Abstract
Mål
Lungekreft er en av de mest dødelige kreftformer; median overlevelse fra diagnose er mindre enn ett år i de med avansert sykdom. Nye lungekreft biomarkører er desperat behov. I denne studien har vi evaluert SULF2 uttrykk ved immunhistokjemi og sin tilknytning til total overlevelse i en kohort av pasienter med ikke-småcellet lungekreft (NSCLC). Vi så også for tilstedeværelsen av SULF2 protein i plasma for å evaluere sitt potensial som en tidlig deteksjon biomarkør for NSCLC.
Metoder
Vi identifiserte pasienter som gjennomgikk kirurgisk reseksjon for pulmonal adenokarsinom eller plateepitelkarsinom ved vår institusjon. En del fra hver parafin-embedded prøven ble farget med en SULF2 antistoff. En patolog bestemmes den prosentvise og intensiteten av tumorcellefarging. Survival analyse ble utført ved hjelp av en multivariat Cox modell. Ved hjelp av en roman SULF2 ELISA-analyse, vi analysert plasmanivået av SULF2 i en liten kohort av friske donorer og pasienter med tidlig stadium NSCLC.
Resultater
SULF2 farging var til stede i 82% av lunge kreftprøver. Plateepitelkarsinom hadde en høyere gjennomsnittlig andel av flekker enn adenokarsinomer (100% vs. 60%, p 0,0005). Etter å ha justert for alder, kjønn, rase, histologisk type scene, og neoadjuvant terapi, var det en ikke-signifikant (31%, p = 0,65) økning i risikoen for død hos pasienter med adenokarsinom med SULF2 flekker i tumorceller. I motsetning til dette, var det en signifikant reduksjon i risiko for død (89%; p = 0,02) for pasienter med squamous cell carcinoma med SULF2 farging i tumorceller. SULF2 protein var til stede i plasma hos pasienter med tidlig stadium NSCLC, og oppløselige SULF2 nivåer økte med alderen. Til slutt, plasma SULF2 nivåene var signifikant forhøyet i tidlig stadium NSCLC pasienter, sammenlignet med friske kontroller.
Konklusjoner
Tumor uttrykk for SULF2 kan påvirke prognosen i NSCLC, mens blodet SULF2 nivåer kan ha en betydelig rolle i diagnostisering av denne dødelige sykdommen
Citation. Lui NS, Yang YW, van Zante A, Buchanan P, Jablons DM, Lemjabbar-Alaoui H (2016) SULF2 Expression er en potensiell diagnostisk og prognostisk markør i Lungekreft. PLoS ONE 11 (2): e0148911. doi: 10,1371 /journal.pone.0148911
Redaktør: Renato Franco, Istituto dei Tumori Fondazione Pascale, ITALIA
mottatt: 17 september 2015; Godkjent: 20 januar 2016; Publisert: 16 februar 2016
Copyright: © 2016 Lui 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 innenfor papir
Finansiering:. Dette arbeidet ble finansiert av National Cancer Institute (NCI), som er en del av National Institutes of Health (NIH), NIH /NCI U01 stipend U01CA168878 (http: //www.nih.gov/about/almanac/organization/NCI.htm). Mottakeren av denne bevilgningen er HLA. 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
Lungekreft er den vanligste diagnosen non-kutan malignitet og den ledende årsak til kreft dødsfall på verdensbasis [1-4]. Det er to store histologiske kategorier av lungekreft: småcellet lungekreft (SCLC) og ikke-småcellet lungekreft (NSCLC). NSCLC står for ca 90% av alle lungekrefttilfellene, og består av tre underkategorier: adenokarsinom (ADC), plateepitelkarsinom (SCC), og stor-cell carcinoma [5]. Flertallet av lungekrefttilfellene skyldes røyking, noe som eksponerer luftrom for tobakksrøyk kreftfremkallende. Aktiv røyking øker risikoen for å utvikle lungekreft med 13 ganger og langsiktig passiv eksponering for sigarettrøyk med 1,5 ganger [2]. Omtrent 90% av alle lungekreftrelaterte dødsfall er forårsaket av tobakksbruk [6]. Som med andre krefttyper [7], det er ikke enkelt mutasjon som er ansvarlig for lungekreft, men en serie av molekylære endringer bidrar til tumordannelse. Lunge cancer er en heterogen sykdom som involverer somatiske mutasjoner og epigenetisk dysregulering av et antall signalveier. Flere reseptortyrosinkinaser (RTK’er) (EGFR, IGF-1R, og cMet), samt GTPase Kras, har vært implisert som onkogener, mens tap-av-funksjon mutasjoner er oftest funnet i p53, RB og p16INK4a [1 , 2]. Til tross for forbedringer i diagnostikk og terapi gjort i løpet av de siste 25 årene, er prognosen for pasienter med lungekreft fortsatt dårlig [8,9]. Videre forståelse av det molekylære grunnlaget for lungekreft, inkludert oppdagelsen av sykdomsspesifikke biomarkører, ville forbedre vår evne til å diagnostisere, gi prognostisk informasjon, og potensielt lede behandling av pasienter.
heparansulfat proteoglykaner (HSPGs) bestå av kjernen proteiner som er modifisert ved kovalent tilsetning av HS-kjeder som inneholder variabelt sulfat gjentagende disakkaridenheter [10]. HSPGs utføre utallige signal funksjoner, ved hjelp av sine sulfat kjettinger til å binde ulike protein ligander, for eksempel vekstfaktorer, morphogens, kjemokiner og cytokiner. Disse ligand interaksjoner i stor grad avhenge av mønster og tetthet av sulfate modifikasjoner med 6-O-sulfatering av glukosamin (6os) kjent for å være nøkkelen [11]. To nylig oppdagede sulfatases (SULF1 og SULF2) tilveiebringe en ny mekanisme for regulering av HSPG-avhengig signalisering ved å fjerne 6os. SULFs er nøytral pH, ekstracellulære enzymer som fjerner 6os fra intakte heparin /HSPGs; de fremmer nøkkelsignalveier ved å mobilisere protein ligander (for eksempel, Wnt, GDNF, PDGF-B, BMP-4) fra HSPG binding, og dermed frigjøre ligandene om bindingen til signaloverføring reseptorer [12].
Én eller både SULF transkripsjoner er grovt overuttrykt i mange humane kreftformer, inkludert NSCLC, glioblastom, leverkreft, brystkreft, hode og nakke kreft, bukspyttkjertel adenokarsinom, multippel myelom, og magekreft [11,13]. SULF2 har vært direkte innblandet som en drivkraft for kreftutvikling i NSCLC [14], murine og humane maligne gliomer inkludert glioblastom og oligodendroglioma [15,16], bukspyttkjertelkreft [17], og leverkreft [18]. Den mest grundig undersøkelse av rollen SULF2 i kreft har blitt utført av oss i NSCLC. Kort, i NSCLC vi funnet [14]: 1) oppregulering av både SULFs på karakterutskriften nivå; 2) SULF2 protein uttrykk i 20 av 20 humane NSCLC tumorer med minimale nivåer i normal lunge; 3) SULF2 protein fremmer in vitro ondartet fenotype, og tumorgenisitet i mus SULF-2-positive humane NSCLC-cellelinjer; og 4) SULF2 fremmer human lunge karsinogenese ved regulering av Wnt signalisering og kinaseaktiviteten av tre kritiske reseptorer (dvs. EGFR, IGF-1R og cMet) (upublisert). Feilregulering av hver av disse tre reseptorene er årsaksmessig knyttet til lungekreft utvikling, progresjon og økt motstand mot kjemoterapi [19-21]. Disse funnene viser at SULF2 regulerer en rekke signalveier som er gjenstand for avvikende aktivering i kreft. Denne reguleringen blir utøvet oppstrøms for interaksjonen av vekstfaktorer med RTK’er og aktivering av intracellulære kinaser. Dessuten har SULF2 promoter metylering og uttrykk vært forbundet med total overlevelse i lungekreft, magekreft, og leverkreft [6,7]. Målet med denne studien var å evaluere SULF2 uttrykk ved immunhistokjemi og relatere dette med sykdomsprogresjon og total overlevelse i en kohort av pasienter med NSCLC.
Metoder
Pasienter
Vi identifiserte 121 pasienter som gjennomgikk kreft reseksjon lunge for enten invasiv ADC (52 pasienter) eller invasiv SCC (69 pasienter) ved vår institusjon fra 2000 til 2006. Vi ekskluderte pasienter med residiverende lungekreft, ingen tilgjengelige prøven parafininnstøpte vev, eller mindre enn 3 mm av invasiv svulst på en H E lysbilde. Clinicopathologic data ble innhentet gjennom gjennomgang av elektronisk pasientjournal. Histologisk data ble innhentet gjennom gjennomgang av patologi rapporter og bekreftet ved gjennomgang av H E seksjoner av en patolog (AVZ). Patologisk stadium ble bestemt av amerikanske Joint Committee on Cancer (AJCC) staging system, 7
th edition [8]. Vital status ble innhentet gjennom Social Security Død Master File. Total overlevelse ble beregnet fra datoen for operasjonen. UCSF Institutional Review Board godkjent denne studien. Pasientenes poster og informasjon ble anonymisert og avidentifisert før analysen.
Immunohistochemistry
En 5-mikrometer delen av hver parafininnstøpte vevsprøve ble farget med et monoklonalt antistoff mot SULF2 ( 2B4) [12] ved en konsentrasjon på 2 ug /ml med avidin-biotin blokkering. Dette antistoff ble utviklet og tidligere validert [12]. En patolog (AVZ) blindet for pasientens utfallet bestemt prosent og intensiteten av tumorcellefarging. Prosentandelen av tumorcelle Fargingen ble scoret fra 0 til 100%. Intensiteten av tumorcellefarging ble vurdert ved 100x forstørrelse og scoret fra 0 til 3. En score på 0 representerte ingen farging; 1, svak flekker; 2, moderat farging; og 3, sterk farging. Når prøvene viste et utvalg av intensitet, ble den midlere intensitet registreres. Tilstedeværelsen av endotelial celle farging ble vurdert for hvert lysbilde og fungerte som en intern positiv kontroll. Farging av tumorassosiert stroma ble også notert.
SULF2 Sandwich ELISA
Sandwich ELISA for påvisning av SULF2 i blodet ble utført som tidligere beskrevet [22]. Kort beskrevet for kvantifisering av SULF2 i plasma fra pasienter med NSCLC, ble analysen utført med 12,5% fortynnet plasma. Tre bestemmelser ble utført for hver plasmaprøve. Bakgrunnsverdier ble bestemt med mIgG1 erstatte anti-SULF2 antistoff som oppbringelsesreagens. Den midlere bakgrunnsverdi ble subtrahert fra den med anti-SULF2 fangst-antistoff under dannelse av det spesifikke signalet, som ble brukt til å beregne SULF2 ved sammenligning med den SULF2 standard kjøre på den samme platen. Plasmaprøver som hadde bakgrunn som er større enn to ganger den iboende bakgrunnen (mIgG1 fangst signal uten serum tilsatt) eller hatt en negativ verdi ble ekskludert.
Statistical Analysis
Pasient baseline og immunhistokjemi score ble oppsummert og sammenlignet med histologisk type ved hjelp av t-test for kontinuerlige variabler og chi-kvadrat test for kategoriske variabler. Survival analyse ble utført ved hjelp av univariat og multivariat Cox-modeller. Alder, kjønn og rase ble inkludert i den multivariate modellen a priori. Histologisk type scene, klasse, neoadjuvant terapi, og driftsår ble inkludert i multivariat analyse bare hvis p-verdien var mindre enn 0,10 i univariate analysen. Vi gjentok våre analyser i pre-spesifiserte undergrupper av histologisk type (ADC og SCC) og neoadjuvant terapi (ja og nei). For alle statistiske tester, ble en to-sidig alfanivå 0,05 ansett som statistisk signifikant. Analysene ble utført ved hjelp av Stata versjon 11.
Resultater
Pasienter
Vi identifiserte 121 pasienter som gjennomgikk kirurgisk reseksjon for lungekreft ved vår institusjon i løpet av 6-års periode fra 2000 til 2006. Ninety-tre av disse 121 pasientene møtte våre inklusjonskriterier, inkludert 42 pasienter med ADC og 51 pasienter med SCC (fig 1).
Pasient utvalg av gjennomgang av 121 pasienter som gjennomgikk lunge reseksjon for lungekreft i løpet av 6-års perioden fra 2000 til 2006.
det var flere forskjeller i baseline mellom pasienter med ADC og de med SCC (tabell 1). Pasienter med SCC hadde en høyere andel menn (69% vs. 43%, p = 0,012), var mer sannsynlig å være tidligere eller nåværende røykere (90% vs. 76%, p = 0,006), var mer tilbøyelige til å gjennomgå pneumonectomy (14% vs. 2%; p = 0,03), og hadde en høyere frekvens av neoadjuvant behandling (47% vs. 26%, p = 0,039).
* p-verdiene ble beregnet ved hjelp av t-test for kontinuerlige variabler og x
2 test for kategoriske variabler.
Immunohistochemistry
SULF2 flekker i enten tumor eller stromale celler ble oppdaget på 72/93 av prøvene, inkludert 25 /42 (60%) av ADC prøver og 51/51 (100%) av SCC prøver (tabell 2). Alle prøver hadde positiv endotelcelle flekker, som tjente som en intern positiv kontroll. Påfallende, ble tumorcellefarging detektert i bare 19% (8/42) av de ADC tilfeller, som sammenlignet med 94% (42/51) av SCC tilfeller (fig 2). Imidlertid, 50% (17/42) ADC og 88% (45/51) SCC prøvene viste synlig farging av tumor stroma inkludert spindel-formede stromale celler i tillegg til endotelceller foring blodkar. Med unntak av spredte epiteliale basal celler, den normale luftveisepitel tilstøtende til tumorer var negativ for SULF2 farging (figur 2).
Representative seksjoner fra squamous cellekreft prøver med ingen farging (A), svak farging (B) og moderat farging (C) sterk farging (D), og tilstøtende normal lunge med ingen farging (E). Panel F viser farging av tumor- tilknyttet stromale celler med 2B4 antistoff. Paneler A, B, C, D og E er lav- kraftmikrografer (10X, skala bar = 100 pm). Panel F er en høyeffekts mikrografer (20X, skala bar = 50 gm).
SULF2 farging var positiv for 82% av prøvene (enten tumor eller stroma flekker). De plateepitelkarsinom (SCC) prøver hadde en høyere gjennomsnittlig andel av svulst flekker sammenlignet med adenokarsinom (ADC) prøver (100% vs. 60%, p 0,0005). * P-verdier ble beregnet ved hjelp av t-test for kontinuerlige variabler og x
2 test for kategoriske variabler
Videre SULF2 farging skilte med histologisk type sannsynlig reflekterer deres distinkte årsaker. SCC prøver hadde en høyere gjennomsnittlig andel (50,5% vs. 8,1%, p 0,0005) og intensitet (1,7 vs. 0,3, p. 0 0005) av tumorcellefarging i forhold til ADC prøvene. Men ingen korrelasjon ble funnet mellom enten svulst eller stromal cellefarging og neoadjuvant terapi i enten histologisk type. I tillegg verken andel eller intensiteten tumor eller stromal cellefarging var signifikant assosiert med andre kliniske og patologiske variabler, inkludert scenen og klasse.
Survival analyse
Median oppfølgingstid var 53,6 måneder . I de univariate Cox-modeller (tabell 3), ble patologisk stadium og alder signifikant assosiert med total overlevelse. Som ventet ble høyere stadium signifikant assosiert med dårligere total overlevelse. Det var en trend mot en sammenheng mellom total overlevelse og både neoadjuvant terapi og histologisk type. Disse ble inkludert i multivariatmodell (tabell 4). Interessant, pasienter som gjennomgikk neoadjuvant terapi hadde dårligere total overlevelse enn de som ikke gjorde det. Resultatet avspeiler sannsynligvis utvalg skjevhet i hvilke pasienter diagnostisert med mer aggressive svulster er mer sannsynlig å få neoadjuvant terapi. År for kirurgi og histologisk grad ble ikke signifikant assosiert med overlevelse; disse ble ikke inkludert i multivariatmodell (tabell 4). Hos alle pasienter, ble tilstedeværelse av SULF2 farging av enten tumorceller eller stroma assosiert med en 42% økning i risiko for død, men dette resultatet var ikke statistisk signifikant (p = 0,39). Etter å ha justert for alder, kjønn, rase, histologisk type scene, og neoadjuvant terapi, pasienter med ADC med SULF2 flekker i tumorceller hadde en 31% økt risiko for død (p = 0,65) (Tabell 4), og pasienter med SCC med SULF2 farging i tumorcellene hadde en 89% redusert risiko for død (p = 0,02) (tabell 4).
(* 100% av tumorer farget positivt for enten tumor eller stroma).
Analyse av SULF2 i blodet
Vår gruppe tidligere utviklet en robust sandwich-ELISA for å påvise SULF2 i menneskelig blod (plasma og serum) [22]. For denne studien undersøkte vi plasma SULF2 nivåer i en kohort av 43 pasienter med nylig diagnostisert tidlig stadium NSCLC. Plasma ble samlet før kirurgisk reseksjon for lungekreft ved vår institusjon. Disse pasientene hadde stadium IA eller IB (71%) eller trinn II (29%) NSCLC. Løselig SULF2 var til stede i blodet hos pasienter med tidlig stadium NSCLC (gjennomsnitt ± SEM = 1024,2 ± 82,8 pg /ml) (figur 3A). Videre var det en alder-assosiert økning i SULF2 nivåer i plasma (Fig 3B). Dette er første gang at SULF2 nivåer har blitt kvantifisert i blod fra pasienter med NSCLC. Viktigere, våre analyser avslørte at SULF2 protein er signifikant forhøyet i plasma av NSCLC med SULF2 positive tumorer (gjennomsnitt ± SEM = 1108,0 ± 125,5 pg /ml) sammenlignet med NSCLC pasienter med SULF2 negative tumorer (gjennomsnitt ± SEM = 489,3 ± 131,4 pg /ml) (p = 0,0003) (figur 3C). I tillegg har vi analysert SULF2 nivåer i kommersielt tilgjengelige plasmaer fra 16 friske givere. Våre resultater viste at plasmanivået av SULF2 protein økes markert i NSCLC-plasma, sammenlignet med friske kontrollpersoner (gjennomsnitt ± SEM = 1024,2 ± 82,8 pg /ml versus 574,1 ± 78,15 pg /ml henholdsvis) (figur 3A). Disse dataene er spennende og gir den første indikasjon på at SULF2 blodet kan være nyttige biomarkører for tidlig deteksjon av lungekreft. Imidlertid er flere studier er nødvendig for å validere disse funnene i blodprøver fra en større kohort av NSCLC pasienter som samles inn fra bestemte sentre med sine egne iboende friske kontrollpersoner, matchet etter alder, kjønn og røyking, og samlet på samme protokoll.
A) Plasmaprøver prøver~~POS=HEADCOMP fra 45 nydiagnostiserte tidlig stadium NSCLC pasienter og 16 friske kontroller ble analysert ved hjelp SULF2 ELISA-analysen. SULF2 proteinnivåer i blodet er forhøyet hos NSCLC pasienter ((Mean ± SEM = 1024,2 ± 82,8 pg /ml) i forhold til friske individer kontroller (Mean ± SEM = 574,1 ± 78,15 pg /ml), (p = 0,004). P-verdi var bestemmes av T-test med welsh korreksjon for ulike variasjoner. B) signifikant positiv korrelasjon mellom plasma SULF2 nivåer og alder ble funnet i NSCLC pasienter (
r
= 0,3656, p = 0159). r og P-verdier ble bestemt av parametriske tosidige Spearman korrelasjon. C) SULF2 protein er signifikant forhøyet i plasma av NSCLC med SULF2 positive tumorer (gjennomsnitt ± SEM = 1108,0 ± 125,5 pg /ml) sammenlignet med NSCLC pasienter med SULF2 negative tumorer (gjennomsnitt ± SEM = 489,3 ± 131,4 pg /ml) (p = 0,0003). P-verdi ble bestemt ved T-test med welsh korreksjon for ulike variasjoner.
Diskusjoner
De univariate Cox-modeller avslørt at NSCLC pasienter med et høyt nivå av SULF2 uttrykk i tumorer som vurderes av immunhistokjemi tendens til å ha kortere total overlevelse, noe som indikerer at en høy SULF2 nivå kan være en markør for dårlig prognose hos disse pasientene. Forbløffende nok etter justering for alder, kjønn, rase, histologisk type scene, og neoadjuvant terapi, tumorcellefarging for SULF2 var assosiert med en trend mot økt risiko for død (31%, NS) i ADC pasienter. Omvendt hos pasienter med SCC, ble SULF2 farging i tumorceller forbundet med en betydelig redusert risiko for å dø (89%, p = 0,02). Den nevnte avvik i resultatet relatert til tumor SULF2 flekker mellom ADC og ACC pasienter, sannsynligvis gjenspeiler ulik etiologi og tumor atferd av disse to lungekreft subtyper. Det er imidlertid viktig å merke seg at SCC konsernet har et svært begrenset antall SULF2 negative saker (3 av 49 tilfeller). Derfor våre funn må verifiseres i større kohorter av NSCLC pasienter til å underbygge en mulig differensial utfall mellom SCC og ADC forbundet med SULF2 positiv farging i tumorer.
Som forventet høyere stadium ble også signifikant assosiert med dårligere total overlevelse . Interessant, pasienter som gjennomgikk neoadjuvant terapi hadde dårligere total overlevelse enn de som ikke gjorde det. Resultatet avspeiler sannsynligvis seleksjonsskjevhet, hvor pasienter med mer aggressive svulster var mer sannsynlig å få neoadjuvant terapi.
Denne studien viste også at SULF2 flekker varierte med histologisk type sannsynlig reflekterer deres distinkte årsaker. Plateepitelkarsinom prøver hadde signifikant høyere andel og intensitet av tumorcellefarging enn adenokarsinom prøver. Disse resultatene er i overensstemmelse med våre tidligere funn, hvor SULF2 ekspresjon i tumorceller ved immunhistokjemi var til stede i ti av ti lunge squamous cellekreft eksempler, men null av ti lunge adenokarsinom prøver [12]. Men begge adenokarsinomer og plateepitelkarsinom viste påfallende farging av tumor stroma [12].
Foreningen for SULF2 og total overlevelse tilsvarer tidligere funn i ulike typer kreft. I våre innledende undersøkelser, viste vi at høyere nivåer av SULF2 protein som vurderes av immunkjemi er assosiert med økt alvorlighetsgrad av sykdom og dårligere overlevelse hos pasienter med spiserørskreft [23]. Lai et al. viste at økt SULF2 transkripsjon uttrykk ved mikromatriser ble assosiert med aggressive svulster og dårligere overlevelse hos pasienter med leverkreft [24]. Bret et al. viste at SULF2 uttrykk i grunnskolen myelomatose celler var assosiert med dårlig prognose i to uavhengige store kohorter av pasienter [13]. Til slutt, Tessema et al. og Wang et al. viste at SULF2 promoter metylering var assosiert med forbedret total overlevelse hos pasienter med lunge adenokarsinom og magekreft, henholdsvis [25,26]. I holder, våre resultater viser for første gang at SULF2 på proteinnivå er assosiert med total overlevelse i NSCLC, noe som bekrefter sin viktige rolle i kreftutvikling og potensial som en prediktiv biomarkør.
De ekstracellulære endosulfatases (SULF1 og SULF2) er overuttrykt i et bredt utvalg av kreft hos mennesker [11,13,16] og SULF2, spesielt, har vært innblandet, etter oss og andre, som en driver av kreftutvikling i NSCLC [12], bukspyttkjertelkreft [17], ondartet astrocytom [15,16], tykktarmskreft [27], og leverkreft [18]. Som ekstracellulære enzymer som både er bundet til cellemembranen og utskilt, de SULFs og deres Heparan sulfat proteoglykaner (HSPG) substrater er til stede i det ekstracellulære miljø. HSPGs utføre utallige signalfunksjonene ved å bruke sine sulfat kjettinger til å binde ulike protein ligander, for eksempel vekstfaktorer, morphogens og cytokiner. Disse interaksjonene avhenger av mønsteret av sulfate endringer [10]. Den 6-O-sulfatering av glukosamin (6os) er kjent for å være nøkkel for mange ligand interaksjoner. SULFs selektivt fjerne kritiske 6os modifikasjoner fra HSPGs, og på den måten SULFs hindre ligand beslaglegging, slik at disse ligander å samhandle med sine tilhørende reseptorer. Dette fenomenet har blitt demonstrert for Wnt, VEGF, FGF-en, PDGF, CXCL12 (SDF-1), CCL21, IL-8, og IP-10 [28,29]. Avvikende aktivering av de nevnte signalveier har vært innblandet i mange former for kreftutvikling.
Opprinnelig SULFs ble antatt å være kreftdempere [30-32]. Denne troen stammer fra eksperimenter hvor tvunget ekspresjon av et SULF i flere tumorlinjer som skyldes redusert vekst-faktor signale av HB-EGF, FGF-2 eller HGF, og redusert tumorgenisitet. De negative effektene av SULFs for FGF-2-signalisering er i overensstemmelse med kravet om 6S på HSPGs i FGF-2 aliserte kompleks [33]. Men, i samsvar med en potensiell onkogen rolle, en eller begge
SULF
gener ble snart funnet å være overuttrykt i undergrupper av flere svulster (bryst, bukspyttkjertel, leverkreft, ondartet astrocytom, hode og nakke, lunge, og flere myelom) [11]. Spesielt har SULF2 er direkte implisert som en kandidat kreftfremkallende genet i human brystkreft og musehjernekreft [34,35]. Videre, i ondartet astrocytom, og bukspyttkjertel, tykk- og kreft celle lunge linjer SULF2 knockdown førte til redusert spredning og redusert vekst av transplantater i mus, sannsynligvis på grunn av sin effekt på signalveier indusert av HSPG bindende faktorer [14,16-18, 27]. I hepatocellulære kreft-cellelinjer, overekspresjon av SULF2 ført til økt proliferasjon og migrasjon og markert forbedret tumorigenisitet av disse cellene i nakne mus [18].
Våre resultater viser at SULF2 ble uttrykt i 72 av 93 human lungekreft svulster, inkludert 25 av 41 (60%) adenokarsinom prøver og 51 av 51 (100%) plateepitelkarsinom prøver. Viktigere var høy uttrykk for SULF2 assosiert med dårligere prognose hos pasienter med adenokarsinom. Disse funnene er i samsvar med en tidligere rapport som viser en signifikant sammenheng mellom SULF2 promoter metylering og overlevelse i lunge adenokarsinom pasienter [25]. Overraskende nok ble SULF2 farging av kreftceller hos pasienter med plateepitelkarsinom i forbindelse med en bedre overlevelse. Likevel, disse funnene er svært oppmuntrende, og det virker som de fleste adenokarsinomer prøver (inkludert tidlig stadium sykdom), og alle de plateepitelkarsinom tumorprøver har noen grad av flekker for SULF2 protein. Sammen utgjør disse data tyder på potensialet for SULF2 protein som en prognostisk biomarkør hos pasienter med lungekreft. Videre, som et utskilt molekyl som kan akkumuleres i blod eller andre kroppsvæsker, er det også har potensiale som et diagnostisk biomarkør.
Både i USA og over hele verden, har lungekreft lenge vært den fremste årsak til kreft dødsfall [3,4,36]. På grunn av den sene presentasjon og diagnose, har lungekreft en svært dårlig prognose og dårlig rente kur [37,38]. Flertallet av tilfellene (over 60%) er diagnostisert på et sent stadium av sykdommen hvor dagens behandlingsmetoder er usannsynlig å være effektive [35-37]. Den 5-års overlevelse rate er mindre enn 10% hos pasienter med avansert sykdom, men større enn 60% hos pasienter med stadium en sykdom [3,4]. Det er derfor et stort behov for effektive verktøy som gjør det mulig for tidligere diagnose og behandling. Det er for tiden ingen biomarkører i bruk klinisk på grunn av deres mangel på tilstrekkelig sensitivitet og spesifisitet. SULF2 er viktig i denne sammenheng som det er et utskilt enzym med en demonstrert relevans for lunge kreftutvikling. Dermed kan utviklingen av SULF2 som en biomarkør bidra til å identifisere en høyrisikogruppe som ville gjøre screening mulig.
I denne studien, 20 av 34 (59%) tidlig stadium (I eller II) lunge adenokarsinom prøver hadde SULF2 farging. Også, 40 ut av 40 (100%) tidlig stadium (I eller II) plateepitel celle lunge karsinom prøver hadde SULF2 farging. Som utskilles enzymer, hypotese vi at løselig SULF2 potensielt løslatt fra svulster kan påvises i blodet og dermed kan fungere som en biomarkør for tidlig deteksjon av NSCLC med SULF2 overekspresjon. For å teste denne hypotesen, brukte vi vår nylig utviklet og validert ELISA-analysen for deteksjon av SULF2 i menneskeblod [22]. Vi fant ut at plasma fra pasienter med tidlig stadium NSCLC inneholder et gjennomsnittlig nivå av Mean ± SEM = 1024,2 ± 82,8 pg /ml SULF2 (fig 3A). I tillegg er resultatene tyder på at det er en alder-assosiert økning i SULF2 nivåer i plasma, kan således være en alder potensielle forvekslings variabel. Disse dataene gir det første bevis på at SULF2 protein kan kvantifiseres i blodet fra en pasient med tidlig stadium lungekreft. Også har vi gjennomført foreløpige analyser av SULF2 nivåer i blodet fra tidlig stadium NSCLC kreftpasienter. Vi fant at bety SULF2 nivåer i blod er signifikant forhøyet hos pasienter med NSCLC og sammenlignet med friske bloddonorer (gjennomsnitt ± SEM = 1024,2 ± 82,8 pg /ml versus 574,1 ± 78,15 pg /ml henholdsvis) (figur 3A). Dataene tyder på at det er en alder-assosiert økning i SULF2 nivåer i plasma, kan således være en alder potensielle forvekslings variabel. Ikke desto mindre, resultatene av denne innledende analysen tilveiebringe bevis for at tidlig stadium lungekreft er forbundet med en økt plasmakonsentrasjon av SULF2. Derfor gir vi den første validering av blod SULF2 som en potensiell biomarkør for tidlig diagnostisering av kreft ved hjelp av en kvantitativ ELISA. Videre funnene i denne innledende analysen åpner muligheten for blod SULF2 som en potensiell biomarkør for tidlig diagnostisering av kreft ved hjelp av en kvantitativ SULF2 ELISA. Selv SULF2 påvisningsmetoden trenger ytterligere bekreftelse på et større klinisk kohort med alders- og kjønns matchet kontroller og kan ikke være egnet som en frittstående test, sin kombinasjon med analyser som måler nivåene av andre sirkulerende biomarkører som Cyfra, kan gi tilstrekkelig spesifisitet for å komplettere bildediagnostikk brukes rutinemessig i befolkningen screening for kreft.
i konklusjonen i denne studien har vi vist ved immunhistokjemi at SULF2 protein er til stede i de fleste av lunge adenokarsinomer og i alle squamous celle lunge karsinom prøver vi testet. Vi viste for første gang at SULF2 farging av tumorceller var assosiert med en tendens mot lavere total overlevelse hos pasienter med lunge adenokarsinomer. Dette er viktig som omtrent ni av ti tilfeller av lungekreft kan kategoriseres som NSCLC, og ikke-plateepitel NSCLC utgjør inntil 70% av disse tilfellene. Videre har vi vist at løselig SULF2 økes i blod fra scenen NSCLC pasienter tidlig og dermed gir det første bevis på løselig blod SULF2 som en potensiell biomarkør for tidlig deteksjon av NSCLC. Sammen utgjør disse funnene er svært oppmuntrende og bekrefte potensialet i SULF2 protein som en diagnostisk og prognostisk biomarkør hos pasienter med NSCLC.
Takk
Takk til Loretta Chan ved UCSF Helen Diller Family Comprehensive Cancer Center Tissue Kjerne for å utføre immunhistokjemisk farging.
