Abstract
Bakgrunn
I lungekreft, uPA, dets reseptor (uPAR), og inhibitorene PAI-1 og PAI-2 fra den plasminogenaktivator familien samvirke med MMP-2 og MMP-9 MMP familien for å fremme kreft progresjon. Imidlertid er det fortsatt ubestemt hvilke av disse markørene spiller den viktigste rollen, og kan være den mest nyttig indikator for å stratifisere pasienter med risiko.
Metoder
Vi bestemte individet prognostiske verdien av disse seks markører ved å analysere en avledning kohort med 98 ikke-småcellet lungekreft pasienter ved immunhistokjemisk farging. Korrelasjonen mellom IHC uttrykk nivåer av disse markører og sykdom prognose ble undersøkt, og en immunhistokjemisk panel for prognostisk prediksjon ble deretter generert gjennom prognostisk modellanalyse. Verdien av immunhistokjemiske panelet ble deretter bekreftet av en validering kohort med 91 lungekreftpasienter
Resultater
I utledningen kohort, PAI-2 er den kraftigste prognostiske faktoren (HR = 2,30.;
P
= 0,001), etterfulgt av MMP-9 (HR = 2,09;
P
= 0,019) i henhold til multivariat analyse. Ved kombinasjon av PAI-2 og MMP-9, de mest ugunstige prognosegruppe (lav PAI-2 og høye MMP-9 IHC ekspresjonsnivåer) viste en 6,40-ganger høyere risiko for en dårlig prognose i forhold til den mest gunstige prognosegruppe (høy PAI -2 og lave MMP-9 IHC uttrykk nivåer). PAI-2 og MMP-9 IHC panel kan mer presist identifisere pasienter med høy risiko i både derivasjon og validering kohort.
Konklusjoner
Vi avslørte PAI-2 som den mektigste prognostisk markør mellom PA og MMP protease familien selv etter at de vurderer sine nære relasjoner til hverandre. Ved å benytte en kombinasjon av PAI-2 og MMP-9, mer nøyaktig prognostisk informasjon enn bare å bruke patologisk trinnet alene kan oppnås for lungekreftpasienter
relasjon:. Su CY, Liu YP, Yang CJ, Lin YF , Chiou J, Chi LH, et al. (2015) plasminogenaktivatorinhibitor-2 spiller en ledende Prognostic rolle blant Protease Familier i ikke-småcellet lungekreft. PLoS ONE 10 (7): e0133411. doi: 10,1371 /journal.pone.0133411
Redaktør: Joseph Najbauer, Universitetet i Pécs Medical School, UNGARN
mottatt: 12 februar 2015; Godkjent: 26 juni 2015; Publisert: 31.07.2015
Copyright: © 2015 Su et al. Dette er en åpen tilgang artikkelen distribueres under betingelsene i Creative Commons Attribution License, som tillater ubegrenset bruk, distribusjon og reproduksjon i ethvert medium, forutsatt den opprinnelige forfatteren og kilden krediteres
Data Tilgjengelighet: All relevant data er i avisen og dens saksdokumenter filer
finansiering:.. forfatterne har ingen støtte eller finansiering for å rapportere
konkurrerende interesser:. forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer
Innledning
Lungekreft er fortsatt den mest dominerende årsaken til kreft-dødsfall til tross for fremskritt i behandlingsstrategier [1]. Stage basert forvaltning ble vanligvis brukt som guide for å avgjøre hvilke pasienter som bør få kirurgi, cellegift eller strålebehandling, eller målrettet terapi [2]. Imidlertid forskjellig prognose ble ikke sjelden observert hos pasienter i løpet av det samme trinn. Selv om høye risikofaktorer som dårlig differensierte svulster og vaskulære eller pleural engasjement ble anbefalt å brukes som ekstra indikatorer for mer aggressiv behandling, disse risikofaktorene alene er likevel ikke nok til nettopp stratifisere pasienter med risiko [3,4]. Derfor blir mer nye prognostiske prediktive markører sterkt behov for å veilede terapeutisk beslutninger. Nylig har studier som sammenlikner og kombinerer markører for cancer regulatoriske reaksjonsveier, slik som trasé kontrollerende tumor proliferasjon [5] og den epiteliale-mesenkymale overgang [6], med sikte på å gi større prognostisk effekt for å identifisere pasienter med høy risiko fått økende oppmerksomhet .
i lungekreft, den høye forekomsten av lokale aggressivitet og metastatisk atferd er en av de viktigste årsakene til kreft-relaterte dødelighet og kan føre til behandlingssvikt [7]. Ekstracellulære matriks (ECM) degradering er en av de mest avgjørende skritt involvert i lokal invasjon og fjernmetastaser [8]. Den plasminogen aktivator (PA) familie og matriksmetalloproteinase (MMP) familie er to kjente protease familier som spiller viktige roller i ECM degradering under kreft progresjon [9,10], og deres medlemmer har blitt rapportert å være nyttige prognostiske markører lungekreft. Høye ekspresjonsnivåer av urokinase-type plasminogen-aktivator (uPA), dets reseptor (uPAR), og plasminogenaktivator-inhibitor type 1 (PAI-1) i PA-familien, og matriks-metalloproteinase-2 (MMP-2) og matriks-metalloproteinase-9 (MMP- 9) i MMP-familien har blitt korrelert med en dårlig prognose og ugunstige clinicopathological parametere [11-18]. I kontrast til pasienter med høy plasminogenaktivatorinhibitor type 2 (PAI-2) ekspresjonsnivåer en tendens til å ha en gunstig prognose [19-21]. Selv om det i noen krefttyper som livmor og kolorektal kreft, ble høy PAI-2 uttrykk forbundet med dårlig prognose [22,23], høy PAI-2 uttrykk ble også vist seg å være korrelert med bedre prognose ved brystkreft og eggstokkreft [24, 25].
i tillegg til å virke alene, molekyler i PA og MMP-familier også kommuniserer med hverandre for ytterligere å modulere den prosessen med ECM-degradering på en komplisert måte (S1 fig). Plasmin, som aktiveres fra plasminogen ved binding av uPA til uPAR, kan degradere ECM direkte eller indirekte gjennom den proteolytiske aktivering av MMP-2 og MMP-9 [26]. Når enten PAI-1 eller PAI-2 er til stede, er evnen til å aktivere uPA plasmin hemmes, og i sin tur er ECM degradering også hemmet. Imidlertid har uPA-PAI-1-komplekser har også blitt rapportert å øke MMP-2 og MMP-9 ekspresjonsnivået gjennom nedstrømssignalveien [27], mens den uPA-PAI-2 kompleks har vist seg å lette den clearance av uPA uten å aktivere nedstrøms signalisering [28]. Videre kan MMP-9 forbedre uPA-aktivitet ved å regulere protease-nexin-1-spaltningssetet [29]. Disse markørene danne et kompleks nettverk som regulerer balansen av ECM degradering i svulsten mikromiljøet.
Derfor er identifiseringen av de viktigste merkene i signaleringsnett for prognostisk og terapeutisk avgjørelse vil øke klinisk verdi. Snarere enn å fokusere på en enkelt markør, vår primære interesse i denne studien var å vurdere og sammenligne den prognostiske verdien av markører i PA og MMP familier og til å evaluere sine kombinerte effekter. Etter immunhistokjemisk farging av klinisk ikke-småcellet lungekreft (NSCLC) eksemplarer for å bestemme uttrykket nivåer av komponentene i dette nettverket, ble en tre-trinns tilnærming brukes til å integrere de prognostiske verdier av uPA, uPAR, PAI-1, PAI- 2, MMP-2 og MMP-9. Vi først bekreftet sammenhengen mellom disse 6 markører og deretter gjennomført en multi-markør vurdering, hvor vi identifiserte PAI-2 som markør med størst prognostisk verdi og MMP-9 som den nest mektigste prognostisk indikator. Til slutt, en praktisk IHC panel sammensatt av PAI-2 og MMP-9 ble generert for bedre prognostisk verktøy.
Materialer og metoder
Etikk utsagn og pasienter
Undersøkelsen var utføres med godkjenning av Institutional Review Boards og med tillatelse fra etikkomiteer ved institusjonen involvert (KMUH-IRB-20110286), Institutional Review Board of Kaohsiung Medical University Chung-Ho Memorial Hospital. Ingen informert samtykke var nødvendig fordi dataene ble analysert anonymt. Ingen pasientenes behandling ble endret for formålet med denne studien.
En totalt 98 NSCLC pasienter, inkludert 61 tilfeller av adenokarsinom, 31 tilfeller av plateepitelkarsinom, og 6 tilfeller av store cellekreft, fra Kaohsiung Medical universitets~~POS=TRUNC i Taiwan 1991-2007 ble tatt opp som avledning kohort (S1 tabell). Alle pasientene fikk standard behandling protokoller i henhold til retningslinjer sykehus. Pasienter med operabel stadium I-III NSCLC gikk lobektomi eller pneumonectomy med mediastinale lymphadenectomy. Pasienter med resectable stadium II og III NSCLC ble behandlet med postoperativ adjuvant platina-basert kjemoterapi. Pasienter med nonresectable lokalt avansert eller metastatisk sykdom fikk kjemoterapi med eller uten strålebehandling. Representative 1 mm diameter kjerner fra hver svulst med morfologiske funksjoner som var typisk for diagnose ble hentet fra formalinfiksert parafin innebygd vev til å generere en vev microarray (TMA). Total overlevelse (OS) og sykdomsfri overlevelse (DFS) ble definert som intervallene fra den første behandlingstiden til døden eller til tilbakefall, metastaser eller død, henholdsvis. Alle saker ble iscenesatt i henhold til den amerikanske Joint Committee on Cancer staging manuell, og de histologiske krefttyper ble klassifisert i henhold til kriteriene i Verdens helseorganisasjon klassifisering. En annen ikke-småcellet lungekreft TMA med 91 tilfeller ble kjøpt fra SuperBioChips (CC5 og CCA4, SuperBioChips Laboratories, Seoul, Korea) som validerings kohort (S1 tabell).
Immunhistokjemisk (IHC) flekker og tolkning
IHC-farging for uPA, uPAR, PAI-1, PAI-2, MMP-2 og MMP-9 ble utført på serielle fem-mikrometer tykke seksjoner skåret vev fra vevet microarray (TMA). Før flekker på TMA av derivasjon og validering årsklasse, vi testet og titreres det primære antistoff på en test-TMA som inneholder seks normalt lungevev og seks NSCLC vev. En farge tilstand som vi kan diskriminere fargingsintensitet mellom tilfellene ble betraktet som en egnet farging tilstand. Etter å bestemme farging tilstanden for alle markører, IHC-farging ble utført ved bruk av en automatisert immunostainer (Ventana Discovery XT Autostainer, Ventana, USA) for uPA, uPAR, PAI-1, PAI-2 og MMP-9. Glassene ble farget med en polyklonale kanin anti-PAI-1 antistoff (sc-8979, 01:50, Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA), en polyklonale kanin anti-PAI-2 antistoff (16035-1-AP, 1 : 50; Proteintech, Chicago, USA), et polyklonalt kanin anti-uPA-antistoff (SC-14019, 01:50, Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA), et polyklonalt kanin-anti-uPAR-antistoff (GTX100466, 1: 750; GeneTex, Taipei, Taiwan), og en polyklonale kanin anti-MMP-9-antistoff (# 2270, 01:50, Cell Signaling Technology, Danvers, MA, USA). Manuell IHC farging ble utført for MMP-2. I korthet, ble platene underkastes varme-induserte antigen gjenfinning i 10 minutter med DAKO antigen gjenfinning buffer (pH 6) og inkubert ved 4 ° C over natten med et polyklonalt kanin-anti-MMP-2-antistoff (10373-2-AP, 1: 50; Proteintech, Chicago, USA) og deretter visualisert ved anvendelse av en 3, 3′-diaminobenzidin (DAB) peroksydasesubstrat kit (Vector Laboratories, USA). Negativ kontroll ble utført ved å erstatte det primære antistoff med en kanin polyklonal IgG-isotype-kontroll (ab27478, 1: 100; Abcam, Cambridge, UK). (Fig S2)
IHC-farging ble uavhengig analysert ved 2 patologer (Chia -Yi Su og Michael Hsiao) som var blindet for pasientens utfall. Vi tilpasset IHC scoring metoder fra tidligere studier for å etablere en enhetlig IHC scoring kriterier for alle 6 markører. Som poengsystemet som brukes av tidligere forskning fokusert på PA familie [20] og MMP-2 og MMP-9 [17], både cytoplasmatisk fargeintensitet og prosentandelen (0-100%) av tumorcellene farget ble registrert i foreliggende undersøkelse . Den fargeintensitet ble scoret ved hjelp av en fire-lags skala: 0, negativ; 1+, svak; 2+, moderat; 3+, sterk. Høy IHC Ekspresjonsnivået ble definert som en fargeintensitet av 2+ eller 3+ i mer enn 25% av tumorcellene, og de andre tilfeller ble betraktet som å ha lave IHC-ekspresjonsnivåer (S3) Fig.
Statistisk analyse
Den statistiske analysen ble utført ved hjelp av SPSS 17.0 programvare (SPSS, USA). Korrelasjoner for IHC uttrykk nivå av alle 6 markører ble evaluert ved hjelp av Spearmans rank korrelasjonsanalyse. Overlevelsesratene ble estimert ved hjelp av Kaplan-Meier overlevelsesanalyse og univariate og multivariate Cox regresjonsanalyser. For analyse med flere sammenligninger, Benjamini og Hochberg falske funnrate (FDR) -corrected
P
verdi ble brukt, og en FDR-korrigert
P
verdi ≤ 0,05 ble betraktet som signifikant [30] . For den prognostiske modellanalyse, ble en mer kompleks modell genereres ved å legge hver markør sekvensielt inn i den tidligere prognostisk modellen for å bestemme hvorvidt den ekstra markør betydelig forbedret prognostisk prediksjon. Forskjellen mellom modellene ble også sammenlignet ved arealet under kurven (AUC) av ROC (mottaker operativ karakteristikk) kurve, sensitivitet og spesifisitet. For alle analyser, en
P
verdi. 0,05 ble ansett som statistisk signifikant
Resultater
Verifisering av sammenhengen mellom IHC uttrykk nivåer av uPA, uPAR, PAI- 1, PAI-2, MMP-2 og MMP-9 i NSCLC
Først, for å verifisere hvorvidt det er betydelige korrelasjoner mellom IHC-ekspresjon status av uPA, uPAR, PAI-1, PAI-2 , MMP-2 og MMP-9, ble utført Spearmans rank korrelasjonsanalyse i vår avledning kohort. Resultatene identifisert signifikante sammenhenger (
P
0,01) mellom PAI-1 og uPA og uPAR IHC uttrykk nivåer (ρ = 0,616 og 0.431, henholdsvis), mellom uPA og uPAR IHC uttrykk nivåer (ρ = 0,571) , mellom MMP-9 og uPA og uPAR IHC uttrykk nivåer (ρ = 0,354 og 0,322, henholdsvis), og mellom MMP-2 og uPA IHC uttrykk nivåer (ρ = 0,261). Det ble observert en signifikant invers korrelasjon mellom IHC uttrykk nivåer av PAI-2 og uPA (ρ = -0,246;
P
= 0,015), og PAI-2 IHC uttrykk nivå også en tendens til å være negativt korrelert med IHC uttrykk nivåer av andre markører (tabell 1). IHC Bildene i figur 1A representerer seriesnitt av en lunge adenokarsinom med lav PAI-2 fargeintensitet og høy fargeintensitet av alle 5 av de andre merkene.
(A) En representant lunge adenokarsinom med lav IHC ekspresjonsnivået av PAI-2 og høye IHC uttrykk nivåer av PAI-1, uPA, uPAR, MMP-2 og MMP-9, som detektert av IHC. Bildene ble tatt ved en forstørrelse på 400 ×. Skala barer representerer 100 mikrometer. (B) Kaplan-Meier plott av total overlevelse i forhold til PAI-1, PAI-2, uPA, uPAR, MMP-2 og MMP-9 IHC uttrykk nivåer i NSCLC. Lavt IHC Ekspresjonsnivået av PAI-2 ble signifikant assosiert med kortere total overlevelse (
P
0,001), som var høye IHC ekspresjonsnivåer av PAI-1, uPA, MMP-2 og MMP-9 (
P
= 0,015,
P
= 0,031,
P
= 0,041,
P
= 0,037, henholdsvis). (C) Kaplan-Meier plot av sykdomsfri overlevelse i forhold til PAI-1, PAI-2, uPA, uPAR, MMP-2 og MMP-9 IHC uttrykk nivåer i NSCLC. Lav IHC uttrykk nivået av PAI-2 var signifikant assosiert med kortere sykdomsfri overlevelse (
P
0,001); høye IHC uttrykk nivåer av PAI-1, uPA, og MMP-9 ble også signifikant assosiert med kortere sykdomsfri overlevelse (
P
= 0,019,
P
= 0,017,
P
= 0,021, henholdsvis).
Fastsettelse av de største prognostisk betydning av PAI-2 og MMP-9 mellom PA og MMP familie markører
for å bestemme den enkelte prognostisk effekt av disse 6 markører, først vurderte vi sammenhengen mellom deres IHC uttrykk nivåer og pasientens utfall av Kaplan-Meier overlevelsesanalyse i utledningen kohort. Lav PAI-2 IHC uttrykk nivået var signifikant korrelert med en dårlig prognose (
P
0,001 for både total overlevelse (OS) og sykdomsfri overlevelse (DFS)) (fig 1B og 1C). Høy IHC Ekspresjonsnivået av PAI-1, uPA, og MMP-9 også korrelert med en dårlig prognose. Høy MMP-2 IHC uttrykk nivå var assosiert med en ugunstig OS, men var ikke forbundet med DFS. Den uPAR IHC Ekspresjonsnivået ble ikke korrelert med enten OS eller DFS. Dessuten gjennom clinicopathological analyse, ble en signifikant sammenheng mellom lav PAI-2 IHC uttrykk nivå og høyere patologisk stadium (
P
= 0,027) funnet (S1 tabell og S4 fig). Tvert imot høye IHC ekspresjonsnivåer av andre markører tendens til å ha en sammenheng med høyere patologisk stadium. Korrelasjonene mellom hver og andre clinicopathological egenskaper er oppsummert i S1 tabell.
På grunn av signifikant korrelasjon mellom hver markør i korrelasjonsanalyse, ble en multivariat analyse utført for å bestemme sine respektive prognostiske roller (tabell 2). For DFS, lav PAI-2 IHC uttrykk nivå (hazard ratio [HR] = 2,30; 95% konfidensintervall [CI] = 1,40 til 3,79;
P
= 0,001), høy MMP-9 IHC uttrykk nivå ( HR = 2,09, 95% CI = 1,13 til 3,88;
P
= 0,019), og en høyere patologisk stadium (HR = 3,44, 95% CI = 2,03 til 5,84;
P
0,001) forble uavhengig korrelert med en ugunstig prognose. Med hensyn til OS, bare PAI-2 IHC uttrykk nivå (HR = 2,52, 95% CI = 1,50 til 4,22;
P
0,001) og patologisk stadium (HR = 4,14, 95% CI = 2.39- 7,16;
P
0,001) beholdt en betydelig innflytelse. Etter falske funnrate korreksjon for multippel testing, PAI-2 (
P
= 0,01) og MMP-9 (
P
= 0,05) hadde fortsatt prognostisk betydning i DFS. Resultatene indikerte at PAI-2 har den ledende prognostisk verdi og MMP-9 er den nest viktigste prognostiske markør mellom flere markører i PA og MMP familier.
Etablering av en IHC panel bestående av PAI-2 og MMP-9 for mer presis prognostisk prediksjon i NSCLC
Basert på resultatene at PAI-2 hadde størst prognostisk verdi og at MMP-9 ble den nest mektigste prognostisk markør i multivariat analyse, en prognostiske modellanalyse, overlevelsesanalyse, og ROC-kurve for testing av arealet under kurven (AUC), sensitivitet og spesifisitet ble utført for å undersøke hensiktsmessigheten av å kombinere PAI-2 og MMP-9 som et IHC panel. I den prognostiske modellen analyse (S3 tabell), og legger til PAI-2 og MMP-9 til patologisk stadium variabel resulterte i høyest prediktiv kraft for DFS, men å legge til flere markører ikke ytterligere forbedre prediktiv kraft. Ved å kombinere PAI-2 og MMP-9 som et IHC panel, kan pasientene bli delt opp i tre grupper. Pasienter med høy PAI-2 og lave MMP-9 uttrykk nivåer hadde mest gunstig prognose, og pasienter med lav PAI-2 og høye MMP-9 uttrykk nivåer hadde mest ugunstig prognose (
P
0,001 for både OS og DFS) (figur 2A). I ROC-kurven, ble økning av arealet under kurven (AUC) sett i sykdomsfri overlevelse etter kombinasjon av PAI-2 og MMP-9 som et panel (Fig 2A og S4 tabell). Varmen viste kartet IHC uttrykk nivåer av PAI-2 og MMP-9 hos enkelte pasienter gruppert etter sluttpunkt overlevelse status (Fig 2A). Pasienter som var døde ved endepunktet hadde en tendens til å ha lav PAI-2 og høye MMP-9 IHC ekspresjonsnivåer. Videre er den kumulative prognostiske effekten av PAI-2 og MMP-9 ble også undersøkt. Sammenlignet med den mest fordelaktige prognosegruppe (høy PAI-2 og lavt MMP-9 IHC ekspresjonsnivåer), den mest ugunstige prognosegruppe (lav PAI-2 og høye MMP-9 IHC ekspresjonsnivåer) viste en 6,40 gangers (95% CI = 2,64 til 15,52;
P
0,001) økt risiko for en dårlig prognose etter justering for patologisk stadium (tabell 3). Fig 2B viser representative eksempler på bruken av PAI-2 og MMP-9 IHC panel i NSCLC prøver. Pasient 1, som hadde stadium I adenokarsinom med høy PAI-2 og lave MMP-9 IHC uttrykk nivåer, var i live på finale oppfølging. I motsetning til dette pasient 2 hadde stadium IV adenokarsinom med lav PAI-2 og høye MMP-9 IHC ekspresjonsnivåer og døde 2 måneder etter behandlingen påbegynt. Pasient 3 og pasient fire ble begge diagnostisert med stadium III adenokarsinom. Pasient 3 hadde høy PAI-2 og lave MMP-9 IHC uttrykk nivåer og var i live og hadde ingen svulst tilbakefall på finale oppfølging. I kontrast, pasient 4, som hadde lav PAI-2 og høye MMP-9 IHC uttrykk nivåer, erfaren tumorresidiv innen 9 måneder og døde 14 måneder etter behandling påbegynt.
(A) Kaplan-Meier plott og ROC kurven for total overlevelse og sykdomsfri overlevelse for kombinasjonen av PAI-2 og MMP-9 som IHC panel. Pasienter med høy PAI-2 og lave MMP-9 IHC uttrykk nivåer hadde mest gunstig prognose, mens pasienter med lav PAI-2 og høye MMP-9 IHC uttrykk nivåer hadde mest ugunstig prognose (
P
0,001 for både OS og DFS). Økning av arealet under kurven (AUC) av ROC ble observert etter kombinasjon av PAI-2 og MMP-9 som et panel i sykdomsfri overlevelse. I varmekartet gruppert ved endepunktet overlevelse status, pasienter som var døde ved endepunktet hadde en tendens til å ha lav PAI-2 og MMP-9 med høy IHC ekspresjonsnivå. (B) Representative bilder av bruken av PAI-2 og MMP-9 IHC panel i kliniske prøver NSCLC. Pasient 1 hadde stadium I adenokarsinom med høy PAI-2 og lave MMP-9 IHC uttrykk nivåer og var i live på finale oppfølging. I motsetning til dette pasient 2 hadde stadium IV adenokarsinom med lav PAI-2 og høye MMP-9 IHC ekspresjonsnivåer og døde 2 måneder etter behandlingen påbegynt. Pasienter 3 og 4 ble begge diagnostisert med stadium III adenokarsinom. Pasient 3, som hadde høy PAI-2 og lave MMP-9 IHC uttrykk nivåer, var i live og hadde ingen svulst tilbakefall på finale følge opp; pasient 4, som hadde lav PAI-2 og høye MMP-9 IHC uttrykk nivåer, erfaren tumorresidiv innen 9 måneder og døde 14 måneder etter behandling påbegynt. Bildene ble tatt ved en forstørrelse på 400 ×. Skala barer representerer 100 mikrometer. (C) Kaplan-Meier plott og ROC kurve av total overlevelse i valideringen kohorten viste at pasienter med lav PAI-2 IHC uttrykk nivå (
P
= 0,002) eller høy MMP-9 IHC uttrykk nivå (
P
= 0,035) hadde dårlig totaloverlevelse. Når stratifisert etter PAI-2 og MMP-9 IHC panel, høy risikogruppe pasientene hadde lav PAI-2 og høye MMP-9 IHC uttrykk nivåer og risiko gruppe pasienter lave hadde høy PAI-2 og lav MMP-9 IHC uttrykk nivå (
P
0,001). Økning av arealet under kurven (AUC) av ROC ble observert etter kombinasjon av PAI-2 og MMP-9 som et panel. Varmen kartet viste at pasienter som var døde ved endepunktet hadde en tendens til å ha lav PAI-2 og MMP-9 med høy IHC ekspresjonsnivået.
Bekreftelse av den prognostiske verdi av IHC panel bestående av PAI-2 og MMP-9 i en validerings kohort
for å validere prognostisk effekt av IHC panel bestående av PAI-2 og MMP-9 oppdaget i vår avledning kohort, vi videre gjennomført overlevelsesanalyse og ROC kurve analyse i en validerings kohort med 91 pasienter NSCLC. I Kaplan-Meier overlevelsesanalyse, pasienter med lav PAI-2 IHC uttrykk nivå hadde en dårlig prognose, og pasienter med høyt MMP-9 IHC uttrykk nivå hadde en dårlig prognose (Fig 2C). Ved kombinasjon av PAI-2 og MMP-9 som et IHC panel, pasienter med høy PAI-2 og lavt MMP-9 IHC ekspresjonsnivåer hadde den beste prognose, og pasienter med lav PAI-2 og høye MMP-9 IHC ekspresjonsnivåer hadde verste utfallet (
P
= 0,001). Økning av arealet under kurven (AUC) av ROC ble også bemerket etter kombinasjon av PAI-2 og MMP-9 som et panel (figur 2C og S4 tabell). Som vist på kartet varme (figur 2C), pasienter som var døde ved endepunktet hadde en tendens til å ha lav PAI-2 og høye MMP-9 IHC ekspresjonsnivåer. Derfor, den PAI-2 og MMP-9 IHC panel vi identifisert fra markører for PA og MMP-familien kan brukes til å stratifisere lungekreftpasienter med risiko og velge pasienter for mer aggressiv behandling.
diskusjon
Så vidt vi vet, er dette den første studien å integrere de PA og MMP familier ved hjelp IHC analyse i lungekreft. Vi tilbyr en ny innsikt som PAI-2 er den kraftigste prognostisk indikator blant markører i PA og MMP familier og, enda viktigere, PAI-2 forble sin ledende prognostisk rolle selv etter å ha tatt sitt nære forhold til andre PA og MMP familie markører i betraktning . Forskning på både PA og MMP familier viste at de er en passende modell for å undersøke prognostisk verdi av multi-markør vurdering (S5 Table) [26-29]. en fersk undersøkelse med hensyn til sammenhengende signalveien nivå, gir informasjon om de respektive bidragene fra hvert PA familiemedlem i Airway epitelceller [31]. Membranbundet uPAR (muPAR) har blitt betraktet som nøkkelen molekylet fordi det er det eneste medlem av PA familien vist seg å akselerere cellemigrasjon
in vitro
. Til sammenligning våre IHC data viste ingen sammenheng mellom uPAR IHC uttrykk nivå og pasient prognose. Dette avviket kan skyldes flere faktorer. Først begrensning av forrige undersøkelse var at overekspresjon av hver markør kanskje ikke nøyaktig etterligne den koordinerte signalnettverk
in vivo product: [31]. Selv om våre data ikke kan være i stand til å demonstrere årsak og virkning forholdet mellom disse markørene, har de direkte reflekterer den prognostiske rolle hver markør i kliniske pasienter hvor disse markørene er koekspresjon og samhandle med hverandre. Videre kan ekspresjon av ECM-nedbrytnings-relaterte enzymer, som for eksempel PA og MMP-familier, også være regulert av tumorassosierte stromale celler [32]. Ved hjelp av en vev microarray (TMA), viste vi den prediktive verdien av disse markørene ved å vurdere både kreftceller og deres mikromiljø. Detekterende PA familie markører nivå fra vev ekstraksjon ved hjelp av enzymbundet immunosorbent assay (ELISA) ble også en hyppig benyttet metode for å analysere deres roller i lungekreft (S6 tabell) [33-37]. Selv om ELISA kunne mer nøyaktig kvantifisere uttrykket nivåer av disse markørene, tumorprøvene kan ikke være fullstendig sammensatt av tumorvev på grunn til ikke å være i stand til å se morfologi av vev. I motsetning til dette kunne IHC-analyse anvendt i foreliggende studie mer unngå denne begrensningen ved å direkte observere uttrykket in situ. Dette kan forklare at den prognostiske betydningen av PA familie markører ikke ble sett i tidligere studie ved hjelp av ELISA [33], men ble sett i vår studie ved hjelp av IHC analyse. Derfor våre resultater gir en utfyllende illustrasjon av rollene til PA og MMP familiemedlemmer i lungekreft.
Våre data viser at PAI-2 spiller en ledende rolle i PAI-1, PAI-2, uPA, uPAR , MMP-2 og MMP-9. Imidlertid er det få studier rettet mot den patofysiologiske funksjon av PAI-2 i kreft. PAI-2 overekspresjon ble rapportert å redusere metastaser i xenograft modeller og redusere nivået av uPA og migrasjon
in vitro product: [38,39]. Det har nylig blitt demonstrert at den lave bindende affinitet av PAI-2 for endocytiske reseptorer letter clearance av uPA uten fremkaller nedstrøms signal hendelser, noe som gir en mulig forklaring på den hemmende rolle PAI-2 i kreft progresjon [28,40]. Den fysiologiske funksjon av PAI-2 kan videre gi ledetråder om sin rolle i kreft progresjon. Som et protein uttrykt i spenningstilstand, slik som inflammasjon og infeksjon [41], forhøyet PAI-2 plasmanivå ble funnet hos pasienter med sepsis eller leukemi, og ekspresjonsnivået ble øket i løpet av aktiv eller tilbakefall sykdom og var umulig å oppdage i remisjon [42, 43]. I denne studien har vi også analysert PAI-2 plasmanivået hos NSCLC lungekreftpasienter gjennom ELISA (S5 fig). Funnene viste forhøyet PAI-2 plasmanivået i lungekreftpasienter i forhold til normal kontroll. Interessant, en nyere forskning viste at PAI-2, som er i stand til å inhibere uPA-mediert tumorcelle migrering og invasjon utskilles av tumorceller seg på, mikropartikler, ikke av vertsceller [44]. Til sammen kan en mekanisme foreslås at forhøyet PAI-2 plasmanivået i lungekreftpasienter reflekterer PAI-2 positive mikropartikler i omløp utskilt av kreftceller. Og videre forskning er klart nødvendig for å bestemme hvorvidt PAI-2 plasmanivå kan brukes som et surrogat for sykdomsstatus i lungekreftpasienter.
Selv om den funksjonelle rollen som PAI-2, gjenstår å bli fullt ut forstått, ved å ta fordel av dets inhibitoriske funksjon, PAI-2 er blitt undersøkt som en vektor rettet mot uPA i målrettet alfa radioimmunterapi av forskjellige krefttyper [45]. I vår studie, evaluering av uttrykket nivået av PA og MMP familiemedlemmer ved IHC analyse viste gitt en potensiell metode for å velge pasienter med høyt uPA uttrykk nivå og lav PAI-2 uttrykk nivå, som kan få en større nytte av PAI-2- målrettet terapi. Videre har svikt i bredspekt MMP-hemmere i kliniske studier av kreftbehandlingen førte til utvikling av selektive MMP-hemmere [46], og hemmere som er rettet mot MMP-9 er indikert som potensielle behandlinger for kreft [47]. Følgelig, den kliniske nytten av PAI-2 og MMP-9 som prognostiske markører identifisert i vår studie antyder ytterligere sitt potensial for terapeutisk anvendelse i NSCLC.
I konklusjonen, vurderer markører fra PA og MMP protease familier som er kritisk i å regulere tumorprogresjon, vår studie avslører den største prognostisk betydning av PAI-2 blant uPA, uPAR, PAI-1 og PAI-2 i PA familie og MMP-2 og MMP-9 i MMP familien. Ved å prioritere den prognostiske kraften i hver markør, genererte vi en IHC panel bestående av PAI-2 og MMP-9, som gir større prognostisk verdi enn patologisk stadium eller en enkelt markør alene. Integrering av de prognostiske verdier av markørene fra protease familier fastsatt i denne studien vil tillate at deres program i klinisk setting for å forutsi pasientens utfall og bestemme behandling retning i lungekreft.
Hjelpemiddel Informasjon
S1 Materialer og metoder. ELISA-er.
Plasmanivåer av PAI-2 og MMP-9 ble påvist ved kommersiell PAI-2 (LS-F5568, Levetid Biosciences, USA) og MMP-9 (ab100610, Abcam, Cambridge, UK) ELISA kit. Plasma prøver av 36 NSCLC pasienter og 6 normale kontroller ble hentet fra Kaohsiung Medical University Hospital of Taiwan
doi:. 10,1371 /journal.pone.0133411.s001 plakater (docx)
S1 Fig. PA familie og MMP familie kommuniserer med hverandre og danner et komplekst nettverk som regulerer ECM degradering. Product: (A og B) både PAI-1 og PAI-2 inhiberer den proteolytiske evnen til uPA og i sin tur hemmer dannelsen av plasmin , noe som kan forringe ECM alene eller gjennom aktivering av MMP-2 og MMP-9. Videre kan MMP-9 forbedre uPA-aktivitet ved nedbrytning av protease-nexin-1. (A) Et uPA-PAI-1-komplekset kan ytterligere øke ekspresjon av MMP-2 og MMP-9 til og nedstrøms signalisering. (B) Men letter UPA-PAI-2 kompleks clearance av uPA uten å øke MMP-2 og MMP-9 uttrykk gjennom nedstrøms signal
doi:. 10,1371 /journal.pone.0133411.s002 plakater (TIF )
S2 fig.
