Abstract
Formål
Utviklingen av resistens mot legemidler mot kreft har vært et vedvarende klinisk problem for behandling av lokalt utbredt kreftsykdom i hode og nakke mucosal avledet plateepitelkarsinom (HNSCC). Nyere bevis indikerer at DNA-syntese translesion (TLS) polymerase η (Pol η; hRad30a genet) reduserer effekten av gemcitabin /cisplatin. Målet med denne studien er å undersøke forholdet mellom uttrykket nivået av Pol η og den observerte motstand mot disse cytostatika i HNSCC, som er foreløpig ukjent.
Metoder
Sixty-four slimhinne avledet plateepitelkarsinom i hode og hals (HNSCC) fra 1989 og 2007 på City of Hope National Medical Center (Duarte, California) ble retrospektivt analysert. Forbehandling prøver ble immunofarget med anti-Pol-antistoff η og korrelasjonen mellom ekspresjonsnivået av Pol η og kliniske resultater ble evaluert. Førtini tilfeller behandlet med platina (n = 40) eller gemcitabin (n = 9) basert kjemoterapi ble ytterligere undersøkt for Pol η ekspresjonsnivået for sammenligning med pasientens respons på kjemoterapi.
Resultater
uttrykk for Pol η ble forhøyet i 67% av hode og nakke tumorprøver. Pol η uttrykk nivået var signifikant høyere i klasse 1 til klasse 2 svulster (vel til moderat differensiert). Den samlede nytterate (komplett respons + delvis respons) hos pasienter behandlet med platinum og gemcitabin basert kjemoterapi var 79,5%, der lav Pol η nivå var signifikant forbundet med høy komplett responsrate (p = 0,03), men ikke i forbindelse med total overlevelse. Videre ble det observert noen signifikant sammenheng mellom Pol η uttrykk nivå med kjønn, alder, tobakk /alkohol historie, tumor stadium og metastatisk status.
Konklusjoner
Våre data tyder på at Pol η uttrykk kan være en nyttig markør for forutsigelse av effektiviteten av platina eller gemcitabin basert terapi for HNSCC.
Citation: Zhou W, Chen Y-w, Liu X, Chu P, Loria S, Wang Y, et al. (2013) Uttrykk for DNA Translesion Synthesis Polymerase η i Head and Neck plateepitelkreft Spår Motstand mot gemcitabin og cisplatin-basert kjemoterapi. PLoS ONE 8 (12): e83978. doi: 10,1371 /journal.pone.0083978
Redaktør: Olivier Gires, Ludwig-Maximilians-universitetet, Tyskland
mottatt: 25 juni 2013; Akseptert: 11. november 2013, Publisert: 20.12.2013
Copyright: © 2013 Zhou 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
Finansiering:. Arbeidet ble støttet av NIH RO1 112446 for KMC. Finansiører hadde ingen rolle i studiedesign, datainnsamling og analyse, beslutning om å publisere, eller utarbeidelse av manuskriptet
Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer
Innledning
slimhinner avledet plateepitelkarsinom i hode og hals (HNSCC) refererer til en gruppe av biologisk lignende kreft stammer fra slimhinnene squamous epithelial slimhinnen i øvre aerodigestive kanalen, inkludert leppe, munnhule, nesehulen, para bihuler, svelg og strupehodet. HNSCC er den sjette hyppigste kreft over hele verden og står for 2% av alle kreftdødsfall årlig. Ifølge American Cancer Society, ble 36,540 amerikanere diagnostisert med hode- og halskreft i 2011 og 7880 døde av sykdommen [1,2]. De fleste pasienter til stede lymfeknute metastatisk sykdom ved diagnosetidspunktet, og fem-års overlevelse av disse pasientene er rundt 35% [3]; som ikke er blitt bedre i løpet av det siste tiåret [4]. Platinum-basert kombinasjonsregime, slik som cisplatin /oksaliplatin pluss 5-FU og TAXOTERE, er dagens førstelinje neoadjuvant kjemoterapi for lokalt avansert HNSCC [22]. Men de fattige eller delvis respons til platina-basert kjemoterapi av HNSCC forblir en gåte for onkologer. Platinaforbindelser dannes DNA intra eller interstrand kryssbindinger som sterkt blokkerer DNA syntese og resulterer i mutasjoner og apoptose [5]. Disse platina indusert addukter er reparert av nukleotid excision repair system (NER) [6,7], mismatch reparasjon (MMR) system, og rekombinasjon reparasjon (RR) [8]. I tillegg har DNA-syntese translesion (TLS) polymeraser også blitt vist å ha evnen til å omgå cisplatin-fremkalt intrakjede-addukter [9,11,39,40]. Dette antyder at disse bypass-polymeraser tilveiebringe en alternativ måte ved håndtering av platinaforbindelse induserte DNA-addukter og kan bidra til det observerte motstand mot disse forbindelser [9,11]. Blant de TLS DNA-polymeraser, DNA Polymerase η (Pol η; hRad30a gen, xeroderma pigmentosum variant genprodukt) er den eneste med godt forstått biologisk funksjon, som er å replikere på tvers av cis-syn-cyklobutan pyrimidin-dimerer (CPDs) som blir indusert ved UV-bestråling [10]. Genetiske defekter i genet som koder Pol t | resulterer i Xeroderma pigmentosum Variant (XP-V) sykdom, og XP-V-pasienter er svært følsomme for UV-bestråling og utsatt for utvikling av hudkreft [10]. Pol η har også vist seg å ha evnen til å omgå et bredt spekter av DNA-lesjoner, så som 7,8-dihydro-8-oxoguanine [15], (+] – trans-anti-benzo [α] pyren-N2- dG [16], acetylaminofluoren-adduktdannet guanin [17], O6-metylguanin [18], og tymin glykol [41].
i tillegg har det blitt demonstrert at Pol η kan modulere den cellulære følsomhet overfor kjemoterapeutiske midler [11]. de Pol η manglende celler avledet fra XP-V pasienter var mer følsomme for p-D-arabinofuranosylcytosin (cytarabin, AraC), gemcitabin, og cisplatin [12]. cellulære og biokjemiske analyser antydet at den høyere sensitiviteten til XP -V celler til disse agentene er på grunn av mangel på Pol η aktivitet til rette for gjenopptakelse av pause DNA replikasjon forårsaket av terapeutiske midler [13,14]. Pol η forbigår Pt-GG intrakrysskoblet addukter med en relativ høyere effektivitet og fi, som sammenlignet med andre enzymer TLS [42-44]. studier har også vist at ekspresjonsnivået av Pol r | negativt korrelert med cisplatin følsomheten av ikke-småcellet lungekreft (NSCLC) cellelinjer [19]. Videre ble Pol η protein uttrykk foreslått å være en uavhengig prediktiv markør for behandlingsrespons og overlevelse av metastatisk adenokarsinom pasienter som behandles med oksaliplatin kjemoterapi [20].
I denne studien undersøkte vi sammenhengen mellom
in situ
uttrykk for Pol η proteiner og kjente prognostiske faktorer, inkludert iscenesettelse og tumor differensiering. Vi har også undersøkt sammenhengen mellom uttrykk av Pol η proteiner og respons til platina eller gemcitabin basert kjemoterapi behandling og overlevelse i HNSCC.
Materialer og metoder
Pasient egenskaper
Tumor blokker for sekstifire pasienter diagnostisert med slimhinne avledet plateepitelkarsinom i hode og hals (HNSCC) fra 1989 og 2007 på city of Hope National Medical Center (Duarte, California) ble retrospektivt analysert. Tumorvev inkludert svulster i nasopharynx, bihuler, munnhule, orofarynx, hypopharynx og strupehodet. Median alder for pasientene var 59 år (spredning 39-78 år) ved diagnosetidspunktet. Åtte pasienter ble ekskludert for overlevelsesanalyse på grunn av mangel på langsiktige oppfølgingsstudier. Median oppfølgingstid var 56 måneder (range, 4.3-142 måneder). Blant de 64 pasientene, 51 var hoved HNSCC og 13 var tilbakevendende eller andre primærtumor. Tretti-fire pasienter gjennomgikk radikal kirurgi, 49 pasienter fikk kjemoterapi (40 pasienter fikk neoadjuvant cisplatin, TAXOTERE og 5-FU, 4 pasienter fikk også gemcitabin, og de resterende fem av de ubrukelige tilbakevendende kreftpasienten palliativ kjemoterapi (gemcitabin og hydroksyurea). detaljer om klinikken egenskaper er oppsummert i tabell 1.
Karakteristisk
n
POLη flekker
P
en
lav product: (%)
Høy product: (%)
Alder (år) 593312362164≥603192922710.73GenderFemale175291271Male47163431660.34T stage
b
,
c
T
19333667T
210330770T
3217331467T
41763511650.56N status
b
N-7229571N + 57193338670.32Histological differentiationWell8008100Moderate337212679Poor2314619390.01TobaccoNo187391161Yes46143032700.63EtOHNo4416362864Yes2052515750.34ChemotherapyNo164251275Yes48173730630.2Table 1. Clinicopathological parametere og Pol η uttrykk i 64 HNSCC.
en sannsynlighet på statistisk forskjell (P) ble analysert ved χ
2 test for uavhengighet.
b Pasientene ble klassifisert i henhold til det amerikanske Joint Committee on Cancer (AJCC) /International Union Against Cancer (UICC) WHO gradering system og ved tilstedeværelse eller fravær av lymfeknutemetastase (N-status).
c 7 pasienter T scenen ikke kunne være determined.Data representert prosenter av tilfeller med lav eller høy Pol η uttrykk i hver parameter, og n representerer absolutt saksnummer for hver parameter. Sannsynlighet for statistisk forskjell (P) ble analysert ved χ
2 test for uavhengighet. Pasientene ble klassifisert i henhold til det amerikanske Joint Committee på Cancer (AJCC) /International Union Against Cancer (UICC) WHO karakterskala og ved tilstedeværelse eller fravær av lymfeknutemetastase (N-status). CSV Last CSV
Alle pasientenes informasjon og vev prøvetaking ble godkjent av IRB komité (protokoll # 95917) på City of Hope National Medical Center og Beckman Research Institute, CA. Informasjon vedrørende klinisk resultat og respons på kjemoterapi ble hentet fra sykehuset diagram gjennomgang og klinisk protokoll posten. Pasientene ble iscenesatt i henhold til TNM klassifiseringssystemet fra amerikanske Joint Committee on Cancer (AJCC). Sykdomsfri overlevelse ble definert som tiden fra dato for bekreftet diagnose til siste kontakt dato og sensurert på tilbakevendende dato. Plateepitelkarsinom ble gradert bruker Anneroth multi-faktoriell karaktersystem: G1-godt differensiert, G2-moderat differensiert, G3-dårlig differensiert, G4-udifferensiert. Klinisk respons på kjemoterapi ble evaluert av tumorstørrelse reduksjon og nakke lymfeknute status på CT scan før og etter kjemoterapi, ifølge Response evalueringskriterier i solide tumorer (RECIST kriterier) [21] som følger: fullstendig respons (CR) = 100 % regresjon av sykdommen; delvis respons (PR), ≥30% reduksjon i summen av den lengste diameter av målene; progressiv disease≥ 20% økning; og stabil sykdom (SD) = restene. Patologisk fullstendig respons (PCR) ble definert som fravær av en hvilken som helst grov eller mikroskopisk tegn til gjenværende tumor i de kirurgiske eller biopsiprøve etter kjemoterapi. Siden PCR ble bare observert i fire pasienter, derfor ble det kun klinisk respons brukes for statistisk analyse.
Vevsprøver og antistoff
HNSCC prøver (n = 64) og paracancer normal plateepitel slimhinne vev før kjemoterapi ble innhentet fra pasienter som gjennomgår operasjon for kreft reseksjon eller operasjonssåret /excisional biopsi med skriftlig informert samtykke fra pasienter fra januar 1989 til juni 2007. Ni av seksti-fire etter chemo tumorvev ble også sammenlignet. Histologisk gradering ble vurdert i henhold til 1987 International Union mot Kreft (UICC). Den anti-Pol η antistoff ble dannet ved immunisering av kaniner med høyt renset N-terminale domene av humant Pol η proteinet (aminosyre 1-513, se figur 1A). Det polyklonale antistoff ble renset ved anvendelse av en protein G-kolonne. Antistoff spesifisitet ble evaluert med western blotting og blokkere analysen (Figur 1b og 1c).
A) N-terminale fragment av Pol η (uthevet i grått) som brukes for generering av en anti-Pol η antistoff. B) Det fremkalte antistoffet som brukes for deteksjon av Pol η i lysatene avledet fra GM637 eller XP30RO celler. C) Lane 1. Identifikasjon av Pol η fra lysat fra menneskelige HCT116-celler. Lane 2. Blokkering med renset rekombinant human Pol η protein. D) 1-3, GM 637 celler probet med sekundært antistoff alene (D2 og D3). 4-6, GM637 celler probet med anti-Pol-antistoff η (D5) eller anti-PCNA-antistoff (D6). 7-9, XP30RO celler probet med anti-Pol η antistoff (D8) eller anti-PCNA antistoff (D9).
Western blot analyse
Western blot ble gjennomført som tidligere beskrevet [1]. I korthet ble 20-ug av total cellelysat separert ved 10% SDS-PAGE før overført til en nitrocellulosemembran (Bio-Rad Laboratories, CA) og inkubert med blokkeringsbuffer (1% I-blokk-reagens og 0,1% Tween 20) som inneholdt Pol η primært antistoff over natten ved 4 ° C. Membranen ble vasket med PBS med 0,1% Tween 20 i 3-5 ganger før inkubert med fluorescensmerkede sekundære antistoffer for ytterligere 60 minutter. Etter sekvensielle vasker, ble signalene på membraner skannet med en Odyssey Infrared Imaging System (LI-COR biovitenskap) eller oppdages ved hjelp av en Fuji LAS-1000 imaging system.
Immunhistokjemi
GM637 human villtype og den Pol η manglende XP30RO celler ble anvendt for å validere antistoff utviklet i laboratoriet. Kort sagt ble de proliferative cellene fiksert med 4% paraformahyde i PBS fulgt av inkubasjon med permeabiliseringsbuffer (0,5% saponin, 0,1% BSA og 0,1% NaN3 i PBS) ved romtemperatur i 30 minutter før tilsetning av primære antistoffer mot permeabiliseringsbuffer for ytterligere 1 time ved romtemperatur. De primære antistoffer ble fjernet ved vasking av cellene tre ganger med permeabiliseringsbuffer før tilsetningen av DyLight 488 eller DyLight 549 konjugerte sekundære antistoffer (Jackson Immunoresearch Laboratories, Inc.) i ytterligere 1 time. Cellene ble undersøkt ved hjelp av konfokal mikroskopi (Biorad).
For ekspresjon av Pol η i parafininnstøpte vevsblokker oppnådd fra pasienter, ble immunhistokjemisk farging utført ved anvendelse av 4-mikrometer tykke seksjoner fremstilt fra formalinfikserte blokker. Vevssnitt ble deparaffinized i xylen fulgt av 100% etanol. Prøvene ble deretter bråkjølt i 3% -ig hydrogenperoksyd og forbehandlet for å fremme antigen gjenfinning ved å dampe med EDTA-løsning. Etter antigen gjenfinning, ble objektglass inkubert i Protein blokk (DAKO, Carpinteria, CA) i 5 minutter etterfulgt av inkubasjon med primære anti-Pol t | antistoffer i 30 minutter ved romtemperatur. Objektglassene ble deretter vasket i Dako buffer og inkuber med DAKO Envision med anti-kanin-Polymer sekundært antistoff (DAKO, Carpinteria, CA) i ytterligere 30 minutter. Etter vaskinger i buffer Dako, ble objektglass inkubert med kromogen diaminobenzidin tetrahydroklorid (DAB, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO), motfarget med hematoksylin og montert.
farging av Pol η ble bedømt ved telling positive atom fargede celler. Generelt er det farging av Pol η var skarpe, med minimal bakgrunnsfarging av paratumor stromale celler som vist i Figur 1. I alt 20 høy effekt felt ble tellet for hver prøver, og prosentandelen av positive tumorcellekjerner ble tellet for hvert case (forstørrelse × 400, feltstørrelse 0,18 mm
2) i områder med de fleste positive kjerner (hot spots). Nuclear immunoreaktivitets ble scoret basert på fargeintensitet og farging grad, og ble gradert ved hjelp av en to lags karaktersystem: lav uttrykk: nukleær farging i 30% tumorceller; og høy uttrykk: nukleær farging i 30% tumorceller. Alle saker ble scoret blindt av tre observatører og viste en inter-rater reliabilitet (intra-klasse korrelasjonskoeffisient, Cronbachs α = 0,82).
Statistical Analysis
Forholdet mellom Pol η uttrykk og clinicopathological egenskaper ble undersøkt av en kji-kvadrat test og Fishers eksakte tester. Univariat analyse av sykdomsfri overlevelse ble gjort av Kaplan-Meier analyse (log-rank test). Multivariat analyse ble utført med Cox proporsjonal risikomodell justering for store clinicopathologic parametere. P-verdier (tosidig) mindre enn 0,05 ble betraktet som statistisk signifikans. Alle data ble analysert ved bruk av JMP statistisk programvare, versjon 9 (Cary, NC).
Resultater
Validering av anti-Pol η antistoff
Den anti-Pol η antistoff ble utviklet av immunisere kaninen med høyt renset menneskelig Pol η polymerasedomenet i N- terminal (1-513 aminosyrer, figur 1a), de detaljerte fremgangsmåter er beskrevet i avsnittet Materialer og metoder. For å teste spesifisiteten av antistoffet utviklet, vi brukte dette antistoff for å undersøke tilstedeværelsen av Pol η ved hjelp av cellelysater fra humane fibroblast-celler GM637 eller XP30RO fibroblast celler avledet fra XP-V pasienter. Som vist i figur 1b, antistoffet gjenkjent en ~ 80 kDa protein fra GM637 cellelysatene som samsvarer med molekylvekten av Pol η men det samme proteinbånd ble ikke påvist i de XP30RO cellelysatene. For å fremme denne resultat ble en konkurranseanalyse ved anvendelse av en høyt renset N-terminalt fragment av Pol η til å konkurrere med endogen cellulær Pol η også utført. Som vist i figur 1c, anti-Pol η antistoff som spesifikt gjenkjennes en dominant proteinbånd på ~ 80 kDa, noe som er i overensstemmelse med molekylvekten av Pol η. I konkurranseanalyse (figur 1c, spor 2), ble det gjenkjent proteinbånd fullstendig blokkert av det rensede humane Pol η, noe som indikerer den utviklede anti-Pol η antistoff har høy spesifisitet til å gjenkjenne humant Pol η. For ytterligere å bekrefte spesifisiteten av dette antistoffet, utførte vi en IHC studie ved hjelp av vill type menneskelig GM637 og XP30RO fibroblast celler avledet fra en XP-V pasient. Som vist i figur 1D 5, anti-Pol-antistoff η føres Pol η i kjernen av GM637 celler, men ikke i den Pol η manglende XP30RO-celler (figur 1D 8). Som intern kontroll, anti-prolifererende cellekjerneprotein (PCNA) signaler var positive i begge celler (figur 1D. 6 og 9). Det er ingen signaler ble detektert når bare sekundært antistoff var til stede (figur 1D 2-3). Disse resultatene ytterligere bekreftet spesifisiteten av anti-Pol η antistoff.
Uttrykk for Pol η var positivt assosiert med differensiering i HNSCC
Forholdet mellom clinicopathological parametere og Pol η uttrykk ble undersøkt og resultatene ble oppført i tabell 1. det ble observert en signifikant sammenheng mellom uttrykk for Pol η og histologisk karakter i HNSCC (p 0,01). I tillegg, ble prosentandelen av Pol η-høy ekspresjon nivå funnet å være korrelert med differensiering av HNSCC fra fattige, moderert til brønnen, som prosenter av Pol η-høyt ekspresjonsnivå var 39, 79 og 100%, henholdsvis. Andre clinicopathological parametere som alder av pasienter ved diagnose, kjønn, T scenen, N scenen og tobakk /alkohol historie ble også vurdert, men ingen statistisk signifikans ble observert.
Farging av Pol η i normal plateepitel epitelvev og HNSCC
Pol η uttrykket nivå i HNSCC vev ble sammenlignet med noncancerous mucosal plateepitel (figur 2). Som vist, er Pol η til stede i basal og parabasal lag av normal skjellepitel. I den mellomliggende vev, bare spormengde av Pol η ble påvist i de stromale celler. En høy Pol η ekspresjon ble observert i de germinale sentre, noe som er i overensstemmelse med tidligere studier og dens rolle i somatisk hypermutasjon i germinalsenter [45-47]. I sammenligning med normal plateepitel, ble en økt grad av Pol η uttrykk observert i hode og hals plateepitelkarsinom som 43 av 64 karsinom (67%) prøver viste positiv flekken. Plateepitel carcinom cellulær differensiering er en karakteristisk mest merkbar som tilstedeværelse eller fravær av keratinisering. Keratinization foregår i form av keratin perler og er samlet mot midten av carcinoma celle reir. De karsinomceller i sentrum ofte oppviser en økt differensiering fenotype enn kantene av reirene [55]. Selv om Pol η farging var høyere i godt differensiert karsinom, ble ingen fortrinnsrett lokalisering av Pol η i tumor reir observert [23]. Ekspresjonsnivået av Pol η i karsinomceller at spredning til lymfeknutene ble også undersøkt og lignende uttrykk nivået ble observert sammenlignet med de tilsvarende primære områder (figur 2). En annen interessant observasjon var at de mitotiske kreftceller viste lav Pol η uttrykk, som var i overensstemmelse med det faktum at Pol η er hovedsakelig nødvendig under G1 /S fase [48-50].
A) Kjerne farging av Pol η i normal skjellepitel som kontroll. B) Sammenligning av Pol η flekker nivå mellom HNSCC og para-kreft normalt plateepitel slimhinnene i munnhulen. C-E) HNSCC atom Pol η ekspresjon ble klassifisert som negativ (C), lav (D) og høy, i henhold til hyppigheten og intensiteten av de fargede celler. F-G) Sammenligning av Pol η farging ved primær cancer i myk gane (F) og metastatiske kreftceller til lymfeknute (G). (Immunoperoxidase, opprinnelig forstørrelse: × 100 (AB), × 200 (CG)).
Endring av Pol η protein nivåer i respons til platina basert kjemoterapi
For å avgjøre om platinumbasert kjemoterapi endret Pol η uttrykk nivå, prøver fra de samme HNSCC pasienter før og etter kjemoterapi ble analysert og sammenlignet (n = 9, figur 3 og tabell 2). Vi fant 6/9 HNSCC (67%) hadde tilsvarende eller økt uttrykk av Pol η etter kjemoterapi (inkludert en sak som var nesten negativ i Pol η uttrykk før kjemoterapi) og 3/9 (33%) har gått ned Pol η uttrykk etter kjemoterapi . Effekten av kjemoterapi ble evaluert av både tumorstørrelse reduksjon i radiographical undersøkelse og histologisk undersøkelse av det fjernede vev carcinoma etterbehandling. Resultatet av kjemoterapi ble kategorisert som fullstendig remisjon (CR), delvis respons (PD), stabil sykdom (SD) og progresjon sykdom (PR). Data viste at 33% CR (2 tilfeller), 50% PR (3 tilfeller) og 17% PD /SD (1 tilfelle) viste lignende oppregulert Pol η uttrykk post kjemoterapi, og 33% CR (1 sak), 67% PR (2 tilfeller) og 0% PD viste redusert Pol η uttrykk. Imidlertid, ingen signifikant korrelasjon mellom ekspresjonen endring av Pol η som respons på kjemoterapi, hovedsakelig på grunn av den lille prøvestørrelsen.
Øvre rad representerer kjernefysiske farging av Pol η i HNSCC før kjemoterapi. Nedre rad representerer Pol η flekker i vev hentet fra de samme områdene av originale svulster etter kjemoterapi. Tilfelle 1) Pol η flekker nivå oppregulert etter kjemoterapi. Sak 2) Pol η flekker nivå nedregulert etter behandling. Sak 3-4) Pol η flekker nivå forble samme intensitet etterbehandling (immunoperoxidase, opprinnelig forstørrelse x200).
CR
en product: (%)
PR
en product: ( %)
PD + SD
en product: (%)
n
P
oppregulering av Pol η2333501176down-regulering av Pol η133267003N /Atable 2. Regulering av Pol η protein uttrykk nivå post kjemoterapi
en CR, komplett respons.; PR, delvis respons; SD, stabil sykdom; PD, progresjon sykdom. CSV Last ned CSV
kliniske betydningen av Pol η Farging nivå i HNSCC
Tidligere studier har indikert at de basale Pol η uttrykk før behandling kan påvirke utfallet av platinaforbindelser basert kjemoterapi [19,20]. Derfor ble sammenhengen mellom uttrykket av Pol η før behandling og kliniske utfall inkludert kjemoterapi respons og pasientens overlevelse undersøkt. Som vist i tabell 3, i de 12 forsøkspersoner som oppnådde komplett remisjon (CR), 8 pasienter (66%) hadde negativ /lav uttrykk for Pol η, og bare fire fag (33%) viste høy Pol η farging. I det motsatte, i de 10 forsøkspersoner som ikke har respondert (PD + SD), åtte var fra høy Pol η farging gruppen (80%), bare to pasientene hadde lav Pol η farging (20%).
Cases
Pol η lav (%)
Pol η høy (%)
P-verdi
CR
en
128 (66 ) 4 (33) PR278 (30) 19 (70) PD + SD102 (20) 8 (80) 0.03Table 3. Sammenheng mellom Pol η protein uttrykk og klinisk respons på kjemoterapi.
en CR, komplett respons ; PR, delvis respons; SD, stabil sykdom; PD, progresjon sykdom. Detaljer er forklart i M M. CSV Last ned CSV
Forholdet mellom sykdomsspesifikk overlevelse og uttrykket nivået av Pol η ble videre analysert ved hjelp av Kaplan-Meier analyse (log-rank test). Selv om det er en trend som viser at pasienter med høy Pol η uttrykk har en tendens til å ha kortere overlevelse, korrelasjonen var ikke signifikant (figur 4). Multivariat analyse ble ytterligere utført med Cox proporsjonal risikomodell justering for store clinicopathologic parametere. Som vist i tabell 4, T trinn (P = 0,03) var det eneste parameter funnet å være en betydelig uavhengig prediktor for å dø av karsinomer. Ingen andre variabler inkludert Pol η flekker, alder, N-status, og histologisk tumor differensiering ble assosiert med overlevelse i henhold til den multivariate analysen. Mangelen på sammenheng mellom Pol η uttrykk og pasient overlevelse i vår studie kan være på grunn av den lille størrelsen på utvalget samlet inn over en svært lang periode. Høy lokal tilbakefall er en velkjent faktor utelukker langsiktig svulst overlevelse av pasienter med HNSCC [2-4,22]. I vår kohort, var det 23 av 64 pasienter døde av sykdommen tilbakefall, inkludert 16 pasienter med høyt Pol η nivå og 7 pasienter med lav Pol η nivå. Imidlertid ikke statistisk signifikans ble funnet mellom Pol η ekspresjon og kreft tilbakefall (p = 0,15, data ikke vist).
Den blå kurven tilsvarer pasienter med høyt Pol η nivå og den røde kurven til pasienter med lav Pol η nivå.
Parametere
Risk ratio
95% CI
en
P
b
Age2.710.85-10.220.09T stage3.472.17-6.980.03N status1.040-4.390. 23Histological differentiation2.980.72-14.80.12POL η staining0.90.20-3.920.86chemotherapy0.790.08-17.620.85Tobacco2.240.54-11.40.32EtOH1.420.61-3.390.26Table 4. Bidrag av ulike potensielle prognostiske faktorer for å sykdomsfri overlevelse i munnhulekarsinomer pasienter (n = 58).
en CI, konfidensintervall.
b P-verdi ble oppnådd ved Cox metode. Beregnes ved log-rank test. CSV Last ned CSV
Diskusjoner
Det er kjent at platinabaserte legemidler mot kreft hemme tumorvekst hovedsakelig ved å danne DNA-addukter [50]. Det høye nivået av ekspresjon Pol η har blitt korrelert med dårlig klinisk resultat når platinabaserte midler ble brukt for behandling av ikke-småcellet lungekreft og metastatisk gastrisk adenokarsinom [19,20]. Ifølge Human protein atlas prosjektet, Pol η overalt uttrykt i atomkjerner i hovedsak de fleste vev unntatt mesenchymal-, glial- og stromale celler i endokrine vev [28]. I tillegg har Pol η blitt observert i de fleste karcinomceller, selv om ulike ekspresjonsnivåene er blitt rapportert [19,20,28,29]. Derfor er den potensielle effekten av Pol η på aktiviteten av platinabaserte legemidler eller gemcitabin i HNSCC undersøkt i denne rapporten.
I denne studien, observerte vi at Pol η var hovedsakelig uttrykt i svært prolifererende basal og parabasal lag av normal slimhinne plateepitel. En mye høyere ekspresjonsnivå av Pol η ekspresjon ble påvist i de fleste av HNSCC i forhold til de vanlige motpart vev. I tillegg ble en høyere Pol η ekspresjonsnivået i godt differensiert HNSCC detektert sammenlignet med dårlig differensierte de (figur 2 og tabell 1). Vi observerte også at høy basal nivå av Pol η uttrykk før kjemoterapi er signifikant korrelert til den lave svarprosenten på kjemoterapi. I tidligere studier er det blitt vist at Pol η reduserer de cytotoksiske effektene av både gemcitabin og cisplatin ved å utvide DNA med gemcitabin ved 3′-termini [11] eller utenom cisplatin-fremkalt intrakjede-addukter [13]. I vår kohort, bare 5 pasienter fikk gemcitabin enkelt behandling og 4 pasienter fikk både cisplatin og gemcitabin behandlinger. Vi kombinerte disse 9 tilfeller med 40 tilfeller behandlet med cisplatin for analyse. Pasienter med lav basal uttrykk for Pol η hadde en høyere forekomst av komplett respons (8/18) enn de som har høy basal Pol η uttrykk (4/31) (p = 0,03) (Tabell 3). Våre data støttes videre at bypass aktivitet av Pol η påvirker platina /gemcitabin aktivitet i forvaltningen av HSCCC, og uttrykket nivået av Pol η kan være nyttig for prediksjon av en klinikk svar før kjemoterapi. Den generelle fordel hastighet (CR + PR) var ikke signifikant forskjellig i disse to grupper av pasienter (16/18 i Pol η lav gruppe og 23/31 i Pol η høy gruppe) (data ikke vist), som i hovedsak skyldes høy partiell responsrate (18/31) i Pol η høy gruppe. Dette kan være på grunn av aktiviteten av andre DNA-reparasjons mekanismer som bidrar til den totale følsomhet for kjemoterapeutiske midler i tumorvev [24-27]. For eksempler, ble DNA atom eksisjons- reparasjon proteiner og BRCA1 rapportert å bidra til motstand mot platinabaserte midler [35-38,51-54].
Tidligere studier har vist at cisplatin behandling forhøyet uttrykk av DNA-reparasjonsgener og bidratt til den observerte motstand [30-34]. Ceppi et. al. rapporterte at Pol η mRNA-nivåer i ikke-småcellet lungekreft (NSCLC) cellelinjer ble signifikant indusert ved cisplatin [19]. En tidligere celle studie har vist at nedregulering av DNA lesjon bypass polymerase ζ (Pol ζ) i hode og nakke plateepitel karsinom celler sensitizes celler til cisplatin, og hemming av hRev3 genekspresjon ble foreslått å være en potensiell klinisk strategi for å redusere motstand mot cisplatin i HNSCC [56]. I denne studien ble det observert at ekspresjonsnivået av Pol η nivå økes i 6 tilfeller (6/9) av de 9 pasienter som var resistente overfor platina eller gemcitabin kjemoterapi, som ikke har vært rapportert tidligere. Videre studier vil det være nødvendig med et større utvalg å konkludere om endring av Pol η uttrykk før og etter kjemoterapi kan brukes som en prediktor for utvikling av resistens mot platina eller gemcitabin basert kjemoterapi.
Vårt denne studien viste at et høyt ekspresjonsnivå av Pol η er forbundet med en redusert følsomhet for platina /gemcitabin behandling, noe som tyder på at ekspresjon nivået av Pol η kan brukes som en prediktiv markør. Vår nåværende Resultatene tyder også på at det ikke er noen signifikant sammenheng mellom Pol η uttrykk og alder, kjønn, primær tumor størrelse, LN metastatisk status på grunnlag av slike tilfeller nummer. Selv om resultatene ikke fant en signifikant sammenheng mellom Pol η ekspresjonsnivået og pasientoverlevelse (OS og PFS), er det en trend som viser at høyere Pol η ekspresjon er korrelert med kortere overlevelse.
