賈宗良,朱宏升,柴明明,賈一凡
(1.西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)部第一附屬醫(yī)院普外科,陜西西安 710061;2.陜西省城固縣醫(yī)院普外科,陜西漢中 723200;3.西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院,陜西西安 710061)
甲狀腺乳頭狀癌(papillary thyroid carcinoma,PTC)是甲狀腺惡性腫瘤中最常見(jiàn)的類型,約占成人惡性甲狀腺腫瘤的60%~80%以及兒童甲狀腺癌的100%。大多數(shù)臨床經(jīng)過(guò)良好,發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移少并且死亡率低。但部分病例具有侵襲性,原發(fā)灶常侵犯甲狀腺被膜及周圍組織,淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移較早且范圍廣,臨床預(yù)后差。有報(bào)道,環(huán)氧合酶-2(cycloxygenase-2,COX-2)在人類多種惡性腫瘤細(xì)胞中過(guò)表達(dá),如結(jié)直腸癌、胃癌及肝癌等,提示其可能在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起重要作用。許多研究顯示COX-2的致癌機(jī)制不僅與促進(jìn)細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)化有關(guān),而且與促進(jìn)腫瘤血管生成有關(guān)[1]。血管生成對(duì)甲狀腺癌的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移至關(guān)重要,而甲狀腺癌細(xì)胞可分泌多種促血管生成因子[2],誘導(dǎo)腫瘤新生血管形成。血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)是目前已知最強(qiáng)的一種促血管生長(zhǎng)因子,其與甲狀腺癌浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移關(guān)系密切,但有關(guān)VEGF在腫瘤細(xì)胞中過(guò)表達(dá)的具體調(diào)節(jié)機(jī)制仍不十分清楚?;|(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMPs)是腫瘤細(xì)胞形成過(guò)程中所需要的一類蛋白水解酶,是一組由結(jié)締組織細(xì)胞分泌的,參與細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)降解的Zn2+依賴性的蛋白酶家族。MMPs幾乎能降解除多糖以外幾乎全部的ECM成分。MMPs導(dǎo)致腫瘤侵襲與轉(zhuǎn)移的具體機(jī)制目前還不清楚,但在其他腫瘤的研究中發(fā)現(xiàn)COX-2、MMP2和VEGF的表達(dá)與微血管密度(micro-vessel density,MVD)均密切相關(guān),推測(cè)最終可能通過(guò)調(diào)控腫瘤新生血管生成,影響腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移。本研究通過(guò)檢測(cè)PTC中COX-2、VEGF、MMP2表達(dá)和MVD計(jì)數(shù),分析它們與PTC臨床病理特征之間的關(guān)系,明確與PTC的發(fā)生發(fā)展之間的聯(lián)系,對(duì)PTC惡性程度的判定及患者臨床病情的評(píng)估提供幫助。
1.1 材料 收集西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)部第一附屬醫(yī)院2010~2012年經(jīng)病理組織學(xué)檢查確診的PTC的石蠟標(biāo)本32例,平均年齡約50歲,其中18例男性,14例女性;腫瘤直徑>1.0cm的17例,<1.0cm的15例;有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的13例,無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的19例;根據(jù)TNM(UICC)分期標(biāo)準(zhǔn)分期:Ⅰ期8例,Ⅱ期10例,Ⅲ期12例,Ⅳ期2例;甲狀腺被膜浸潤(rùn)的16例,未浸潤(rùn)的16例。對(duì)照組標(biāo)本來(lái)自手術(shù)時(shí)切取甲狀腺良性疾病病灶旁2cm以上正常組織,計(jì)18例,平均年齡約41歲,其中男性11例,女性7例。
1.2 主要試劑 鼠抗人VEGF多克隆抗體,購(gòu)自北京博奧森生物技術(shù)公司。鼠抗人COX-2單克隆抗體購(gòu)自福建邁新生物技術(shù)公司。鼠抗人MMP2單克隆抗體、鼠抗人CD34單克隆抗體均購(gòu)自中杉(北京)生物科技公司,即用型SP系列檢測(cè)試劑盒亦為該公司產(chǎn)品,該試劑盒組成為:封閉用血清(山羊)工作液;生物素標(biāo)記羊抗鼠IgG;辣根過(guò)氧化物酶標(biāo)記的鏈霉素-卵白素工作液。
1.3 免疫組化染色及結(jié)果判定 采用鏈酶素-卵白素-生物素-辣根過(guò)氧化物酶復(fù)合物(S-P)法,將石蠟標(biāo)本切片進(jìn)行免疫組化染色。COX-2、MMP2、VEGF及MVD抗體稀釋比為1∶100。
COX-2、MMP2、VEGF的表達(dá)以腫瘤細(xì)胞和正常腺體細(xì)胞胞質(zhì)和(或)胞膜上染色強(qiáng)度計(jì)分和陽(yáng)性細(xì)胞百分比計(jì)分的相加之和進(jìn)行判定。隨機(jī)選取5個(gè)高倍鏡視野(×200)進(jìn)行判斷:①無(wú)染色為0分,淺黃色為1分,棕黃色為2分,黃褐色為3分,褐色為4分;②陽(yáng)性細(xì)胞百分比<5%為0分,5%~24%為1分,25%~49%為2分,50%~75%為3分,>75%為4分。
MVD計(jì)數(shù):參照 MAEDA等[3]報(bào)道的方法,即在低倍鏡下,先全面觀察CD34染色陽(yáng)性的血管,選擇顏色較深的區(qū)域,然后轉(zhuǎn)到高倍鏡下(×200),取5個(gè)不同視野計(jì)數(shù)(皆取視野左上1/4區(qū)域),以其均數(shù)為MVD值。微血管判斷標(biāo)準(zhǔn):?jiǎn)蝹€(gè)棕黃色內(nèi)皮細(xì)胞或內(nèi)皮細(xì)胞團(tuán)均計(jì)數(shù)為一個(gè)血管;肌層較厚或管腔內(nèi)紅細(xì)胞數(shù)>8個(gè)的血管不被計(jì)數(shù)。
1.4 蛋白表達(dá)間及與臨床病理資料的相關(guān)性分析分析COX-2、MMP2、VEGF及MVD的表達(dá)與患者的年齡、臨床分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、腫瘤大小的相關(guān)性,并分析COX-2、MMP2、VEGF的表達(dá)與 MVD計(jì)數(shù)的相關(guān)分析。
1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 在統(tǒng)計(jì)結(jié)果時(shí),對(duì)高倍鏡下圖片的細(xì)胞陽(yáng)性率計(jì)分和染色深淺計(jì)分進(jìn)行加和,數(shù)據(jù)資料由SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件和 GraphPad Prism 5進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,組間比較采用χ2檢驗(yàn)和兩獨(dú)立樣本Mann-Whitney U檢驗(yàn),相關(guān)分析采用Spearman秩相關(guān)分析方法。取P≤0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 PTC中COX-2的表達(dá) 鏡下觀察COX-2的陽(yáng)性染色顆粒主要表達(dá)于腫瘤細(xì)胞的胞質(zhì)中,顏色越深其表達(dá)越高。PTC中COX-2的表達(dá)計(jì)分為(使用中位數(shù)與四分位距,后同):M(Q3-Q1)=5(1),在正常甲狀腺組織中COX-2幾乎未見(jiàn)表達(dá)(圖1)。PTC中COX-2的表達(dá)與患者的性別、年齡、臨床分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及被膜浸潤(rùn)等影響PTC進(jìn)展的因素有關(guān)(P<0.05,表1)。為了進(jìn)一步研究 COX-2表達(dá)與PTC被膜浸潤(rùn)之間的關(guān)系,對(duì)PTC中COX-2的表達(dá)情況進(jìn)一步分析得出:在甲狀腺被膜浸潤(rùn)組中COX-2的表達(dá)計(jì)分為:M(Q3-Q1)=6(2),而在甲狀腺被膜未浸潤(rùn)組中的表達(dá)計(jì)分為:M(Q3-Q1)=5(1.75);經(jīng)非參數(shù)檢驗(yàn)分析后,表明PTC被膜浸潤(rùn)組和被膜未浸潤(rùn)組中COX-2的表達(dá)差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,P=0.010),即表明在PTC中 COX-2的表達(dá)高低與PTC是否侵及被膜密切相關(guān)。
2.2 PTC中VEGF的表達(dá) VEGF陽(yáng)性染色顆粒在高倍鏡下主要表達(dá)在腫瘤細(xì)胞和甲狀腺濾泡細(xì)胞的胞質(zhì)中,鏡下顏色越深說(shuō)明其表達(dá)越高(圖2)。在PTC中 VEGF的表達(dá)計(jì)分為:M(Q3-Q1)=5.5(2),而在正常甲狀腺組織中的表達(dá)為:M(Q3-Q1)=5(1),二者之間的表達(dá)差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,P=0.006),表明 VEGF與PTC的發(fā)生有關(guān)系。進(jìn)一步將VEGF與影響甲狀腺癌發(fā)生、發(fā)展的相關(guān)因素做分析得出:PTC中VEGF的表達(dá)與患者的性別、年齡、臨床分期、腫瘤大小、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及被膜浸潤(rùn)有關(guān)(P<0.05,表1)。
在甲狀腺被膜浸潤(rùn)組中VEGF的表達(dá)計(jì)分為:M(Q3-Q1)=6.5(2),而在被膜無(wú)浸潤(rùn)組中表達(dá)計(jì)分為:M(Q3-Q1)=5(1.75);經(jīng)非參數(shù)檢驗(yàn)分析后表明VEGF的表達(dá)差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,P=0.013)。
圖1 甲狀腺乳頭狀癌(PTC)及正常甲狀腺組織中COX-2的表達(dá)Fig.1 Expression of COX-2in PTC and normal thyroid tissues(SP,×200)
圖2 甲狀腺乳頭狀癌(PTC)及正常甲狀腺組織中VEGF的表達(dá)Fig.2 Expression of VEGF in PTC and normal thyroid tissues(SP,×200)
表1 COX-2、VEGF、MMP2、MVD與PTC臨床病理特征的關(guān)系Tab.1 The relationship of COX-2,VEGF,MMP2and MVD expressions with the clinicopathological characteristics of PTC(n=32)
2.3 PTC中 MMP2的表達(dá) 與COX-2和VEGF類似,MMP2主要表達(dá)于腫瘤細(xì)胞和正常濾泡細(xì)胞的胞質(zhì)中,少量位于胞核中(圖3)。PTC中MMP2的表達(dá)計(jì)分為:M(Q3-Q1)=5.5(1),而在正常甲狀腺組織中的表達(dá)為:M(Q3-Q1)=4.5(1),二者之間的表達(dá)差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,P=0.006),表明MMP2與PTC的發(fā)生有關(guān)系。將MMP2進(jìn)一步與影響甲狀腺癌發(fā)生、發(fā)展的相關(guān)因素做分析得出:PTC中MMP2的表達(dá)與患者的年齡、臨床分期、腫瘤大小、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及被膜浸潤(rùn)有關(guān)(P<0.05,表1)。
在甲狀腺被膜浸潤(rùn)組中MMP2的表達(dá)計(jì)分為:M(Q3-Q1)=6(1.75),而在甲狀腺被膜未浸潤(rùn)組中的表達(dá)計(jì)分為:M(Q3-Q1)=5(1.75);經(jīng)非參數(shù)檢驗(yàn)分析后表明PTC被膜浸潤(rùn)組和被膜未浸潤(rùn)組中MMP2的表達(dá)差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,P=0.000),即表明在PTC中MMP2的表達(dá)高低與PTC是否侵及被膜密切相關(guān)。
圖3 甲狀腺乳頭狀癌(PTC)及正常甲狀腺組織中MMP2的表達(dá)Fig.3 Expression of MMP2in PTC and normal thyroid tissues(SP,×200)
2.4 PTC中MVD計(jì)數(shù) MVD是反映腫瘤生長(zhǎng)血管的重要指標(biāo),任何被抗體染色的單個(gè)細(xì)胞或者細(xì)胞團(tuán),不管是否有管腔形成,只要和周圍的血管、腫瘤細(xì)胞或者其他連接組織成分有一個(gè)比較清楚的分隔,都可認(rèn)為是一個(gè)可計(jì)數(shù)的微血管(圖4)。PTC中MVD的計(jì)數(shù)為:M(Q3-Q1)=28(5.75),而在正常甲狀腺組織中的計(jì)數(shù)為:M(Q3-Q1)=14(5.25),二者之間的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,P=0.000),表明檢測(cè)甲狀腺中的MVD可能對(duì)PTC的早期發(fā)現(xiàn)有一定的參考價(jià)值。將MVD計(jì)數(shù)與影響甲狀腺癌發(fā)生、發(fā)展的相關(guān)因素做分析得出:在PTC中MVD計(jì)數(shù)高低與患者的年齡、臨床分期、腫瘤大小、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及被膜浸潤(rùn)有關(guān)(P<0.05,表1)。
在甲狀腺被膜浸潤(rùn)組中MVD的計(jì)數(shù)為:M(Q3-Q1)=30(7.75),而在甲狀腺被膜未浸潤(rùn)組中的計(jì)數(shù)為:M(Q3-Q1)=26.5(4);經(jīng)非參數(shù)檢驗(yàn)分析后表明PTC被膜浸潤(rùn)組和被膜未浸潤(rùn)組中MVD的計(jì)數(shù)差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,P=0.006),即表明在PTC中MVD的計(jì)數(shù)高低與PTC是否侵及被膜密切相關(guān)。
圖4 甲狀腺乳頭狀癌(PTC)及正常甲狀腺組織中MVD計(jì)數(shù)Fig.4 Count of MVD in PTC and normal thyroid tissues(SP,×200)
2.5 PTC中COX-2、VEGF、MMP2和 MVD的相關(guān)分析 腫瘤的生長(zhǎng)和浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移離不開(kāi)血管支持,而MVD是反映腫瘤新生血管的重要指標(biāo)。本實(shí)驗(yàn)對(duì)它們之間的關(guān)聯(lián)分析顯示如圖5:從矩陣圖中可以看出PTC的MVD計(jì)數(shù)與COX-2、VEGF、MMP2的表達(dá)有相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)r分別為0.504、0.577和0.536,且P值均小于0.01,說(shuō)明 MVD在PTC中與MMP2、VEGF、COX-2的表達(dá)具有顯著的相關(guān)性,具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
MMP2、VEGF和COX-2之間的表達(dá)也彼此具有相關(guān)性,其中 MMP2和 VEGF之間:r=0.539(P<0.05,P=0.001);MMP2和 COX-2之間:r=0.555(P<0.05,P=0.001);VEGF和COX-2之間:r=0.582(P<0.05,P=0.000)。但圖5的散點(diǎn)圖顯示它們之間雖然具有相關(guān)性,但并不表現(xiàn)為明顯的線性相關(guān),在一定程度上說(shuō)明他們之間相互關(guān)聯(lián)影響的復(fù)雜性。
圖5 PTC中COX-2、VEGF、MMP2和MVD之間的相關(guān)性Fig.5 The relationship between COX-2,VEGF,MMP2and MVD in PTC
PTC是人類最常見(jiàn)的甲狀腺惡性腫瘤之一,主要起源于甲狀腺上皮細(xì)胞,隨著飲食及環(huán)境的日益惡化,其發(fā)病率呈逐年增加的趨勢(shì)[4]。腫瘤的發(fā)生和發(fā)展是一個(gè)多階段、多基因參與的復(fù)雜過(guò)程。
COX-2是多種惡性腫瘤發(fā)生、發(fā)展的關(guān)鍵酶[5],其在人類多種惡性腫瘤細(xì)胞中呈過(guò)表達(dá),如卵巢癌、肝癌、胃癌、食道癌、肺癌、口腔癌、胰腺癌、乳腺癌等,并且表達(dá)強(qiáng)度與腫瘤組織類型和分化程度相關(guān)[6]。目前,認(rèn)為COX-2可從促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖、腫瘤新生血管生成、抑制腫瘤細(xì)胞凋亡、機(jī)體免疫功能及增加腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移力等多個(gè)機(jī)制誘導(dǎo)腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移、凋亡抑制及促進(jìn)血管生成等,COX-2成為腫瘤防治的一個(gè)新靶點(diǎn)[7]。
MMPs是降解ECM和血管基底膜最重要的酶類,ECM又是腫瘤轉(zhuǎn)移的主要屏障[8]。NAKAMURA等[9]在研究MMPs與甲狀腺癌之間的關(guān)系時(shí)發(fā)現(xiàn),MMPs雖有7個(gè)成員,但只有MMP2與甲狀腺癌之間有密切聯(lián)系。研究發(fā)現(xiàn)MMP-2能夠特異地降解ECM和基底膜的主要成分Ⅳ型膠原,不僅有促進(jìn)腫瘤侵襲、轉(zhuǎn)移的作用,而且與原發(fā)或轉(zhuǎn)移腫瘤的生長(zhǎng)和血管生成也密切相關(guān)[10],是腫瘤轉(zhuǎn)移、侵襲過(guò)程中最重要、最直接的金屬蛋白酶,是腫瘤防治的另一個(gè)新靶點(diǎn)。KRYSAN等[11]通過(guò)對(duì)非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞系的研究證實(shí)了COX-2與MMP2的表達(dá)具有相關(guān)性。國(guó)內(nèi)王喜梅等[12]研究67例PTC時(shí),發(fā)現(xiàn)COX-2和MMP2在42例中共同表達(dá),只有4例中二者皆表達(dá)陰性;還發(fā)現(xiàn)隨著COX-2表達(dá)的增高,MMP2表達(dá)相應(yīng)增高。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示COX-2與MMP2在PTC中呈現(xiàn)過(guò)表達(dá),且與年齡、臨床分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及被膜浸潤(rùn)等密切相關(guān)(P<0.05),二者的表達(dá)呈現(xiàn)出正相關(guān)性(r=0.555),這進(jìn)一步說(shuō)明了COX-2和MMP2與PTC的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。
腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移離不開(kāi)腫瘤血管的營(yíng)養(yǎng)和支持。國(guó)外SASAKI等[13]在對(duì)22例腎臟細(xì)胞癌的研究中發(fā)現(xiàn)有18(84%)例高表達(dá)VEGF,而且其表達(dá)與一種叫做激酶結(jié)構(gòu)域(KDR)的蛋白呈現(xiàn)出關(guān)聯(lián)性,因此推斷VEGF與KDR結(jié)合可以增強(qiáng)腎臟腫瘤血管的形成。華特波等[14]對(duì)116例甲狀腺腫瘤的研究中發(fā)現(xiàn)COX-2、VEGF在甲狀腺惡性腫瘤組織中的蛋白表達(dá)均明顯高于甲狀腺良性病變,并且在甲狀腺癌中與年齡、包膜完整性、腫瘤大小、臨床分期顯著相關(guān)。本研究檢測(cè)正常甲狀腺組織和甲狀腺乳頭狀組織中VEGF的表達(dá),發(fā)現(xiàn)腫瘤組織中的VEGF表達(dá)顯著高于正常甲狀腺組織(P<0.05),并且表達(dá)的高低與腫瘤的浸潤(rùn)性生長(zhǎng)密切相關(guān),這進(jìn)一步驗(yàn)證了腫瘤浸潤(rùn)與VEGF表達(dá)之間的關(guān)系。腫瘤的浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移必須有腫瘤血管的支持,而MVD可以客觀評(píng)判腫瘤的新生血管[15]。國(guó)內(nèi)外已有很多文獻(xiàn)報(bào)道過(guò)MVD與腫瘤的關(guān)系,且發(fā)現(xiàn)MVD與腫瘤的侵襲力大小、淋巴轉(zhuǎn)移預(yù)后均相關(guān)。國(guó)內(nèi)石磊等[16]對(duì)50例胃癌的研究中發(fā)現(xiàn)在正常胃黏膜組織、癌旁組織、胃癌組織中,VEGF的表達(dá)和MVD呈逐漸上升趨勢(shì)(P<0.05),兩者表達(dá)與腫瘤的分化程度、浸潤(rùn)深度和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)(P<0.05)。COX-2與 MVD的表達(dá)呈正相關(guān),新生血管生成與胃癌的分化程度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。因此,MVD可作為間接評(píng)估腫瘤預(yù)后和侵襲力大小的指標(biāo)。吳偉群等[17]在甲狀腺癌的研究中,發(fā)現(xiàn)甲狀腺癌組織中VEGF陽(yáng)性表達(dá)和MVD計(jì)數(shù)均明顯高于正常甲狀腺和甲狀腺腺瘤組織(P<0.05)。在甲狀腺癌組織中有頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者的VEGF表達(dá)及MVD計(jì)數(shù)明顯高于無(wú)頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者(P<0.05),且甲狀腺癌組織中VEGF表達(dá)及MVD值之間呈顯著正相關(guān)(r=0.564,P<0.05)。本實(shí)驗(yàn)PTC中VEGF呈現(xiàn)出高表達(dá),MVD呈現(xiàn)高計(jì)數(shù)(P<0.05),且二者與患者年齡、臨床分期、腫瘤大小、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及被膜浸潤(rùn)等密切相關(guān)(P<0.05),二者之間的表達(dá)也呈現(xiàn)出正相關(guān)性(r=0.577),這與之前的研究結(jié)果一致。
本實(shí)驗(yàn)PTC中COX-2、MMP2、VEGF的表達(dá)和MVD呈現(xiàn)正相關(guān)性,推測(cè)其調(diào)控腫瘤新生血管影響著PTC發(fā)生、發(fā)展。對(duì)相關(guān)指標(biāo)的檢測(cè)對(duì)PTC的惡性程度評(píng)估、預(yù)后判定及手術(shù)方式的選擇具有一定的參考價(jià)值。
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