探討S100A8、S100A9、S100A8/A9作為胰臟癌誘發惡質症潛在生物標記的角色及臨床應用

Abstract

惡質症被發現與多種疾病如愛滋病、慢性腎病、癌症皆有關係，其症狀包含持續性的脂肪流失、全身系統性發炎、體重減輕以及肌肉萎縮，是一種多因素代謝綜合症。其中，胰臟癌誘發的惡質症最為常見，與其它腫瘤相比，有近七成的胰臟癌患者於患病後期會被觀察到伴隨發展出惡質症的情形，更有近三成的胰臟癌患者死於惡質症而非腫瘤疾病。然而，目前仍沒有針對早期診斷胰臟癌誘發之惡質症的生物標記。近年來，有文獻指出腫瘤所釋出的發炎因子可能為造成個體肌肉萎縮導致惡質症的原因，於是我們利用胰臟癌細胞株MIA PaCa-2之培養液刺激C2C12小鼠肌肉細胞後，確實可誘發此現象，因此我們推測胰臟癌腫瘤可能會釋出致惡質症的相關因子並具潛力作為將來診斷的生物標記。 首先為找出具潛力之標的，我們將TCGA以及GTEx資料庫中胰臟癌患者腫瘤以及正常人的胰臟組織進行mRNA表現量的比較，再利用Human Protein Atlas排除非分泌型的蛋白後，使用DAVID以及GO軟體分析，發現其中50個胰臟癌高度表現基因在發炎反應中高度富集，且與CCR的結合 (n=13)和TLR的結合 (n=3)兩功能高度相關，此外，過去有文獻表明TLR-4為癌症惡質症的重要上游之一，我們因此利用大數據策略篩選出S100A8和S100A9為致惡質症的潛在候選因子。另外有研究指出S100A8和S100A9主要以共價結合的異二聚體S100A8/A9形式存在於生理條件下，綜合以上結果，我們最終選擇探討S100A8、S100A9和S100A8/A9作為胰臟癌致惡質症的潛在生物標記之潛力。 根據過去的研究，TLR-4藉由活化NF-κB訊息傳遞路徑使下游惡質症相關因子Atrogin-1和 MuRF-1表現量上升進而導致肌肉萎縮．我們利用C2C12肌肉細胞證實S100A8、S100A9和S100A8/A9會造成肌肉萎縮，同時也發現以上三候選因子皆會通過提高p65磷酸化激活NF-κB，使C2C12中的Atrogin-1和 MuRF-1表現量有所提高。 我們也進一步利用ELISA測定檢體中S100A8、S100A9和S100A8/A9之表現量並分析其在臨床上對胰臟癌致惡質症的重要性。發現除S100A9之外，其餘兩個候選分子S100A8和S100A8/A9相較於正常人、胰臟炎患者、胰臟癌患者，其在胰臟癌致惡質症組別的血清中有明顯的上升，且S100A8/A9異二聚體於血清中的平均濃度更達17.5 μg/mL，遠高於目前已知潛在的惡質症生物標記TNF-α 和IL-6 (分別為34.8和184.8 pg/mL)。此外，我們也進一步發現，合併使用血清中S100A8/A9、TNF-α 和IL-6三種潛在生物標記，可獲得比任一單獨使用更佳的區分效果。我們的研究結果表明S100A8/A9可能是一種相當有潛力的胰臟癌致惡質症新型生物標記，並為開發胰臟癌致惡質症早期診斷提供一突破性之契機。