腺癌及其他病理类型共78例。

1.2 多重荧光免疫组织化学法及图像分析

鼠抗TUBB4A单克隆抗体购于生物工程(上海)有限公司(D199401)、鼠抗MEF2C单克隆抗体购于生物工程(上海)有限公司(D199419)。组织芯片染色按照Opal Polaris 7 Color IHC DETECTION KIT(NEL871001KT)试剂盒说明书进行。简单步骤如下:烘烤组织芯片、脱蜡及水化、抗原修复、阻断内源性过氧化物酶、封闭、一抗孵育(TUBB4A 1∶100、MEF2C 1∶100)、二抗孵育、荧光染色放大信号(TUBB4A Opal Polaris 520、MEF2C Opal 690)、微波洗脱、DAPI复染、封片。组织芯片全景图像采集设备采用Phenoimager HT成像系统(硬件对应的软件Vectra Polaris 1.0.13)。其中TUBB4A蛋白显色为绿色,MEF2C蛋白显色为红色,DAPI显色为蓝色。图片拆分及放大采用Phenochart软件,积分光密度(IOD)值计算采用in Form 2.6.0软件[11]。

1.3 质粒构建

TUBB4A真核表达载体pcDNA3.1-TUBB4A:从淼灵购买的质粒(P4276)扩增TUBB4A的完整ORF序列,经XhoⅠ和EcoRⅠ酶切后克隆至pcDNA3.1(-)中;TUBB4AΔ23-108真核表达载体pcDNA3.1-TUBB4AΔ23-108:从前期构建的pcDNA3.1-TUBB4A分别扩增1-22和109-444氨基酸,使用无缝克隆试剂盒(上海生工公司)插入PmeⅠ酶切的pcDNA3.1中;带标签(Flag)的TUBB4AΔ23-108真核表达载体pcDNA3.1-Flag-TUBB4AΔ23-108:从前期构建的质粒pcDNA3.1-TUBB4A中扩增TUBB4AΔ23-108的完整ORF序列,经XhoⅠ和EcoRⅠ-HF酶切后克隆至实验室前期构建的pcDNA3.1-Flag-RERG中同时将载体中的RERG替换下来,构建带Flag的pcDNA3.1-Flag-TUBB4AΔ23-108;MEF2C真核表达载体pcDNA3.1-MEF2C-3×Flag:从淼灵购买的质粒(P54642)扩增MEF2C的完整ORF序列,经XbaⅠ和HindⅢ酶切后克隆至pcDNA3.1(-)中。分子克隆使用的引物(5'—3')序列:TUBB4A-XhoⅠ-F TCGACTCGAGACCGCCATGCGGGAGATCGTGCACCTG;TUBB4A-EcoRⅠ-R TCGAGAATTCCTAGGCCACCTCCTCCTCCGCCTCC-TCCTCGAAC;3.1Pme-F GGAGACCCAAGCTGGCTAGCGTTT;4A-fjdqs-R GACAGCGTCCACCAGCTCTGCGCCCTCCCAAAACTTGGCCCCGATCT;4A-fjdqs-F AGATCGGGGCCAAGTTTTGGGAGGGCGCAGAGCT GGTGGACGCTGTC;3.1Pme-R ACAGTCGAGGCTGATCAGCGGTTT;MEF2Flag-XbaⅠ-F TCGA-TCTAGAGGGACTATGGGGAGAAAAAAGATTCAGATT;MEF2Flag-HindⅢ-R TCGAAAGCTTTCACTACTTGTCATCGTCATC。

1.4 细胞培养、转染及细胞毒性实验

本实验所需的SKOV3细胞株由华中科技大学马丁院士慷慨馈赠,为卵巢浆液性囊腺癌细胞。在含10%胎牛血清的McCoy's 5A培养基,及含5%二氧化碳的37 ℃培养箱中培养。亲本株SKOV3以FuGENE HD试剂[FugentLLC(HD-1000)]进行转染质粒pcDNA3.1-Flag-TUBB4A、pcDNA3.1-MEF2C-3×Flag、pcDNA3.1。转染后24 h,将细胞铺至96孔板,细胞毒性实验采用CCK‑8法测定药物的半数抑制浓度(IC50)值,将2×103个细胞分别加入含0、5、10、50、100、200 nmol·L-1浓度紫杉醇(PTX,上海生工,A601183-0100)的培养基中,设6个复孔,放入37 ℃细胞培养箱中培养,24 h时向每个孔中加入10 μL CCK‑8试剂(白鲨生物,BS350A),后分别在0.5、1、2、4 h用酶标仪检测各孔在450 nm处的光密度(OD)值,取每组OD的平均值,用Graphpad Prism8软件计算出细胞株的IC50值[12]。转染后72 h,提前配制足量细胞裂解液(2×Laemmli+2% β-ME+1‰ 2 mol·L-1 DTT+1‰ 0.1 mol·L-1 PMSF)。收集细胞并进行蛋白提取,接着使用Western Blot技术检测Flag标记的TUBB4A和MEF2C蛋白的表达。具体操作包括SDS-PAGE电泳、蛋白转膜[PVDF膜孔径0.2 μm,Millipore(ISEQ00010)]、抗体孵育[一抗为抗-Flag抗体(上海生工D110005),二抗为辣根过氧化物酶标记的抗兔抗体(上海生工D110058)]以及化学发光检测(ECL发光液(白鲨生物BL520A);发光仪(BG-gdsAUTO 710 MINI))。通过这一系列步骤,得以分析两种质粒在SKOV3/PTX30细胞中的表达情况。

1.5 统计学方法

应用SPSS 26.0统计软件分析数据,定量资料符合正态分布的以均数±标准差(x¯±s)表示,组间差异性的分析采用t检验;非正态分布以中位数(四分位数间距)[M(P25,P75)]表示,组间差异性分析采用非参数秩和检验。使用交叉表分析和卡方检验方法分析数据,以P<0.05为差异具有统计学意义。散点图、生存曲线图采用GraphPad Prism 9.0绘制。

1.6 伦理学审查

本研究已通过湖北省妇幼保健院医学伦理委员会审查。

2 结果

2.1 TUBB4A及MEF2C在上皮性卵巢癌中的表达及二者的相关性

TUBB4A及MEF2C在上皮性卵巢癌组织中均有表达,分别以上皮性卵巢癌患者的TUBB4A及MEF2C的IOD值中位数为界限,小于中位数组为低表达组,大于中位数为高表达组。其中MEF2C、TUBB4A在卵巢癌组织中表达平均IOD值分别为6.01×106、1.40×106。在上皮卵巢癌组织中,MEF2C的表达与TUBB4A表达呈正相关(r2=0.503 5,P<0.000 1)。见图1。

2.2 上皮性卵巢癌组织中TUBB4A及MEF2C的表达与临床病理学参数间的关系

经统计分析,以表达水平的中位数为分组依据时,以上临床特征无统计学意义。受限于样本量及样本组间分布数量不均衡,高表达组及低表达组样本数量差距大,考虑探索分组方式改为四分位数分组以平衡组间样本量差距,取前1/4的为高表达组,另3/4为低表达组,可以得出TUBB4A的表达与患者复发有显著相关性(P=0.049)。同时,发现MEF2C的表达强度与肿瘤大小显著相关,在肿瘤直径≥5 cm的卵巢癌组织中,MEF2C的表达水平明显高于肿瘤直径<5 cm的卵巢癌组织(P<0.05)。然而,MEF2C与患者的FIGO分期、病理类型、有无复发、淋巴结状态、年龄及是否有远处转移均无显著相关性(P>0.05),见表1。

2.3 TUBB4A及MEF2C的表达与上皮性卵巢癌患者术后生存率的关系

经统计分析,MEF2C与TUBB4A的表达与卵巢癌患者的术后生存率无明显相关性,差异无统计学意义(P>0.05),见图2A、2B。

2.4 TUBB4A、MEF2C与耐药的相关性

实验室前期转录组测序结果中TUBB4A、MEF2C在SKOV3紫杉醇耐药细胞中上调,进一步分析测序结果发现上调的TUBB4A转录本缺少对应氨基酸Δ23-108的编码序列,因此我们使用Δ23-108表示缺少的序列。在SKOV3亲本株细胞中,过表达pcDNA3.1-Flag-TUBB4AΔ23-108,并使用pcDNA3.1空载体作为对照组。CCK‑8结果显示,在SKOV3亲本细胞中过表达TUBB4A和MEF2C后,实验组的IC50显著高于对照组,见图3A、3C。Western Blot结果发现,与对照组相比TUBB4A、MEF2C过表达显现出Flag条带而对照组不显示Flag条带,说明成功将TUBB4A、MEF2C在SKOV3中过表达,见图3B、3D。

3 讨论

微管蛋白是细胞骨架的重要组成部分,不仅参与维持细胞形态和功能,还涉及细胞分裂、信号传导和细胞迁移等关键生物学过程[13]。近年来,研究[14-15]发现微管蛋白在多种癌症中表达异常,并与肿瘤的发生发展和治疗密切相关。多种癌症中,微管蛋白亚型的异常表达与肿瘤的侵袭性、转移能力、耐药性以及预后不良有关[16]。例如,β-微管蛋白亚型TUBB3的过表达与肾癌细胞的高级别组织学、不良预后、P53表达和癌症干细胞标志物相关[17]。此外,微管蛋白还是多种抗癌药物的作用靶点,例如紫杉醇和长春碱类药物,它们通过与微管蛋白结合,抑制细胞分裂,从而达到抗癌作用[15, 18]。因此,微管蛋白及其调控机制已成为癌症耐药研究的热点之一。

TUBB4A是β-微管蛋白家族的成员,已被证实在多种癌症的发展中发挥作用[17, 19],TUBB4A的表达水平与肿瘤的侵袭性和转移能力相关[9]。在黑色素瘤中,TUBB4A作为预后生物标志物,其高表达水平与患者总体生存率降低相关[20]。体外实验[20]表明,抑制TUBB4A的表达阻止黑色素瘤细胞的增殖和迁移,揭示了其在肿瘤生长和转移中的作用。在前列腺癌中,TUBB4A与MYH9相互作用,保护细胞核在细胞迁移过程中不受损害,并通过GSK3β/β-catenin信号通路促进癌症进展[9]。在结直肠癌中,TUBB4A的表达上调与肿瘤的分期和转移相关,且TUBB4A的高表达预示患者预后不良。此外,TUBB4A还可能参与肿瘤血管生成,为肿瘤生长提供营养物质和氧气[21]。这些发现强调了TUBB4A作为诊断和治疗过表达TUBB4A癌症的潜在靶点的可能性。

MEF2C是MADS转录因子家族成员之一,主要在肌肉细胞和心肌细胞中表达,参与肌肉细胞的生长、平滑肌的凋亡和癫痫等过程[8]。近年来的研究[22-23]表明,MEF2C与多种神经精神疾病的发展有关,包括孤独症谱系障碍(ASD)、癫痫、精神分裂症和阿尔茨海默病(AD)。在癌症领域,MEF2C的作用也日益受到关注。它在肝细胞癌中的表达通过血管内皮生长因子和Wnt/β-catenin信号通路调节肿瘤的发展[24]。此外,MEF2C在T细胞急性淋巴细胞性白血病中作为潜在的致癌基因,通过影响NKX2-1和MEF2C的表达,可能在肿瘤的发生中起作用[25]。MEF2C的表达水平与肿瘤的增殖、侵袭、转移等特征相关[26]。此外,MEF2C还可能参与肿瘤细胞的耐药机制[27-28]。

目前,二者在卵巢癌研究较少,本研究通过多重荧光免疫组化技术检测了MEF2C和TUBB4A在卵巢癌组织中的表达情况,发现TUBB4A在肿瘤直径较大的卵巢癌组织中表达显著升高,MEF2C的表达与肿瘤复发相关,且MEF2C和TUBB4A的表达呈正相关,提示两者可能协同参与卵巢癌的发生发展,可能成为癌症治疗的新靶点。

TUBB4A的表达与肿瘤大小相关,提示其可能参与卵巢癌的侵袭和转移过程。研究[29]表明,微管蛋白是细胞骨架的重要组成部分,参与细胞分裂、细胞迁移等重要生命活动。TUBB4A作为微管蛋白的一种亚型,其表达水平的升高可能导致微管结构改变,进而影响细胞的运动能力和侵袭能力,促进肿瘤细胞的扩散和转移[19]。MEF2C作为一种转录因子,可以调控多种基因的表达,参与细胞的分化、生长和凋亡等过程[30]。在肿瘤发生过程中,MEF2C的表达异常可能导致相关基因的表达失衡,进而影响细胞的正常功能,促进肿瘤的发生发展[31]。这些肿瘤生物学行为与肿瘤复发密切相关。虽然TUBB4A的表达与患者复发按照表达量中位数分组方式无统计学差异,但是根据我们的研究发现,如果将分组方式改为四分位数,取前1/4作为高表达组,另3/4为低表达组,可以得出TUBB4A的表达与患者复发有显著相关性(P<0.05)。据此推测TUBB4A的表达需要高到一定的程度,才与患者复发有显著相关性。

MEF2C和TUBB4A的表达呈正相关,提示两者可能协同参与卵巢癌的发生发展。使用JASPAR工具(https://jaspar.elixir.no/)[32]分析发现TUBB4A的启动子区域内有转录因子MEF2C的结合位点,推测MEF2C可能调控TUBB4A的表达,影响微管结构,进而影响细胞的运动能力和侵袭能力,促进肿瘤细胞的扩散和转移。此外,MEF2C和TUBB4A还可能通过其他途径协同作用,例如影响肿瘤血管生成[33]、调节细胞凋亡等,共同促进肿瘤的恶性进展。

本研究的局限性在于样本量相对较小,且未进行充分功能学研究,无法明确MEF2C和TUBB4A在卵巢癌发生发展中的具体作用机制。未来研究可以进一步探究MEF2C和TUBB4A在卵巢癌发生发展中的作用机制,为卵巢癌的诊断和治疗提供新的靶点和思路。

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基金资助

湖北省自然科学基金面上项目(2023AFB1064)

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