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编号:10233522
胰头癌组织中PGGT基因研究
http://www.100md.com 《世界华人消化杂志》 1999年第8期
     作者:沈洪薰 江 颖 王志伟 邵苏吉 芮 理 郑震林 朱远源 陈玉泉 王惠民

    单位:南通医学院附属医院普外科 江苏省南通市 226001

    关键词:胰腺肿瘤;γ-谷氨酰转移酶基因;核苷酸序列

    世界华人消化杂志990834 中国图书馆分类号 R735.9

    Subject headings pancreatic neoplasms; γ-glutamyl transferase gene; nucleotide sequence

    胰头癌患者的血清中,一种胰源性γ-谷氨酰转移酶(Pancreatic Gamma-Glutamyl Transferase, PGGT)异常升高,应用血清PGGT,PGGT/TGGT诊断胰头癌阳性率62.5%[1]. 应用杂交瘤技术制备人胰腺的γ GT(PGGT)mAB,诊断胰头癌,诊断正确率高达99.6%[2]. 为了探讨PGGT与胰头癌发生和发展关系,对胰头癌组织中PGGT基因进行研究,发现胰头癌组织中PGGT基因与人胰腺GGT具有同源性,但PGGT基因表达量增高,现报告如下.
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    1 材料和方法

    1.1 材料 胰头癌组织标本3例,壶腹部癌组织标本2例,胆管癌组织标本2例. 人肝组织标本2例,人肾组织标本2例,人胰腺组织标本3例,均取自南通医学院附属医院普外科及肿瘤外科手术切除标本.胚肝、胚胰取自22wk流产胎儿,来自于南通医学院附属医院妇产科. 所有标本均离体后迅速置液氮保存. Trizol试剂购于Gibco公司;5×First stand Buffer, 0.1mol/L DTT,10mmol/L dNTP mix, SuperscriptTMⅡ,E.ColiRNase H购于GIBCOBRL;10×PCR Buffer, 50mmol/L MgCl2 10mmol/L dNTP,Taq酶购于GIBCO BRL;ECOR I,NotⅠ酶购于GIBCO BRL;丙烯酰胺、N-N'亚甲基双丙烯酰胺购于Sigma公司;PGEM 7Zf(+)DNA/Hae Ⅲ Markers购于上海华美公司;TA克隆试剂盒,购于Promega公司;第一对引物由上海Sangon公司合成. 上游引物序列5'>CGTGCTGGCCC_TCATCCTCA<3',下游引物序列5'>CTGACCGGGGAG_CGGACCT<3',扩增片段长度约387bp. 第二对引物由美国Clontech york.Y.Zhu提供. 上游引物序列5'>AGCGGGCCC_GTGCTGGCCCTCATCCTCA<3',下游引物序列5'>AGGATC_CCGCTGACCGGGGAGCGGACCT<3',PCR仪为美国PE 2400;TGL-16G台式高速冷冻离心机由上海安亭科学仪器厂生产;752紫外光栅分光光度仪;Dy-A垂直电泳仪,由上海康达电子仪器厂生产.
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    1.2 方法

    1.2.1 总RNA提取 切取组织80mg,加Trizol试剂1mL,于冰浴中匀浆;置1.5mL离心管,15℃~30℃水浴5min,加0.2mL氯仿,摇15s,置水浴15℃~30℃ 3min,离心12000r/min,15min;转移上清,加0.5mL异丙醇,孵育15℃~30℃ 15min,离心12000r/min,10min;弃去上清,加750mL/L乙醇1mL,混匀,离心12000r/min,5min;测定A(吸光度),计算胰头癌组织中总RNA.

    1.2.2 cDNA合成 将微量离心管中加入1uL oligo(dT)12~18(500mg/L),5ug RNA,加灭菌水至总体积20uL混匀;加热70℃,10min;冰上快速冷却;加入4uL 5xFirst Stand Buffer, 2uL 0.1mol/L DTT,1uL 2.5mmol/L dNTP Mix,轻轻混匀;42℃孵育2min;加1uL Superscipt TMⅡ,用吸头轻轻混匀;42℃孵育50min;加热70℃,15min,加1uL E Coli RNase H;孵育37℃,20min. 将RNA逆转录成cDNA.
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    1.2.3 PCR扩增 在0.5mL离心管中加入10XPCR Buffer 5uL;2.5mmol/L dNTP 2uL;50mmol/L MgCl2 1uL;5'端引物3uL;3'端引物3uLTaq酶(5Mu/L)0.5uL;cDNA 3uL;灭菌水32.5uL,置PCR仪. 用第一对引物扩增条件:94℃预变性、4min,94℃变性、1min→55℃退火、1.5min→72℃延伸、1.5min,40个循环. 第二对引物扩增条件:95℃预变性20s;95℃变性5s→72℃ 退火、延伸2min,5个循环;95℃变性5s→67℃退火、延伸2min 25个循环. 70g/L聚丙烯胺凝胶电泳(非变性胶):将各PCR产物进行聚丙烯胺凝胶电泳80V 4h,用PGEM,7Zf(+)DNA Hae Ⅲ Marker作标准,经溴化乙锭染色在紫外灯下观察(图2). 凝胶DNA回收:用刀切将凝胶中DNA片段切下,放入1.5mL离心管中;压碎凝胶,加入60uL洗脱缓冲液;盖紧管盖,在37℃下轻摇. 洗脱3h~4h;4℃离心12000r/min,1min,转移上清;再加20uL洗脱缓冲液,混匀后离心,合并两部分上清;加2.5倍体积无水乙醇,置-20℃,30min;离心12000r/min,10min,回收沉淀的DNA;用200uL TE溶解DNA,等体积酚和氯仿各抽提1次,将水相转移至另一离心管中;将1/10体积的3mol乙酸钠和2.5倍体积的乙醇再次沉淀DNA,置-20℃ 30min;离心12000r/min,15min,弃上清;用700mL/L乙醇淋洗沉淀,加20uL水溶解.
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    1.2.4 TA克隆 将回收DNA进行PCR,电泳证实为一条带后进行连接反应. 在1.5mL离心管中加入;PCR产物3uL;Ligation Buffer 1.2uL;Ligase 1.0uL;PGEM TA Vector 0.8uL;灭菌水6uL. 置14℃,16h~20h,取连接产物5uL加100uL钙化菌,置冰浴30min. 42℃,90s. 置冰浴1.5min. 加LB培养基200uL,置37℃ 45min后,平铺于含X-gal-IPTG及氨基苄青霉素培养板上,37℃温箱过夜. 从平板上挑取白色单菌落置3mL含氨基苄青霉素的LB培养基中,置37℃摇床振摇过夜.

    1.2.5 质粒提取 试剂及配制:溶液Ⅰ:葡萄糖1.982g;双蒸去离子水160mL;0.5mol/L EDTA(PH8.0)4mL;1mol/L Tris-CL(pH 8.0). 用双蒸去离子水定容至200mL. 高压下蒸气灭菌15min,4℃保存. 溶液Ⅱ:2mol/L NaoH 1mL,双蒸去离子水8mL;10%SDS 1mL. 溶液Ⅲ:5mol/L乙酸钾60mL;冰乙酸11.5mL;双蒸去离子水28.5mL定容量至100mL. 溶液Ⅳ:3mol/L乙酸钠(pH 5.2):乙酸钠204.1g加双蒸去离子水200mL,用冰乙酸调pH (5.2),用双蒸去离子水定容至500mL. 方法:取1.5mL菌液置1.5mL离心管中,离心10000r/min,30s;弃上清,弃尽;加溶液Ⅰ100uL,重悬菌体;加溶液Ⅱ 200uL,倒转混匀;加溶液Ⅲ 150uL混匀;离心10000r/min,5min;转移上清至另一离心管中;加等体积平衡酚,混匀,室温,离心,5000r/min,3min;小心吸取上清液,转移至另一离心管中;等体积氯仿抽提1次;离心5000r/min,5min;转移上清液至另一离心管中;加2.5倍体积无水乙醇混匀;室温放置2min;离心10000r/min,15min;弃上清,留沉淀,700mL/L乙醇洗1次;离心8000r/min,5min;弃上清、留沉淀,自然干燥.
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    1.2.6 酶切及DNA测序 取10×REACT 1.5uL;EcoRⅠ酶0.5uL质粒2uL;双蒸去离子水10.5uL RNA酶A 0.5uL. 置1.5mL离心管,37℃水浴1h. 将酶切产物进行聚丙烯凝胶电泳,证实为预期条带后,将质粒进行测序.

    2 结果

    胰头癌(3例)正常人胰腺(2例)组织中γ_GT的RNA 20g/L琼脂糖电泳显示胰头癌组织PGGT和正常人胰腺GGT的RNA有二条带,为28S和18S.

    2.1 胰头癌组织PGGT基因片段cDNA的核苷酸序列 第1次将2例胰头癌组织中提取PGGT基因片段质粒cDNA通过酶切鉴定,证实为插入片段,为目的基因后,进行cDNA的核苷酸序列测定. 质粒标本直接邮寄给美国Clontech Laboratories公司,york.y.Zhu,结果发现胰头癌组织提取PGGT基因片段cDNA的核苷酸序列B3和B4,和胰头癌组织提取的B8和B9与人胰腺GGT基因cDNA核苷酸序列1210~1596相一致. 第2次为3例胰头癌组织提取总RNA,邮寄给美国CLONTECH Laboratories公司,york, y, Zhu,检测结果发现3例胰头癌组织提取PGGT基因片段cDNA的核苷酸序列:A1序列为使用3'PGGT引物显示的cDNA;B1序列为使用5'PGGT引物显示的cDNA;C1序列为使用5'PGGT引物和3'PGGT引物显示的cDNA,与人胰腺GGT基因cDNA的核苷酸1202-1605相一致. 二次胰头癌组织中PGGT基因片段cDNA与人胰腺GGT基因片段cDNA的核苷酸序列相同的,同源性100%.
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    2.2 胰头癌组织PGGT基因过度表达 PCR产物聚丙烯胺电泳:本组3例胰头癌组织,2例胆管癌组织和2例正常人胰腺标本总RNA提取,逆转录成cDNA,PCR扩增,PCR产物聚丙烯胺电泳,显示不同组织PCR扩增片段,碱基数目相同,在同一水平面上. PCR产物20g/L琼脂糖电泳:本组3例胰头癌组织、2例胆管癌组织和2例人正常胰腺标本总RNA提取,逆转录成cDNA,PCR扩增,PCR产物20g/L琼脂糖电泳,加入G3PD内参,应用SX-100图象处理系统进行扫描(见表1),显示胰头癌组3例PGGT基因表达高于2例胆管癌和2例人正常胰腺GGT基因(t=17.02,P<0.01),这表明胰头癌组织中PGGT基因呈过表达.

    表1 胰头癌组织PGGT基因扩增片段的光密度图象扫描结果 序号

    标本灰度值(均值)

    G3PD灰度值(均值)
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    标本/G3PD(均值)(%)

    胰头癌组

    Ⅰ胰头癌

    15438

    24585

    62.79

    Ⅱ胰头癌

    15114 (15155)

    23868 (24247)

    63.32 (62.5)

    Ⅲ胰头癌

    14912
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    24288

    61.39

    胆管癌组

    Ⅳ胆管癌

    10560

    27580

    38.28

    Ⅴ胆管癌

    9141 (9850)

    27300 (27440)

    33.48 (35.88)

    正常胰组
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    Ⅵ正常胰

    9735

    29636

    32.84

    Ⅶ正常胰

    8024 (8880)

    30816 (30226)

    26.04 (29.44)

    t=17.02,P<0.01.

    3 讨论

    一个典型的哺乳动物细胞约含10pg RNA,其中80%~85%为rRNA (主要是28S,18S和5S三种类型)其余15%~20%主要由各种类型的低分子RNA组成(为tRNA,核内小分子RNA等)这些RNA分子具有确定的大小和核苷酸序列,并能用电泳加以分离纯化,mRNA与上述RNA不同,其含量为细胞总RNA的1%~5%,大小和核苷酸序列各不相同. 本结果显示胰头癌和胰腺RNA见28S和18S两条带. 这说明组织标本RNA末被降解,为检测cDNA的核苷酸序列提供条件. Laperchey报告鼠GGT,它有2072bp,5'端非编码区227,可读框架1707bp和3'端非编码区138bp. 有关人GGT基因研究报告不多,人胰腺GGT基因cDNA的核苷酸序列,Courtay et al[3]作过研究,它有2244bp,其中包含了5'非编码区358bp,可读框架1710bp和3'非编码区156bp(内含20bp poly(A)尾巴),并发现编码蛋白的可读框架与人胎盘和肝细胞瘤Hep G2的GGT相同. 为本研究提供技术路线和研究方法. 有关人胰头癌GGT基因研究,国内外文献尚未见报道. 检索GenBank数据库未发现其他组织来源GGT与胰源性GGT(PGGT)之间有差异,组织同源性100%. 我们参照COURTAY报告人胰腺GGT基因cDNA核苷酸序列的检测方法,对胰头癌、胆管癌和人胰腺组织GGT基因片段cDNA核苷酸进行研究,在人胰GGT可读框架区内,请上海Sangon公司合成第一对引物,上游引物序列为5'>CGTGCTGGCCCTCATCCTCA<3',下游引物序列为5'>GGACCGGGGACGGACCT<3'. 我们把胰头癌1和胰头癌2组织中提取的质粒邮寄美国Clontech Laboratories公司,经检测胰头癌1组织的B3,B4和胰头癌2组织B8,B9的PGGT基因片段cDNA的核苷酸序列,发现胰头癌组织中PGGT与人胰GGT基因片段cDNA核苷酸序列1210~1596完全相同,在这区域内无碱基插入与碱基的缺失. 为此,我们又请Zhu提供第二对引物,上游引物序列:5'>AGCGGGCCCGTGCTGG_CCCTCATCCTCA<3',下游引物序列:5'>AGGATCCCGCT_GACCGGGGAGCGGACCT<3',检测了3例胰头癌组织的GGT基因片段cDNA核苷酸序列A1,B1和C1,结果发现胰头癌与人胰腺GGT基因片段cDNA的核苷酸序列1202~1605完全相同,在这区域内无碱基插入与碱基缺失,3例胰头癌组织二次PGGT基因片段cDNA的核苷酸序列与人胰腺GGT基因片段cDNA的核苷酸序列均相同,证明它与人胰腺GGT基因是相同的,同源性100%.
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    胰头癌组织PGGT基因表达量增高. 本研究结果,对3例胰头癌,2例胆管癌和2例正常人胰腺标本经总RNA提取,逆转录成cDNA,PCR扩增和PCR扩增产物2%琼脂糖电泳,加入内参G3PD应用光密度图象扫描仪进行扫描,结果显示胰头癌PGGT基因表达高于胆管癌和正常人胰腺. 这一结果阐明胰头癌患者血清中PGGT升高机制,可能为胰头癌组织中PGGT过表达,由于胰胆管梗阻而反流入血所致.

    研究PGGT基因对了解胰头癌的发生发展有着十分重要意义. 其一,可作为诊断胰头癌的临床指标,血清PGGT,PGGT/TGGT诊断胰头癌阳性率高;其二,可作为阻塞性黄疸的鉴别诊断指标. 肝外胆管恶性阻塞性黄疸常见原因为胰头癌和胆管癌,本研究结果胰头癌组织PGGT基因表达高于胆管癌,这解释血清PGGT可鉴别胰头癌和胆管癌. 其三,可作为胰头癌发生发展的观察指标,在临床诊断中我们发现随着胰头癌的发展、血清PGGT升高呈现递增趋势.

    国家自然基金资助课题 No. 39570693
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    通讯作者 沈洪薰

    4 参考文献

    1 沈洪薰,陈玉泉. 血清PGGT,PGGT/TGGT诊断胰头癌的临床价值(附40例胰头癌分析)中华外科杂志,1991;1:63

    2 蔡兵,陈玉泉,沈洪薰. 人胰腺γ-GT酶单克隆抗体诊断胰头癌. 中华实验外科杂志,1996;13:267

    3 Courtay,C. Oster,T. Michelet F. r-Glutamyltransferase: Nucleotide sequence of the human pancreatic cDNA. Biochemical Pharmacology, 1992;43:2527-2533ISSN 1007-9319 CN 14-1218/R 世界华人消化杂志,1999;7(8):714

    收稿日期 1999-04-08 修回日期 1999-06-06, 百拇医药