SIRT1在胃肠道肿瘤中的组织特异性表达及其临床意义：从免疫微环境调控到预后评估的新视角

本综述系统探讨了SIRT1（Sirtuin 1）在胃癌（GC）、结肠癌（CC）和直肠癌（RC）中的差异化表达模式及其临床价值。研究发现SIRT1在胃癌中显著上调（p<0.05），而在结直肠癌中明显下调，其表达水平与肿瘤分化程度、TNM分期、远处转移等临床病理特征密切关联（p<0.05）。通过ELISA、免疫组化（IHC）和Western Blot等多重技术验证，证实SIRT1与免疫细胞浸润（CD4+/CD8+ T细胞、巨噬细胞等）呈正相关，且与患者总体生存期（OS）显著相关（GC: p=0.032, HR=1.49；RC: p=0.027, HR=0.41）。研究提示SIRT1可作为胃肠道肿瘤诊断生物标志物和潜在治疗靶点，为个体化治疗提供新方向。

ABSTRACT

Objective

本研究旨在探讨SIRT1蛋白在胃癌（GC）、结肠癌（CC）和直肠癌（RC）组织及患者血浆中的表达水平，分析其与临床病理特征和预后的相关性，并初步探索其与肿瘤免疫微环境的关系。

Methods

研究收集了198例胃肠道癌症患者（GC、CC、RC各66例）和66例健康志愿者的血浆样本，同时获取了45例患者的癌组织和癌旁正常组织（每种癌症类型15对）。采用酶联免疫吸附测定（ELISA）检测血浆SIRT1浓度，免疫组化（IHC）和Western Blotting检测组织SIRT1蛋白表达。通过TCGA和GEPIA数据库进行生物信息学分析，利用TIMER数据库分析SIRT1与免疫细胞浸润的相关性，统计分析使用SPSS软件完成。

Results

GC组血浆SIRT1浓度显著高于健康对照组（p=0.045），而CC和RC组显著较低（p=0.007和p=0.009）。在组织中，SIRT1在GC中上调，在结直肠癌（CC和RC）中下调（p<0.05）。SIRT1表达水平与肿瘤分化程度、浸润深度、TNM分期、远处转移（结直肠癌）和淋巴结转移（RC）等临床病理特征显著相关（p<0.05）。生存分析显示，SIRT1高表达与GC患者较差的总生存期（OS）相关（p=0.032），而低表达与RC患者较差的OS相关（p=0.027）。血浆SIRT1水平与多种肿瘤标志物（如CEA、CA199、CA125、CA724）显著相关。此外，SIRT1表达与CD4⁺ T细胞、CD8⁺ T细胞、巨噬细胞和中性粒细胞等免疫细胞浸润水平呈正相关。

Conclusion

SIRT1在胃肠道肿瘤中的表达具有组织特异性（GC中上调，结直肠癌中下调），其表达水平与恶性进展和患者预后密切相关，并可能参与肿瘤免疫微环境的调节。SIRT1有潜力作为胃肠道癌症的诊断生物标志物和治疗靶点。

1 Introduction

胃肠道肿瘤包括胃癌、结肠癌和直肠癌，是消化系统最常见的恶性肿瘤之一。全球范围内，胃癌和结直肠癌的发病率和死亡率显著上升，给公共卫生带来沉重负担。结直肠癌的发病率居第三位，死亡率居第二位，而胃癌的发病率居第五位，死亡率也居第五位。由于胃肠道肿瘤发病隐匿、机制不明，早期症状不明显，大多数患者在中晚期才出现症状，导致预后不良。

胃肠道肿瘤的发生和发展涉及多个基因的复杂调控。SIRT1是一种NAD⁺依赖的III类组蛋白去乙酰化酶（HDAC），在细胞存活、衰老、凋亡、分化和代谢等过程中发挥关键作用。研究表明，SIRT1在前列腺癌、皮肤癌、鳞状细胞癌和胰腺癌中表达升高，并通过其去乙酰化活性参与多种疾病的发展。为进一步了解SIRT1在胃肠道肿瘤中的存在，本研究通过免疫组化和ELISA分析，检测了SIRT1在胃癌、结肠癌和直肠癌组织及正常组织中的分布，以及患者血浆和健康人群中的表达水平，分析了SIRT1表达水平与临床病理因素的关系，为胃肠道肿瘤的病理研究提供新的视角和方向。

2 Materials and Methods

2.1 Collection and Storage of Plasma and Tissue Samples

2021年9月至2024年5月，收集了198例接受手术的胃肠道肿瘤患者（胃癌、结肠癌和直肠癌各66例）和66例健康志愿者的血浆样本。同时，从45例患者中获取了癌组织和正常组织（每种癌症类型15对）。样本来自武汉大学人民医院（中国武汉）。血液样本置于含EDTA抗凝剂的真空采血管中，4°C冷藏，采集后2小时内离心（4°C，1000g，15分钟），上清液转移至EP管并保存于-80°C。组织样本为新鲜采集的肿瘤组织和癌旁组织（距肿瘤边缘至少5cm的正常黏膜组织），置于0.1% DEPC水处理的EP管中。

纳入标准包括：（1）所有患者经组织病理学检查确诊为胃癌、结肠癌或直肠癌，且无胃肠道手术史；（2）完成实验室检查并有完整的临床和病理数据。排除标准包括：（1）其他恶性肿瘤或严重胃肠道疾病；（2）近3个月内接受新辅助化疗。

2.2 Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA)

所有试剂、工作标准和样本在分析前室温放置至少30分钟。将样本和不同浓度的标准品加入对应孔（每孔100μL），空白孔加入100μL通用稀释液，37°C孵育60分钟。随后加入生物素标记的抗体溶液，继续孵育60分钟。洗板后，每孔用洗涤缓冲液孵育60分钟，充分吸干液体。重复洗涤5次后，每孔加入90μL TMB底物，覆盖膜后避光孵育15分钟。加入50μL终止液后，立即在450nm波长下测定各孔的光密度值。

2.3 Immunohistochemistry

收集GC、CC和RC患者的肿瘤和癌旁组织，排除无明显肿瘤组织的样本。每种肿瘤类型15对，通过免疫组化（IHC）评估SIRT1表达。石蜡包埋组织切片脱蜡后，用柠檬酸盐缓冲液100°C处理15分钟进行抗原修复。与一抗（Proteintech, 13161-1-AP, 1:1000）4°C过夜孵育后，用PBS轻柔冲洗，37°C孵育合适二抗30分钟。苏木精和DAB染色后，用Olympus BX63显微镜评估染色定位和强度。使用Image-Pro Plus 6.0软件定量测量免疫染色切片的AOD（积分光密度/面积），中位数用于区分高表达和低表达组。

2.4 Western Blotting

使用RIPA裂解缓冲液提取总细胞蛋白，BCA法量化蛋白浓度。通过SDS-PAGE分离蛋白，并转移至NC膜。膜与SIRT1（13161-1-AP, Proteintech）和GAPDH（60004-1-Ig, Proteintech）一抗4°C孵育16小时，TBST洗涤后，与荧光二抗室温孵育1小时。TBST再次洗涤后，用Odyssey仪器扫描并分析各指标相对表达。

2.5 Statistical Methods

数据使用SPSS软件（IBM SPSS Statistics, V21.0）分析，以均值±标准差表示。采用配对样本t检验比较胃肠道肿瘤和正常组织中SIRT1表达，以及胃肠道肿瘤患者和健康对照组血浆SIRT1水平。单因素ANOVA用于评估SIRT1表达与各种临床病理变量的差异，Pearson检验分析SIRT1水平与肿瘤标志物的相关性。p<0.05认为差异有统计学意义。

3 Results

3.1 A Comparison of the General Conditions of the Gastrointestinal Tumor Group and the Normal Control Group

198例胃肠道肿瘤患者和66例健康志愿者纳入血浆SIRT1检测。GC患者66例，年龄34-76岁（58.91±9.78），血浆SIRT1表达为4.96±2.59 ng/mL，男性43例，女性23例；CC患者66例，年龄27-80岁（57.96±13.79），血浆SIRT1为3.29±1.43 ng/mL，男性39例，女性27例；RC患者66例，年龄22-83岁（59.50±15.40），血浆SIRT1为3.33±1.35 ng/mL，男性36例，女性30例。健康对照组34例女性，32例男性，年龄34-74岁（54.52±9.65），血浆SIRT1为4.14±2.08 ng/mL。

GC组血浆SIRT1浓度显著高于正常对照组（4.96±2.59 ng/mL vs. 4.14±2.08 ng/mL, p=0.045），CC组显著较低（3.29±1.43 ng/mL vs. 4.14±2.08 ng/mL, p=0.007），RC组也显著较低（3.33±1.35 ng/mL vs. 4.14±2.08 ng/mL, p=0.009），差异有统计学意义。

3.2 Correlation Between SIRTI Levels in Plasma and Clinicopathological Parameters in Gastrointestinal Tumors

在GC患者中，男性和女性间血浆SIRT1水平无显著差异（5.16±2.58 ng/mL vs. 2.58±2.64 ng/mL, p=0.41）。低分化组血浆SIRT1浓度显著高于中高分化组（6.16±2.47 ng/mL vs. 3.53±1.95 ng/mL, p<0.01）。浸润深度限于黏膜和肌层的组血浆SIRT1浓度较低（4.28±2.53 ng/mL），全层浸润组较高（5.74±2.47 ng/mL, p=0.021）。TNM分期I+II组血浆SIRT1较低（4.29±2.64 ng/mL），III+IV组较高（5.59±2.42 ng/mL, p=0.025）。年龄、远处转移和淋巴结转移与血浆SIRT1水平无显著相关（p>0.05）。

在CC患者中，低分化组血浆SIRT1显著低于中高分化组（2.48±1.14 ng/mL vs. 3.69±1.40 ng/mL, p<0.01）。TNM分期I+II组血浆SIRT1较高（3.80±1.41 ng/mL），III+IV组较低（2.87±1.33 ng/mL, p=0.008）。有远处转移组较低（2.78±1.42 ng/mL），无转移组较高（3.69±1.33 ng/mL, p=0.01）。年龄、性别、浸润深度和淋巴结转移与血浆SIRT1水平无显著相关（p>0.05）。

在RC患者中，低分化组血浆SIRT1较低（2.84±1.35 ng/mL），中高分化组较高（3.69±1.25 ng/mL, p=0.011）。TNM分期I+II组较高（3.64±1.42 ng/mL），III+IV组较低（2.94±1.17 ng/mL, p=0.036）。有淋巴结转移组较低（2.67±1.36 ng/mL），无转移组较高（3.74±1.19 ng/mL, p=0.001）。年龄、性别、浸润深度和远处转移与血浆SIRT1水平无显著相关（p>0.05）。

3.3 SIRT1 Expression in Human Gastrointestinal Tumors and Normal Tissues

通过GEPIA数据库分析TCGA STAD、COAD和READ数据集，发现SIRT1在GC中表达上调，在CC和RC中表达下调。免疫组化显示SIRT1主要位于细胞核，GC组织中表达显著高于正常组织（p<0.0001），而CC和RC组织中表达显著降低（p=0.002和p<0.0001）。Western Blotting验证了SIRT1在GC中上调，在结直肠癌中下调。

3.4 Relationship Between SIRT1 and Prognosis of Gastrointestinal Tumors

生存分析显示，在GC中，SIRT1高表达与较差的总生存期（OS）显著相关（p=0.032, HR=1.49）。在RC中，SIRT1低表达与较差的OS相关（p=0.027, HR=0.41）。在CC中未观察到显著差异。在GC中，SIRT1低表达与疾病特异性生存（DSS）相关（p=0.045, HR=0.63），而在CC和RC中无显著差异。这些数据表明SIRT1高表达可能是GC患者OS的不良预测因子，而低表达可能是RC患者OS的不良预测因子。

3.5 Correlation Between Plasma SIRT1 Levels and Tumor-Related Markers in Patients With Gastrointestinal Tumors

在GC患者中，血浆SIRT1水平与CEA（r=0.255, p=0.039）、CA125（r=0.260, p=0.035）和CA724（r=0.268, p=0.030）呈正相关，与CA199、SCC、AFP、AFU、ALT和AST无显著相关。在CC患者中，血浆SIRT1与CEA（r=-0.251, p=0.042）和CA199（r=-0.342, p=0.005）呈负相关，与其他标志物无显著相关。在RC患者中，血浆SIRT1与CEA（r=-0.250, p=0.043）和CA199（r=-0.365, p=0.003）呈负相关，与其他标志物无显著相关。

3.6 SIRT1 in Gastrointestinal Tumor-Infiltrating Immune Cells

通过TIMER数据库分析，发现SIRT1与免疫细胞浸润呈正相关。在GC中，SIRT1与CD4⁺ T细胞（r=0.166）、CD8⁺ T细胞（r=0.295）、巨噬细胞（r=0.285）和中性粒细胞（r=0.218）正相关。在CC中，与CD4⁺ T细胞（r=0.342）、CD8⁺ T细胞（r=0.25）、巨噬细胞（r=0.253）和中性粒细胞（r=0.216）正相关。在RC中，与CD4⁺ T细胞（r=0.319）、CD8⁺ T细胞（r=0.109）、巨噬细胞（r=0.509）和中性粒细胞（r=0.282）正相关。

4 Discussion

本研究探讨了SIRT1在GC、CC和RC中的表达差异及其与肿瘤生物学特性的关联。发现SIRT1在GC中表达上调，在结直肠癌中下调，其表达水平与肿瘤分化、浸润深度、TNM分期等临床病理特征密切关联。SIRT1高表达与GC患者较差OS相关，低表达与RC患者较差OS相关。血浆SIRT1水平与多种肿瘤标志物相关，且与免疫细胞浸润正相关，表明SIRT1在肿瘤免疫微环境中可能发挥调节作用。

SIRT1作为NAD⁺依赖的组蛋白去乙酰化酶，参与细胞衰老、能量代谢和肿瘤生长的调控。其通过去乙酰化FOXO和p53等蛋白，影响细胞周期、应激抵抗和凋亡。尽管既往研究报道SIRT1在结直肠癌中高表达，但本研究在临床样本中发现其低表达，这一发现通过IHC和Western Blotting得到验证。

研究采用IHC、ELISA和Western Blotting等多重技术，结合TCGA和TIMER数据库数据，全面分析了SIRT1的表达和功能。IHC提供了肿瘤生物学的重要信息，如细胞分化程度、浸润性和预后标志物。ELISA具有高灵敏度和特异性，适用于监测肿瘤标志物变化。

胃肠道肿瘤的发展受饮食习惯、生活方式和地理位置影响。本研究发现SIRT1在GC组织中上调，在结直肠癌中下调，男性GC患者SIRT1水平较高，可能与男性胃肠道肿瘤发病率较高有关。SIRT1表达与肿瘤分化、浸润深度、淋巴结转移等进展指标密切相关，提示其在肿瘤浸润和扩散中可能起关键作用。

此外，SIRT1高表达与GC患者的OS和DSS显著相关，表明它是GC进展的相关基因。肿瘤标志物如CA724、CA199、CEA和CA125与SIRT1水平相关，在肿瘤存在和进展中具有指示作用。在肿瘤微环境中，肿瘤浸润免疫细胞与临床结局高度相关，可能抑制或促进肿瘤发展。本研究发现SIRT1与CD4⁺ T细胞、CD8⁺ T细胞、巨噬细胞和中性粒细胞正相关，表明SIRT1在调节胃肠道癌细胞生物活性中具有重要作用。

本研究也存在局限性，如临床样本量不足，缺乏体外和体内实验验证。SIRT1表达与癌症进展的关系及其机制尚不明确。未来将扩大临床样本队列，验证临床发现并探索潜在机制，为胃肠道癌症的早期检测和靶向治疗提供新策略。

Author Contributions

Wenxuan Liu：方法学、数据整理、初稿撰写、软件处理；Xinyi Li：初稿撰写、数据整理；Wenhong Deng：审稿编辑。

Acknowledgments

作者无相关报告。

Ethics Statement

研究遵循《赫尔辛基宣言》进行，所有方法均符合相关指南和法规。所有患者术前提供书面知情同意，本研究获得武汉大学人民医院临床研究伦理委员会批准（编号：WDRY2022-K258）。

Consent

胃癌、结直肠癌和直肠癌样本及正常组织来自武汉大学人民医院。

Conflicts of Interest

作者声明无利益冲突。