Role of SATB1 in neoadjuvant radiotherapy of rectal cancer

doi:10.3877/cma.j.issn.2095-3224.2018.06.005

Abstract

Abstract:

Objective

To investigate the role of special AT-rich sequence binding protein 1 (SATB1) in neoadjuvant radiotherapy of rectal cancer.

Methods

SATB1 expression was immunohistochemically determined in primary cancer, normal mucosa, biopsy and lymph node metastasis from 142 rectal cancer patients who underwent preoperative radiotherapy (RT), 68 with and 74 without RT before surgery. The expression of SATB1 in rectal cancer tissues (n=142) and normal mucosa tissues (n=107), preoperative biopsy cancer tissues (n=84), and metastatic lymph nodes (n=43) were detected by tissue microarray. To investigate the effect of SATB1 expression on the prognosis of patients with rectal cancer. The relationship between SATB1 expression and multiple radiotherapy-related factors was analyzed by bioinformatics methods.

Results

SATB1 increased from normal mucosa to primary cancer (χ²=5.396, P=0.032), whereas it decreased from primary cancer to lymph node metastasis (χ²=6.405, P=0.022) in non-RT patients. Strong SATB1 was independently related to worse overall survival (HR, 0.516; P=0.039; 95% CI: 0.274~0.969) and disease-free survival (HR, 0.558; P=0.025; 95% CI: 0.335~0.930) in RT but not non-RT patients. Radiation can decrease SATB1 expression of rectal cancer tissues. SATB1 was negatively related to ataxia-telangiectasia mutated (ATM) and pRb2/p130 (χ²=5.427, P=0.032 and χ²=4.610, P=0.047), and positively to Ki-67 and TEM1 expression (χ²=4.339, P=0.037 and χ²=7.376, P=0.014) in patients underwent surgery after preoperative RT, which were verified in bioinformatics analysis.

Conclusions

Radiation can decrease SATB1 expression, and SATB1 may confer survival benefit for rectal cancer patients with preoperative RT by involving in radiation-responsive signaling pathways.

Key words: Rectal neoplasms, SATB1, Preoperative radiotherapy, Prognosis, Bioinformatics

Wenjian Meng, Ziqiang Wang, Yongyang Yu, Xiaofeng Sun, Zongguang Zhou. Role of SATB1 in neoadjuvant radiotherapy of rectal cancer[J]. Chinese Journal of Colorectal Diseases(Electronic Edition), 2018, 07(06): 523-530.

/ / Recommend

Add to citation manager EndNote|Ris|BibTeX

URL: https://zhjzcjbdzzz.cma-cmc.com.cn/EN/10.3877/cma.j.issn.2095-3224.2018.06.005

https://zhjzcjbdzzz.cma-cmc.com.cn/EN/Y2018/V07/I06/523

Figures/Tables 6

References 32

[1]	Nagtegaal ID, Quirke P. What is the role for the circumferential margin in the modern treatment of rectal cancer? [J]. J Clin Oncol, 2008, 26(2): 303-312.
[2]	Alvarez JD, Yasui DH, Niida H, et al. The MAR-binding protein SATB1 orchestrates temporal and spatial expression of multiple genes during T-cell development [J]. Genes Dev, 2000, 14(5): 521-535.
[3]	Zhao XD, Ji WY, Zhang W, et al. Overexpression of SATB1 in laryngeal squamous cell carcinoma [J]. ORL J Otorhinolaryngol Relat Spec, 2010, 72(1): 1-5.
[4]	Lu X, Cheng C, Zhu S, et al. SATB1 is an independent prognostic marker for gastric cancer in a Chinese population [J]. Oncol Rep, 2010, 24(4): 981-987.
[5]	周来勇, 刘芳, 童健, 等. 实时荧光定量RT-PCR分析非小细胞肺癌SATB1的表达和临床病理意义 [J]. 南方医科大学学报, 2009, 29(3): 534-537.
[6]	赵晓兰, 王平.SATB1、BRMS1在卵巢浆液性腺癌中的表达及其与临床病理特征的关系 [J]. 四川大学学报(医学版), 2011, 42(1): 82-85, 105.
[7]	Shukla S, MacLennan GT, Fu P, et al. Overexpression of SATB1 (special AT-rich sequence-binding protein 1) in prostate cancer potentiates metastatic phenotype [J]. Cancer Res, 2010, 70（suppl .8): Abstract 2364.
[8]	Meng WJ, Yan H, Zhou B, et al. Correlation of SATB1 overexpression with the progression of human rectal cancer [J]. Int J Colorectal Dis, 2012, 27(1): 143-150.
[9]	Jansson A, Sun XF. Ki-67 expression in relation to clinicopathological variables and prognosis in colorectal adenocarcinomas [J]. APMIS, 1997, 105(9): 730-734.
[10]	Adell G, Sun XF, Stål O, et al. p53 status: an indicator for the effect of preoperative radiotherapy of rectal cancer [J]. Radiother Oncol, 1999, 51(2): 169-174.
[11]	Sun XF. p73 overexpression is a prognostic factor in patients with colorectal adenocarcinoma [J]. Clin Cancer Res, 2002, 8(1): 165-170.
[12]	Arlehag L, Adell G, Knutsen A, et al. ATM expression in rectal cancers with or without preoperative radiotherapy [J]. Oncol Rep, 2005, 14(2): 313-317.
[13]	Loftås P, Onnesjö S, Widegren E, et al. Expression of FXYD-3 is an independent prognostic factor in rectal cancer patients with preoperative radiotherapy [J]. Int J Radiat Oncol Biol Phys, 2009, 75(1): 137-142.
[14]	Moparthi SB, Bergman V, Adell G, et al. pRb2/p130 protein in relation to clinicopathological and biological variables in rectal cancers with a clinical trial of preoperative radiotherapy [J]. Int J Colorectal Dis, 2009, 24(11): 1303-1310.
[15]	Moparthi SB, Arbman G, Wallin A, et al. Expression of MAC30 protein is related to survival and biological variables in primary and metastatic colorectal cancers [J]. Int J Oncol, 2007, 30(1): 91-95.
[16]	Zhao ZR, Zhang LJ, He XQ, et al. Significance of mRNA and protein expression of MAC30 in progression of colorectal cancer [J]. Chemotherapy, 2011, 57(5): 394-401.
[17]	Zhang ZY, Zhang H, Adell G, et al. Endosialin expression in relation to clinicopathological and biological variables in rectal cancers with a Swedish clinical trial of preoperative radiotherapy [J]. BMC Cancer, 2011, 11: 89.
[18]	Knutsen A, Adell G, Sun XF. Survivin expression is an independent prognostic factor in rectal cancer patients with and without preoperative radiotherapy [J]. Int J Radiat Oncol Biol Phys, 2004, 60(1): 149-155.
[19]	NCCN Clinical Practice Guidelines in Oncology. Rectal Cancer. 2017, V1. URL
[20]	中华人民共和国卫生和计划生育委员会医政医管局.中国结直肠癌诊疗规范(2015版) [J/CD]. 中华普通外科学文献电子版, 2015, 14(6): 783-799.
[21]	Perez RO. Predicting response to neoadjuvant treatment for rectal cancer: a step toward individualized medicine [J]. Dis Colon Rectum, 2011, 54(9): 1057-1058.
[22]	Kohwi-Shigematsu T, Maass K, Bode J. A thymocyte factor SATB1 suppresses transcription of stably integrated matrix-attachment region-linked reporter genes [J]. Biochemistry, 1997, 36(40): 12005-12010.
[23]	Liu J, Barnett A, Neufeld EJ, et al. Homeoproteins CDP and SATB1 interact: potential for tissue-specific regulation [J]. Mol Cell Biol, 1999, 19(7): 4918-4926.
[24]	Yasui D, Miyano M, Cai S, et al. SATB1 targets chromatin remodelling to regulate genes over long distances [J]. Nature, 2002, 419(6907): 641-645.
[25]	Alvarez JD, Yasui DH, Niida H, et al. The MAR-binding protein SATB1 orchestrates temporal and spatial expression of multiple genes during T-cell development [J]. Genes Dev, 2000, 14(5): 521-535.
[26]	Cai S, Han HJ, Kohwi-Shigematsu T. Tissue-specific nuclear architecture and gene expression regulated by SATB1 [J]. Nat Genet, 2003, 34(1): 42-51.
[27]	Cai S, Lee CC, Kohwi-Shigematsu T. SATB1 packages densely looped, transcriptionally active chromatin for coordinated expression of cytokine genes [J]. Nat Genet, 2006, 38(11): 1278-1288.
[28]	Han HJ, Russo J, Kohwi Y, et al. SATB1 reprogrammes gene expression to promote breast tumour growth and metastasis [J]. Nature, 2008, 452(7184): 187-193.
[29]	Li JC, Ayers S, Miyano M, et al. The effect of low-dose ionizing radiation on epigenetic changes in chromatin. Low Dose Radiation Research Program. Available: URL
[30]	Notani D, Gottimukkala KP, Jayani RS, et al.Global regulator SATB1 recruits beta-catenin and regulates T(H)2 differentiation in Wnt-dependent manner [J]. PLoS Biol, 2010, 8(1): e1000296.
[31]	Tu W, Luo M, Wang Z, et al. Upregulation of SATB1 promotes tumor growth and metastasis in liver cancer [J]. Liver Int, 2012, 32(7): 1064-1078.
[32]	Kohwi-Shigematsu T, Poterlowicz K, Ordinario E, et al. Genome organizing function of SATB1 in tumor progression [J]. Semin Cancer Biol, 2013, 23(2): 72-79.

临床病理特征		Non-RT［例（%）］	RT［例（%）］	检验值	P值
性别		?	?	0.055	0.815
?	男	41（55）	39（57）	?	?
?	女	33（45）	29（43）	?	?
年龄（岁）		?	?	0.433	0.511
?	≤60	21（28）	16（24）	?	?
?	>60	53（72）	52（76）	?	?
TNM分期		?	?	1.276	0.259
?	Ⅰ＋Ⅱ	41（55）	44（65）	?	?
?	Ⅲ	33（45）	24（35）	?	?
分化		?	?	0.215	0.643
?	高＋中	60（81）	53（78）	?	?
?	低＋黏液性	14（19）	15（22）	?	?
手术方式		?	?	3.565	0.059
?	前切除	40（54）	26（38）	?	?
?	腹会阴联合切除	34（46）	42（62）	?	?
肿瘤距肛缘距离（cm）		?	?	-1.283	0.201
?	均值	7.5	8.4	?	?

临床病理特征		Non-RT［例（%）］	RT［例（%）］	检验值	P值
性别		?	?	0.055	0.815
?	男	41（55）	39（57）	?	?
?	女	33（45）	29（43）	?	?
年龄（岁）		?	?	0.433	0.511
?	≤60	21（28）	16（24）	?	?
?	>60	53（72）	52（76）	?	?
TNM分期		?	?	1.276	0.259
?	Ⅰ＋Ⅱ	41（55）	44（65）	?	?
?	Ⅲ	33（45）	24（35）	?	?
分化		?	?	0.215	0.643
?	高＋中	60（81）	53（78）	?	?
?	低＋黏液性	14（19）	15（22）	?	?
手术方式		?	?	3.565	0.059
?	前切除	40（54）	26（38）	?	?
?	腹会阴联合切除	34（46）	42（62）	?	?
肿瘤距肛缘距离（cm）		?	?	-1.283	0.201
?	均值	7.5	8.4	?	?

特征		OS		DFS
特征		HR（95% CI）	P值	HR（95% CI）	P值
SATB1表达		?	?	?	?
?	弱vs.强	0.516（0.274~0.969）	0.039	0.558（0.335~0.930）	0.025
性别		?	?	?	?
?	男vs.女	0.427（0.117~1.553）	0.196	0.347（0.112~1.076）	0.067
年龄（岁）		?	?	?	?
?	≤60 vs.>60	1.356（0.444~4.139）	0.593	0.941（0.353~2.505）	0.902
ypTNM		?	?	?	?
?	Ⅰ vs. Ⅱ vs. Ⅲ	4.183（1.842~9.502）	0.001	4.352（2.120~8.933）	<0.001
分化		?	?	?	?
?	高＋中vs.低＋黏液性	0.987（0.313~3.119）	0.983	0.719（0.237~2.183）	0.561

特征		OS		DFS
特征		HR（95% CI）	P值	HR（95% CI）	P值
SATB1表达		?	?	?	?
?	弱vs.强	0.516（0.274~0.969）	0.039	0.558（0.335~0.930）	0.025
性别		?	?	?	?
?	男vs.女	0.427（0.117~1.553）	0.196	0.347（0.112~1.076）	0.067
年龄（岁）		?	?	?	?
?	≤60 vs.>60	1.356（0.444~4.139）	0.593	0.941（0.353~2.505）	0.902
ypTNM		?	?	?	?
?	Ⅰ vs. Ⅱ vs. Ⅲ	4.183（1.842~9.502）	0.001	4.352（2.120~8.933）	<0.001
分化		?	?	?	?
?	高＋中vs.低＋黏液性	0.987（0.313~3.119）	0.983	0.719（0.237~2.183）	0.561

生物学因子		RT		χ²值	P值
生物学因子		弱	强	χ²值	P值
Survivin		?	?	3.399	0.065
?	≤25%	13（59）	9（41）	?	?
?	>25%	5（29）	12（71）	?	?
Necrosis		?	?	1.291	0.256
?	阴性	18（49）	19（51）	?	?
?	阳性	17（63）	10（37）	?	?
Ki-67（平均）		?	?	4.339	0.037
?	<32%	18（62）	11（38）	?	?
?	≥32%	8（33）	16（67）	?	?
p73		?	?	0.418	0.518
?	阴性	24（52）	15（38）	?	?
?	阳性	10（53）	9（47）	?	?
p53		?	?	0.225	0.635
?	阴性	30（54）	26（46）	?	?
?	阳性	5（62）	3（38）	?	?
pRb2/p130		?	?	4.610	0.032
?	阴性	12（44）	15（56）	?	?
?	阳性	7（87）	1（13）	?	?
ATM		?	?	5.427	0.02
?	阴性	4（25）	12（75）	?	?
?	阳性	10（67）	5（33）	?	?
FXYD-3		?	?	1.137	0.286
?	弱	10（42）	14（58）	?	?
?	强	19（56）	15（44）	?	?
MAC30		?	?	0.587	0.444
?	弱	22（48）	24（52）	?	?
?	强	5（62）	3（38）	?	?
TEM1		?	?	7.376	0.007
?	弱	25（61）	16（39）	?	?
?	强	3（20）	12（80）	?	?

Please choose a citation manager

Content to export