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锦州医科大学学报2023Feb.44(1)JJinzhouMedicalUniversity1ACE2、PRR和AT2R在肾癌干细胞中的表达1,21孙爱军,佟明(1?锦州医科大学附属第一医院,辽宁锦州121000;2?鞍山市肿瘤医院,辽宁鞍山115000)摘要:目的探讨肾素-血管紧张素系统(renin-angiotensinsystem,RAS)成分在肾透明细胞癌(renalclearcellcarci⁃noma,RCCC)中的肿瘤干细胞(cancerstemcells,CSCs)上的表达情况,为RAS抑制剂治疗RCCC提供理论依据。方法选出既有石蜡标本又有新鲜冷冻标本的RCCC组织样本。对样本的RAS成分:肾素(Renin)、肾素原受体(proreninrecep⁃tor,PRR)、血管紧张素转换酶(angiotensin-convertingenzyme,ACE)、血管紧张素转换酶2(angiotensin-convertingenzyme2,ACE2)和血管紧张素II受体(angiotensinIIreceptor,AT2R)行免疫组化染色。用OCT4或KLF4作为CSCs标志物分别和以上RAS成分进行免疫荧光共染色或免疫组化双染色。采用WesternBlot和RT-qPCR技术定量研究RCCC组织样本中这些RAS组分的蛋白和基因表达情况。结果免疫组化染色显示,35份RCCC样本中分别有31份、33份和33份表达肾素、PRR和ACE2。所有35份样本均表达AT2R,ACE只在正常组织血管的内皮细胞中表达。双免疫组化双染色显示ACE2定++位于KLF4CSCs上,肾素不表达在CSCs上。免疫荧光染色显示PRR和AT2R定位于OCT4CSCs上。WesternBlot证实除了肾素外,以上RAS的蛋白成分都有表达。RT-qPCR显示了所有RAS组分的转录表达,但AT2R未见表达。结论RCCC中CSCs表达PRR、ACE2和AT2R,通过靶向CSCs调控RAS可能成为一种新的治疗RCCC的方法。关键词:肾透明细胞癌;肾素-血管紧张素系统;肿瘤干细胞中图分类号:R737文献标志码:A文章编号:2096-305X(2023)01-0001-07DOI:10.13847/j.cnki.lnmu.2023.01.019ExpressionofACE2,PRRandAT2RinRenalCarcinomaStemCells1,21SunAijun,TongMing(1?TheFirstAffiliatedHospitalofJinzhouMedicalUniversity,Jinzhou121000China;2?AnshanCancerHospital,Anshan111500China)Abstract:ObjectiveToinvestigatetheexpressionofrenin-angiotensinsystem(RAS)componentsoncancerstemcells(CSCs)inrenalclearcellcarcinoma(RCCC)andtoprovideatheoreticalbasisforRASinhibitorstotreatRCCCsurvivalofpatients.MethodsRCCCtissuesampleswithbothparaffinandfreshfrozenspecimenswereselected.Immunohistochemicalstainingwasper⁃formedforRAScomponentsofrenin,proreninreceptor(PRR),angiotensin-convertingenzyme(ACE),angiotensin-convertingen⁃zyme2(ACE2)andangiotensinIIreceptor(AT2R).OCT4orKLF4wereusedasCSCsmarkersforimmunofluorescenceco-stainingorimmunohistochemicaldoublestainingwiththeaboveRAScomponents.WesternBlotandRT-qPCRwereusedtoquantitativelystudytheproteinandgeneexpressionsoftheseRAScomponentsinRCCCtissuesamples.ResultsImmunohistochemicalstainingshowedthat31,33and33of35RCCCsamplesexpressedrenin,PRRandACE2,respectively.All35samplesexpressedAT2R,whileACEwasonlyexpressedinendothelialcellsofbloodvesselsinnormaltissue.DoubleimmunohistochemicalstainingshowedthatACE2was+locatedonKLF4CSCs,whilereninwasnotexpressedonCSCs.ImmunofluorescencestainingshowedthatPRRandAT2Rwereloca⁃+tedonOCT4CSCs.WesternBlotconfirmedthatalltheproteincomponentsofRASwereexpressedexceptrenin.RT-qPCRshowedtranscriptionalexpressionofallRAScomponents,butnoexpressionofAT2R.ConclusionInRCCC,CSCsexpressedPRR,ACE2andAT2R.RegulationofRASbytargetingCSCsmaybeanewtherapeuticapproachforRCCC.Keywords:renalclearcellcarcinoma;renin-angiotensinsystem;cancerstemcells[1]肾细胞癌(renalcellcarcinoma,RCC)是泌癌(RCCC)发生的比例最高。目前,RCCC的尿系统最常见的恶性肿瘤之一,其中以肾透明细胞治疗效果仍取决于肿瘤的临床分期和分级。局灶性基金项目:辽宁省自然科学基金指导项目,项目编号:20170540401。作者简介:孙爱军(1982),男,辽宁鞍山人,副主任医师,硕士学位,主要研究方向为肾癌的发生机制及治疗。通讯作者:佟明(1967),男,辽宁锦州人,教授,博士学位,主要研究方向为泌尿系统肿瘤及治疗。
12锦州医科大学学报2023年2月,44(1)肿瘤可通过部分或全肾切除术方式治疗,而传统化HRP标记的二抗室温下孵育1h,DAB进行显色,疗和放射疗法的作用很小。而且,以上治疗的疗效苏木精复染细胞核,中性树胶封片,显微镜下观察[2]均存在较大差异性。近年来,肿瘤干细胞并拍照。同时,将上述肾素和ACE2抗体以相同的(CSCs)的研究为肿瘤的发生理论以及治疗提供了稀释浓度分别与KLF4(1∶200)进行免疫组化双一个崭新的视野。研究证明在RCCC中存在CSCs,标染色,观察肾素和ACE2在CSCs中的共定位情并具有降低放疗和化疗治疗中RCCC的抵抗或耐药况,二抗标记染色。DAB和AEC显色试剂进行显[3]作用。最近,在RCCC中发现了CSCs的亚群,色。其表达转录因子NANOG、OCT4、SOX2、KLF4和1?3免疫荧光双标染色[4]c-MYC等干细胞相关标记物。此外,CSCs在许干细胞标志物OCT4分别与上述RAS成分进多类型的癌症中都表达肾素-血管紧张素系统行共免疫荧光双标染色,观察RAS成分和OCT4(RAS)成分。其中肾素、肾素原受体(PRR)、在CSCs上的定位表达情况。一抗采用上述免疫组血管紧张素转换酶(ACE)、ACE2、血管紧张素II化染色中检测RAS抗体成分相同的浓度进行,分受体1(AT1R)和血管紧张素II受体2(AT2R)别与OCT4(1∶300)于4℃冰箱内孵育过夜。二[5]都与癌症的发生有关。本研究拟观察RAS成分抗采用免疫荧光标记的抗鼠DyLight488和抗兔Al⁃在RCCC以及CSCs细胞中的表达情况,为进一步exaFluor594(1∶500)。激光共聚焦显微镜下观寻找靶向RAS途径的新治疗方案,改善RCCC疾察并拍照。病提供参考依据。1?4图像获取与免疫组织化学染色评估采用显微镜、数码相机以及系统自带软件对免1实验材料与方法疫组化染色玻片进行拍照获取图片。免疫荧光染色1?1RCCC组织样本和试剂仪器采用生物共聚焦激光扫描显微镜观察成像,系统软选取RCCC患者的石蜡样本和低温冻存的样件进行计算处理。所有免疫组化/荧光图像的评估本,18例来自女性,17例来自男性,年龄37~88均由两名研究人员独立进行,采用盲测法,即评估岁(平均65?8岁),肿瘤分级全部为2~3级,分人员对患者的临床病理和预后数据均不知情。当染期T~T,都没有淋巴远处转移。所选取的患者样色评估出现分歧时,由两名专家重新检查切片最终13本均是首次发病且术前未经过药物或放化疗。组织达成一致意见。标本再次由两名有经验的病理学医师仔细分析,最1?5RT-qPCR分析终确定肿瘤的组织类型。兔抗renin、PRR、ACE、取冷冻RCCC组织样本,使用组织匀浆器对每ACE2、AT2R、α-tubulin抗体,鼠抗OCT4抗体,个样本进行快速冷冻组织匀浆处理。然后,用TR⁃山羊抗KLF4抗体,AEC显示试剂(红),DAB显Izol溶液提取总RNA。脱氧核糖核酸酶消化。使用色试剂(棕),HRP标记山羊抗兔IgG,HRP标记分光光度计对RNA进行定量。逆转录成cDNA,驴抗兔IgG,抗鼠DyLight488,抗兔AlexaFluor将目的基因进行转录扩增,反应条件:94℃预变594均购于北京博奥森公司。RNeasyMini试剂盒,性2min,94℃30s,55℃30s,72℃30s,总GAPDH、PUM1、UHR、ECL显色试剂盒、BCA试共循环50次。基因表达内参基因为GAPDH和剂盒、RT-PCR试剂盒、RNAseA购于北京天恩泽PUM1。人组织的总RNA(UHR)作为RNA参考-△△Ct公司。设备有石蜡切片机、组织匀浆器、PCR仪、值,用作2分析的校正基值。使用2%琼脂糖BX53显微镜、微孔板酶标仪、激光共聚焦显微镜、凝胶电泳和ImageLab6?0软件进行分析。计算Re⁃分子成像系统、分光光度计。nin、PRR、ACE、AT1R及AT2RmRNA的相对表1?2组织学及免疫组化染色达量。RCCC石蜡样本行4μm厚连续切片,HE染色各种基因的引物序列(5′→3′):观察,再次确定肿瘤类型。60℃下烤片,用二甲Renin:上游TACTACAGCCGGAACTCTCC,下苯脱蜡和乙醇复水。用pH=6?0的柠檬酸钠缓冲液游TGATTCTGCCAGTACCCACTC;修复抗原。用0?3%过氧化氢阻断内源性过氧化物PRR:上游TGCCATCATGAAGCCAGAGA,下酶活性10min,然后用5%BSA血清阻断30min。游CATCGCAGTCTCCAAGAAGC;组织分别与相应的一抗孵育:肾素、PRR、ACE、ACE:上游ACCTGGTGACTGATGAGGCT⁃ACE2和AT2R(1∶200),4℃冰箱过夜。次日用GAG,下游TTGCTGGTCTCTGTGGTGATGTTG;
2孙爱军,等:ACE2、PRR和AT2R在肾癌干细胞中的表达3ACE2:上游AAGCCATTTCCCATCC,下游CC。免疫组化染色显示31例RCCC样本肾素呈弱TCATCAACAGCTCCAC;~中度胞浆染色(见图1A)。有33例显示PRR呈AT1R:上游AGATTGTCTCAGCCAGCGTCAG;胞浆表达,染色强度不同(见图1B)。在所有样本下游GCTACAAGCATTGTGCGTCGAAG;AT2R:上中,ACE均在正常血管的内皮处表达,而在肿瘤游TCTGACCTTCCTGGATGCTCTGG;下游CTGCG⁃组织内均未见表达(见图1C)。在33例样本中GAGCTTCTGTTGGAACC;ACE2表现为非均质的膜染色,其中有28例带有GAPDH:上游TGAAGGTCGGTGTGAACG,下颗粒状胞浆染色(见图1D)。AT2R在全部肿瘤样游TTGAACTTGCCGTGGGTA;本中均表达,染色模式表现为胞浆染色,其中23PUM1:上游GAAAGGCAACCAGCAGAGTC;例有个别核染色(见图1E)。下游CTGGAGTCAAGCCAGACACA。表135例肾透明细胞癌患者的临床一般资料1?6WesternBlot检测项目n百分率(%)另取冷冻RCCC样品置于冷的缓冲液中,研磨性别男1748?60提取总蛋白,BCA试剂盒蛋白定量。20μg总蛋白女1851?40通过聚丙烯酰胺凝胶电泳分离,然后转移到聚二氟肿瘤分级2期1645?70乙烯膜。使用PRR、ACE、ACE2、AT2R和α-微3期1954?30管蛋白一抗(1∶500)进行孵育。PRR、ACE和肿瘤分期T1N0M0514?30ACE2采用辣根过氧化物酶(HRP)标记山羊抗兔T2N0M01851?40二抗(1∶500),AT2R用HRP标记的驴抗兔IgG,T3N0M01234?30α-微管蛋白用AlexaFluor488标记的驴抗鼠(1∶现状生存2674?301000)进行检测。ECL进行显色,ImageLab6?0死亡925?70软件对条带进行检测和分析。2?2ACE2、PRR、AT2R和Renin在CSCs中共表1?7统计学方法达情况对于满足正态性、方差齐性多组数据间比较,+免疫组化双染显示RCCC组织样本中,KLF4采用方差分析(ANOVA)。对于不符合正态性或方+的CSCs上未见肾素表达(图2A)。而KLF4的差不齐的数据采用非参数的单因素方差分析并行KCSCs中ACE2也同时呈阳性表达(见图2B)。阳-W检验。两两比较采用事后t检验,以P<0?05性对照显示肾素在支气管中为胞浆染色阳性(见为差异有统计学意义。图3A),ACE2在肾脏中呈胞浆染色阳性(见图2结果3B),KLF4在结肠上皮中为核染色阳性(见图3C)。同型阴性对照在支气管、肾脏和结肠均未见2?1肾素、ACE2、PRR和AT2R在RCCC中免疫染色(见图3D~F)。免疫荧光染色显示,在RC⁃组化表达+CC组织样本中,OCT4的CSCs胞浆中可见PRR对35例RCCC患者的临床一般资料进行分析,表达于胞浆中(见图4A),AT2R主要表达于性别、年龄、肿瘤分级和分期都没有统计学差异,+OCT4的CSCs胞核内(见图4B)。见表1。经HE染色证实选取的所有组织样本均为RC⁃
34锦州医科大学学报2023年2月,44(1)A:肾素,表达在肿瘤细胞胞浆中,呈棕色染色;B:PRR,肿瘤细胞胞浆呈棕色染色;C:ACE,肿瘤内未见表达;D:ACE2,主要表达在肿瘤细胞的胞膜和胞浆中;E:AT2R,表达在肿瘤细胞的胞浆和胞核中;F:同型阴性对照,标尺:20μm图1肾透明细胞癌组织免疫组化图像++A:KLF4(棕色)的CSCs上不表达肾素(红色);B:KLF4(棕色)的CSCs表达ACE2(红色),标尺:20μm图2CSCs免疫组化双染色图A:肾素阳性对照,人支气管(红色);B:ACE2阳性对照,肾脏(红色);C:KLF4阳性对照,结肠上皮(棕色);D:同型阴性对照显示支气管(无红色);E:同型阴性对照肾脏;F:结肠上皮无染色(无棕色),标尺:20μm图3CSCs免疫组化双染色阳性和阴性对照图
4孙爱军,等:ACE2、PRR和AT2R在肾癌干细胞中的表达5+A:PPR(红色)和OCT4(绿色)共表达于CSCs上;B:OCT4(绿色)CSCs上同时有AT2R表达(红色),标尺:20μm图4CSCs免疫荧光双标染色图2?3Renin、PRR、ACE、ACE2和AT1R基因表达与健康人的UHR相比,肾素mRNA水平升高(见图5)。35份RCCC组织样本中有30份检测到肾素。其中5个样本的表达水平与健康UHR相当,而其他25个样本高于健康UHR的表达水平。只有6个样本检测到AT1R。在健康的UHR中检测到AT2R,然而所有RCCC样本中均未检测到AT2R。PCR产物凝胶电泳特异性扩增图,可观察到符合预期大小的扩增条带,见图6。图5RT-qPCR检测肾素、PRR、ACE、ACE2、AT1R和AT2R基因表达A:肾素;B:PRR;C:ACE;D:ACE2;E:AT1R;F:AT2R;G:GAPDH;H:PUM1;1~6列为各组织样本;UHR:人通用RNA内参;Pos:阳性对照;NTC:无模板对照图6RT-qPCR扩增RCCC组织样本RAS成分mRNA的表达2?4RCCC中PRR、ACE、ACE2和AT2R免疫印个样品在195kDa位置上检测到ACE表达(见图迹表达7B)。所有RCCC中有31个在110kDa位置检测到WesternBlot显示在RCCC组织样本表达了ACE2表达(见图7C)。在所有样本中,有30个PRR、ACE、ACE2和AT2R蛋白,表现为在PRR、样本在约为48kDa的位置检测到了AT2R表达ACE、ACE2和AT2R的预期分子量位置出现了目(见图7D)。用各种抗体对肾素进行免疫印迹检标条带(见图7)。其中PRR在所有样本的21kDa测,未能观察到单一的特异性条带。α-微管蛋白位置上表达,部分样本发现在35kDa位置上有全在每个样品中的总蛋白载量基本相同。长同型跨膜结构的表达。在35个RCCC中,有32
56锦州医科大学学报2023年2月,44(1)A:PRR(红色);B:ACE(红色);C:ACE2(红色);D:AT2R(红色);E:α-Tubulin(红色)图7肾透明细胞癌组织中PRR,ACE,ACE2,AT2R表达的免疫印迹图[7]文献的报道相一致。免疫印迹中发现在48kDa3讨论的位置处检测到AT2R,这比41kDa的AT2R理论本研究证实了在RCCC中可以检测到RAS的5分子量更大,原因应该是其存在糖基化形式。通过[8]种成分即:肾素、PRR、ACE2、AT1R和AT2R,同型对照试验证实了额外的非特异性带的出现。+其中PRR、ACE2和AT2R定位于RCCC中表达免疫组化双染色显示KLF4的CSCs表达[5]OCT4、KLF4的CSCs上。这些结果为RAS与肾ACE2,即KLF4和ACE2共表达。免疫荧光共染色+脏癌变之间的关联提供了较直接的证据。免疫组化显示PRR和AT2R定位于RCCC中的OCT4的染色显示:全部的RCCC组织标本中均有AT2R表CSCs上。免疫组化双染色未见肾素表达,这可能达,大部分标本中有Renin、PRR、ACE2表达。是由于KLF4过染,可能掩盖了单一免疫组化染色对冷冻保存的RCCC标本进行免疫印迹和RT-显示的肾素弱染色。也可能是由于抗体相互作用干qPCR检测,证实了免疫组化染色检测到的PRR和扰了单一免疫组化染色。ACE2蛋白的mRNA水平上的表达。在部分样本我们没有在肿瘤内部检测到ACE,然而,在中,免疫印迹法证实了AT2R的表达,然而RT-周围正常的血管组织中却能检测到它,这与其他人[8]qPCR法却未检测到AT2R的mRNA表达。免疫印的报道一致。这提示在RCCC中ACE功能缺失,迹法未检测到肾素表达,但是用RT-qPCR却证实但这也并不排除ATI向ATII的局部转化的可能。了其转录水平上有表达。我们发现PRR在免疫印因为有一些酶,如乳糜酶可以促进或构成RAS的[9]迹条带上出现在21kDa和35kDa位置上,而PRR旁路转化途径。预期印迹条带(分子量)包括大约28kDa的可溶在RCCC中ACE2的表达表明ACE、ACE2表[6]性亚型和35kDa的跨膜形式。又由于21kDa条达与生存期无显著相关性。然而,本研究有限的样带在阴性对照和兔IgG同型对照中均未能检测到,本量限制了我们的研究与存活率的相关性分析。最所以免疫印迹法检测到的21kDa条带表明PRR蛋近的一项研究也发现,在RCCC中ACE2表达增[10]白可能是以降解的形式存在。通过进一步的分析,加,并且表达增加与生存率提高相关。这些发我们认为免疫印迹法和RT-qPCR法检测的ACE表现也在其他的研究中有所反映,其中RCCC中[11]达结果反映的可能是免疫组化染色中所见的正常血ACE2的下调与生存率较差相关。管组织的表达,而不是肿瘤本身的表达。如免疫印此外,通过免疫组化和免疫荧光染色,在迹所示,表达ACE的样本同时也表达ACE2,这与CSCs的细胞质和细胞核中均发现了g偶联跨膜蛋
6孙爱军,等:ACE2、PRR和AT2R在肾癌干细胞中的表达7白AT2R。这表明AT2R作为跨膜蛋白和核受体在24(1):99-104.功能上存在不同的定位。有人认为,AT2R的核定[5]ClaraJA,MongeC,YangY,etal.Targetingsignallingpath⁃waysandtheimmunemicroenvironmentofcancerstemcells—a位可能通过转录调控放大膜性AT2R的作用或调节clinicalupdate[J].NatRevClinOncol,2020,17(4):204[12]膜性AT2R的激活。免疫印迹检测到AT2R表达-232.较弱,而RT-qPCR则没检测到AT2R。这可能是[6]ShenCY,YangC,XiaB,etal.Longnon-codingRNAs:E⁃由于本研究使用的RT-qPCR引物可能没有完全覆mergingregulatorsforchemo/immunotherapyresistanceincancer盖AT2R所有可能的剪接变异体。另外,mRNA降stemcells[J].CancerLett,2020,11:244-252.[7]YangL,ShiP,ZhaoG,etal.Targetingcancerstemcellpath⁃解可能导致了AT2RmRNA的缺失从而造成检测不waysforcancertherapy[J].SignalTransductTargetTher,到。在RCCC中检测到AT2R的低水平表达也与2020,5(1):8-18.AT2R对癌症的保护作用相一致,但是具体的原因[8]KilmisterEJ,PatersonC,BraschH,etal.Theroleofthere⁃[13]和机制仍需要进一步研究。nin-angiotensinsystemandvitaminDinkeloiddisorder—are⁃由于同时具有新鲜冷冻组织标本和石蜡标本的view[J].FrontSurg,2019,6:67-75.[9]SiljeeS,PilkingtonT,BraschHD,etal.Cancerstemcellsin样本不是太多,最终导致本研究的样本数量不是很headandneckmetastaticmalignantmelanomaexpresscompo⁃充分。对肿瘤的亚群进一步分析和研究则需要收集nentsoftherenin-angiotensinsystem[J].Life,2020,10更大的样本量。最后,本研究结果提示通过调控(11):268-276.RAS成分,CSCs有可能成为一个新的潜在的治疗[10]SayginC,MateiD,MajetiR,etal.Targetingcancerstem⁃靶点。nessintheclinic:fromhypetohope[J].CellStemCell,2019,24(1):25-40.参考文献:[11]NarayananA,WickremesekeraSK,vanSchaijikB,etal.Cancerstemcellsinlivermetastasisfromcolonadenocarcinoma[1]CatarataMJ,RibeiroR,OliveiraMJ,etal.Renin-angiotensinexpresscomponentsoftherenin-angiotensinsystem[J].Jsysteminlungtumorandmicroenvironmentinteractions[J].CancerMetastasisTreat,2019,5:36-44.Cancers,2020,12(6):1457-1463.[12]SchaijikBV,DavisPF,WickremesekeraAC,etal.Subcellu⁃[2]FeatherstonT,BraschHD,SiljeeSD,etal.CancerStemCellslarlocalisationofthestemcellmarkersOCT4,SOX2,inHeadandNeckCutaneousSquamousCellCarcinomaExpressNANOG,KLF4andc-MYCincancer:Areview[J].JClinCathepsins[J].PRSGlobOpen,2020,8(8):e3042-Pathol,2018,71(1):88-91.e3983.[13]FattoreL,RuggieroCF,PisanuME,etal.Reprogramming[3]FengH,WeiX,PangL,etal.PrognosticandImmunologicalmiRNAsglobalexpressionorchestratesdevelopmentofdrugre⁃ValueofAngiotensinConvertingEnzyme2inPan-Cancer[J].sistanceinBRAFmutatedmelanoma[J].CellDeathDiffer,FrontMolBiosci,2020,7:189.2019,26(7):1267-1282.[4]GurelC,InetasG,HortuI,etal.Cancerandcancerstem收稿日期:2022-09-24cells:Newmolecularperspectives[J].CritRevOncog,2019,
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