同源框CUT样蛋白1、热休克蛋白90在脑胶质瘤中的表达及对患者预后的影响

仝照磊，王琳，高海锋

1新乡市第二人民医院神经内科，河南 新乡 453002

2河南省人民医院神经外科，郑州 450003

3西北大学附属医院/西安市第三医院神经外科，西安 710018

脑胶质瘤是临床上常见的原发性脑肿瘤，患者具有预后差、生存期短、复发率高的特点。脑胶质瘤的发生也是一个多阶段的发展过程，基因水平决定了脑胶质瘤的发生和发展。对脑胶质瘤的相关基因及其发病机制和分子机制的深入研究，将为发现新的分子疗法和靶向疗法提供基础。转录调节因子同源框CUT样蛋白1（cut-like homeobox protein-1，CUX-1）是同源框家族的成员，主要位于大脑皮层的上层，与多种疾病的发生发展密切相关。鉴于脑胶质瘤细胞具有无限复制和增殖潜力，CUX-1可能与脑胶质瘤的进展和发病机制有关。基因组拷贝分析还表明，CUX-1染色体基因座（7q22）在高级别脑胶质瘤中显著扩增，这也为本研究的开展提供了理论上的可行性。热休克蛋白 90（heat shock protein 90，HSP90）是一种应激蛋白，其表达增加与肿瘤的发生、发展和侵袭密切相关，但其与脑胶质瘤临床特征的关系尚不清楚。本研究旨在探讨CUX-1、HSP90与脑胶质瘤临床特征的关系及其对患者预后的影响，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2017年1月至2020年1月于新乡市第二人民医院治疗的脑胶质瘤患者。纳入标准：①经病理组织学检查确诊；②接受手术切除，且组织保存完整；③术前未行放化疗等抗肿瘤治疗。排除标准：①临床随访资料不完整；②合并其他系统恶性肿瘤；③合并免疫系统疾病、血液系统疾病等其他严重疾病。根据纳入与排除标准，共纳入86例脑胶质瘤患者作为观察组，其中男51例，女35例；平均年龄（51.14±9.97）岁；体重指数（body mass index，BMI）（22.19±2.60）kg/m。同时选取40例因颅脑外伤行额叶减压手术患者作为对照组，其中男22例，女 18例；平均年龄（53.01±8.15）岁；BMI（22.03±1.97）kg/m。两组患者性别、年龄、BMI比较，差异均无统计学意义（

P

＞0.05），具有可比性。收集脑胶质瘤患者的脑胶质瘤组织（WHO分级为Ⅰ～Ⅳ级）和因颅脑外伤行额叶减压手术患者的脑组织标本。

1.2 蛋白质印迹（Westernblot）法检测方法

两组患者的组织标本在玻璃匀浆器中压碎，在冰浴下加入裂解液30 min，转移到离心管中，以10 000 r/min在4℃下离心5 min，取上清，使用二喹啉甲酸（bicinchoninic acid，BCA）测定蛋白浓度。常规电泳，转膜，密封后加入CUX-1一抗和HSP90一抗（1∶2000，购自武汉三鹰公司），4℃静置过夜，洗膜，使用辣根过氧化物酶标记的二抗（1∶2500，购自美国Cell Signaling公司），室温孵育1 h，磷酸盐缓冲液（phosphate buffered solution，PBS）洗膜3次，吸取等量的超敏检测试剂盒A和B[购自赛默飞世尔科技（中国）有限公司]，均匀滴在聚偏二氟乙烯膜（polyvinylidene fluoride，PVDF）膜上进行化学发光显影，检测CUX-1、HSP90蛋白的表达水平，以CUX-1/HSP90与甘油醛-3-磷酸脱氢酶（glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase，GAPDH）的比率为相对表达量。

1.3 随访

采用门诊、电话等随访方式了解患者预后情况，随访截至2021年5月。

1.4 统计学方法

2 结果

2.1 CUX- 1、HSP90蛋白相对表达量的比较

观察组患者CUX-1、HSP90蛋白相对表达量均明显高于对照组，差异均有统计学意义（

P

＜0.01）。（表1、图1）

表1 两组患者CUX- 1、HSP90蛋白相对表达量的比较（±s）

图1 Western blot法检测脑组织中CUX- 1、HSP90蛋白表达水平

2.2 不同临床特征脑胶质瘤患者脑胶质瘤组织中CUX- 1、HSP90蛋白相对表达量的比较

不同性别、年龄、肿瘤直径及肿瘤部位的CUX-1、HSP90蛋白相对表达量比较，差异均无统计学意义（

P

＞0.05）；WHO分级中Ⅲ～Ⅳ级CUX-1、HSP90蛋白相对表达量均明显高于Ⅰ～Ⅱ级，差异均有统计学意义（

t

=12.394、9.156，

P

＜0.01）。（表2）

表2 不同临床特征脑胶质瘤患者脑胶质瘤组织中CUX- 1、HSP90蛋白相对表达量的比较（ n=86）

2.3 CUX- 1、HSP90蛋白相对表达量与预后的关系

以脑胶质瘤患者脑胶质瘤组织中CUX-1蛋白相对表达量中≥1.10为蛋白高表达，＜1.10为蛋白低表达，其中CUX-1蛋白高表达50例，低表达36例。以脑胶质瘤患者脑胶质瘤组织中HSP90蛋白相对表达量中≥1.13为蛋白高表达，＜1.13为蛋白低表达，其中HSP90蛋白高表达53例，低表达33例。CUX-1、HSP90蛋白高表达患者中位无进展生存期（progress-free survival，PFS）分别为 25个月（95%CI：23.26～26.74）和 25个月（95%CI：23.64～26.36），均明显短于CUX-1、HSP90蛋白低表达患者的35个月（95%CI：33.59～36.41）和36个月（95%CI：34.63～37.37）（

χ

=11.729、15.547，

P

=0.001、0.000）。（图2、图3）

图2 CUX- 1蛋白高表达（ n=50）与CUX- 1蛋白低表达（ n=36）脑胶质瘤患者的PFS曲线

图3 HSP90蛋白高表达（ n=53）与HSP90蛋白低表达（ n=33）脑胶质瘤患者的PFS曲线

2.4 CUX- 1与HSP90蛋白相对表达量的相关性分析

脑胶质瘤组织中CUX-1与HSP90蛋白相对表达量呈正相关（

r

=0.760，

P

＜0.05）。（图4）

图4 脑胶质瘤组织中CUX- 1与HSP90蛋白相对表达量的相关性分析

3 讨论

脑胶质瘤的特点是浸润生长，没有明显的边界，难以完全切除且术后复发率较高，患者中位生存期无明显改善。研究发现，脑胶质瘤的发展是一个长期多因素参与的复杂过程，在脑胶质瘤的发生发展和恶性转化过程中，细胞中可能存在某些因子，通过其不同程度的表达水平，进而影响下游相关信号通路的变化，从而起到促进、延迟甚至阻止疾病进展的作用。因此，在分子水平和遗传途径上调节神经胶质瘤的进展，找到对人脑胶质瘤的肿瘤标志物和基因治疗的有效靶标，对于疾病早期诊断、早期治疗和预后评估具有极其重要的意义。

CUX-1位于7q22区域，主要存在于成年人的中枢神经系统（central nervous system，CNS），文献证明CUX-1可作为多种肿瘤侵袭和增殖的生物标志物，如导管胰腺癌、乳腺癌、黑色素瘤、直肠和结肠肿瘤等。因此，本研究认为CUX-1在脑胶质瘤的发生和发展中起着重要的促进作用。胶质瘤的遗传和代谢异常刺激了肿瘤细胞中HSP蛋白的高表达，HSP27和HSP90是胶质瘤增殖和耐药性/抗放射性发展的关键蛋白。研究发现，联合使用HSP90抑制剂体外治疗

HSP27

基因敲除胶质瘤中可快速降解热休克因子1（heat shock factor 1，HSF1）、HSP90蛋白酶体复合物，破坏参与肿瘤细胞生长、存活和细胞周期调节通路，说明HSP90在抗肿瘤方面的重要作用。本研究结果显示，观察组患者的脑胶质瘤组织CUX-1、HSP90蛋白相对表达量均明显高于对照组（

P

＜0.01），WHO分级Ⅲ～Ⅳ级脑胶质瘤组织CUX-1、HSP90蛋白相对表达量均明显高于Ⅰ～Ⅱ级（

P

＜0.01），随着WHO分级的升高CUX-1、HSP90蛋白水平显著上调，说明其可能参与了胶质瘤细胞的增殖，与肿瘤分级密切相关。本研究还显示CUX-1、HSP90蛋白高表达患者的中位PFS均明显短于低表达患者（

P

＜0.01），说明CUX-1和HSP90蛋白高表达患者的生存期明显缩短，预后较差。CUX-1在肿瘤发生、发展中的作用取决于肿瘤细胞微环境，是因为转录因子CUX-1的过表达可通过抵抗肿瘤坏死因子凋亡配体介导细胞凋亡而发挥肿瘤保护作用，最终加速肿瘤的发生和发展；HSP90可与其下游调控蛋白相互作用，影响细胞周期调控通路，从而影响肿瘤细胞的生长和存活。利用这一特点，本研究推测抑制CUX-1和HSP90蛋白的活性可以作为一种生物治疗来延长患者的生命周期。本研究还发现CUX-1、HSP90蛋白在胶质瘤中的表达呈正相关，表明两者在胶质瘤增殖过程中可能存在直接或间接的协同作用。

目前临床研究发现，对于人脑胶质瘤诊治的有效方法尚不明确，研究胶质瘤发生发展的分子机制可为胶质瘤的防治提供新思路。本研究结果显示，CUX-1和HSP90在脑胶质瘤组织中的表达与患者预后呈负相关，说明其在脑胶质瘤的增殖中可能存在协同作用。CUX-1和HSP90可作为脑胶质瘤潜在的预后标志物和治疗靶点，有望基于该靶点产生新的脑胶质瘤治疗方案，从而提高脑胶质瘤患者的生存期，改善患者预后。CUX-1与HSP90之间的具体调控机制还有待后续体内试验进一步验证。

综上所述，脑胶质瘤患者脑胶质瘤组织中CUX-1、HSP90蛋白表达水平上调，与WHO分级有关，且两者间存在正相关，可能存在直接或间接的协同作用，同时对患者PFS有影响。