AQP-5在結(jié)直腸癌中的表達及意義

楊玉波 王斌 關(guān)鐵軍 閆光志 王曉明 陳峰 華南 周平 梁國棟 陳佳祺 劉海瑞 王首寒

結(jié)直腸癌發(fā)病率近年來有逐漸上升的趨勢。臨床上根據(jù)原發(fā)部位可將其分為結(jié)腸癌和直腸癌，兩者在生物學(xué)特征及治療方案的選擇等方面具有顯著區(qū)別。水通道蛋白(aquaporin，AQP)是一組水選擇通道分子家族，可以提供液體快速轉(zhuǎn)運的通路，許多疾病的發(fā)生可能與其功能異?；蛘{(diào)節(jié)失控有關(guān)。近年研究表明多數(shù)腫瘤有很高的組織間隙液體壓力，其新生血管對血漿蛋白及其他循環(huán)體系中的高分子物質(zhì)具有很高的滲透性[1]，這在腫瘤的生長和擴散中有重要作用。本研究采用免疫組化方法檢測AQP-5在腸癌組織中的表達，探討其與結(jié)直腸癌生物學(xué)特性的關(guān)系。

材料和方法

一、病例資料

48例腸道腫瘤均來自吉林省腫瘤醫(yī)院腹部腫瘤外一科2002年1月至2006年5月間手術(shù)切除的病例，其中結(jié)腸癌17例，直腸癌31例，標(biāo)本均經(jīng)10%的中性福爾馬林固定，石蠟包埋，每例腫瘤的病理診斷均經(jīng)過2名高年資病例醫(yī)生的復(fù)查，診斷準確無誤。鼠抗人AQP-5單克隆抗體及第二代通用型二步法檢測系統(tǒng)試劑盒分別購自武漢博士德、北京中杉金橋生物技術(shù)有限公司。

二、方法

免疫組織化學(xué)染色采用S-P法，將制好的組織切片，經(jīng)二甲苯脫蠟，梯度乙醇脫水后進行免疫組織化學(xué)染色?？乖捎酶邏哄伕邷?、高壓修復(fù)，余步驟按試劑盒(說明書)進行操作。PAB染色，蘇木精復(fù)染，中性樹膠封固，顯微鏡下觀察。標(biāo)本共分為兩組：AQP-5在結(jié)腸癌(17例)，直腸癌(31例)中表達，且每組中均以腫瘤分化程度再分為高、中分化組和低分化組。

三、陽性結(jié)果判定

AQP-5表達于細胞質(zhì)和細胞膜，陽性細胞為細胞質(zhì)和細胞膜上出現(xiàn)棕黃色顆粒。

四、統(tǒng)計學(xué)處理

采用SPSS 10.0統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析，四格表資料的Fisher精確檢驗。

結(jié) 果

一、腸癌組織病理學(xué)特征

AQP-5(+)表達信號位于核大、深染的腸癌細胞胞漿、胞膜?？梢姲┘毎速|(zhì)比例增大，排列紊亂(圖1)；癌細胞胞漿黃染，出現(xiàn)病理核分裂相，癌細胞聚集成巢(圖2)。

二、AQP-5表達水平與腫瘤臨床病理指標(biāo)的關(guān)系

17例結(jié)腸癌癌病變組織中，癌細胞AQP-5(+)者11例，陽性表達率64.7%，31例直腸癌組織中，可見癌細胞AQP-5(+)者22例，陽性表達率70.9%，18例中高分化病例中，陽性16例，陽性率為88.8%，低分化病例中(13例)陽性6例，陽性率為46.2%。11例結(jié)腸癌細胞AQP-1(+)者中，高中分化數(shù)3例，低于低分化癌8例，兩者統(tǒng)計學(xué)差異顯著(P<0.01)。22例直腸癌細胞AQP-5(+)者中，高中分化癌病例數(shù)6例，與低分化癌16例(圖4)同樣具有差異(P<0.05)。

結(jié)果表明，AQP-5在大腸癌中的表達因分化程度不同而存在差異，但是在兩種類型腸癌中的表達差異不大。

圖1 AQP-5在高中分化腸癌中表達的免疫組織化學(xué)染色圖片 圖2 AQP-5在低分化腸癌中表達的免疫組織化學(xué)染色圖片

表1 AQP-5在腸道腫瘤中的表達情況表

討 論

結(jié)直腸癌是常見惡性腫瘤，其惡性程度較高，容易轉(zhuǎn)移。由于發(fā)生隱匿，臨床癥狀無特異性，早期診斷困難。根據(jù)原發(fā)部位大腸癌又可分為結(jié)腸癌和直腸癌。兩種類型的大腸癌在生物學(xué)行為上存在明顯差異，手術(shù)治療方案也不盡完全相同。此外，腫瘤的分化程度也是影響預(yù)后的重要因素。AQP-5原名為通道形成跨膜蛋白，允許自由水通過，每個單體單獨行使功能，其在細胞膜內(nèi)形成稱之為滴漏模型的結(jié)構(gòu)[2]，允許水分子單線通過。水通道蛋白的發(fā)現(xiàn)推翻了以往認為水分子簡單擴散學(xué)說。人體內(nèi)AQP-5分布十分廣泛，如肝臟膽管上皮細胞、毛細膽管內(nèi)皮細胞、膽囊頸上皮細胞。

大量研究證實，細胞代謝過程中所需要的水主要是通過AQPs對水分子的高度選擇性來完成跨膜轉(zhuǎn)運的，許多疾病可能與其功能異?；蛘{(diào)節(jié)失控有關(guān)。腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移是一個高度選擇性的過程，其依賴于腫瘤特性和它們周圍獨特的微環(huán)境之間的復(fù)雜反應(yīng)，水代謝在其中發(fā)揮重要的作用。惡性腫瘤在生長過程中，新陳代謝異?；钴S，對水的需求也將增加，因此水通道對腫瘤細胞的生存非常重要[3]。本實驗結(jié)果雖然表明AQP-5在結(jié)腸癌和直腸癌細胞中表達水平無差異(P>0.05)，但并不能因此就認為二者生物學(xué)行為相近，通過臨床實踐我們發(fā)現(xiàn)結(jié)腸癌和直腸癌在侵襲、轉(zhuǎn)移、預(yù)后等方面均具有差異，我們認為AQP-5在多數(shù)腫瘤中均由顯著表達是由其特殊的生物作用所決定的。在研究中也發(fā)現(xiàn)無論是結(jié)腸癌抑或直腸癌高中分化組與低分化組AQP-5表達均具有差異，表明隨腫瘤惡性程度的升高，AQP-5表達也隨之增多，這可能與癌細胞的生長需求增高相關(guān)。同時提示我們可否用其作為檢測腫瘤惡性程度的標(biāo)記物，借以判斷預(yù)后。腫瘤自身生物學(xué)特性為制定手術(shù)方案時主要根據(jù)，而分化程度在很大程度上決定治療方案的選擇及患者的預(yù)后，因此，如能利用某些技術(shù)如電子纖維結(jié)腸鏡等獲得腫瘤組織，檢測其AQP-5表達，同時對手術(shù)方案的選擇及疾病的轉(zhuǎn)歸與預(yù)判有一定幫助，此外，針對AQP-5對腫瘤細胞的特殊生理意義，同時與影像學(xué)相結(jié)合，如能特異地阻斷其在癌組織中的表達或下調(diào)其功能，則會抑制或消滅體內(nèi)存留的癌細胞，當(dāng)然這必須在明確AQP-5使腫瘤從周圍吸收水分，保持其快速增長的具體機制，因此還需進一步研究。

綜合當(dāng)前研究結(jié)果表明，AQP-5對顯示結(jié)直腸癌的分化程度從而選擇治療方案及判斷預(yù)后有一定意義。

[1] Folberg R，Hendrix MJ，Maniotis AJ.Vasculogenic mimicry and tumor angiogenesis.Am J Pathol，2000，156(2)：361-381.

[2] Cheng A，Van Hoek AN，Yeager M，et al.Three 2-dimensional design of aquaporin.Am J phisiol，1999，276：G2802286.

[3] 石曉明，吳勝春，董軍杰，等.AQP-5基因沉默對結(jié)腸癌細胞增殖及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的影響.中國癌癥雜志，2013，4：279-284.