馬 莉 李紅偉 柴大敏 汪紅梅 張 瓊 陶儀聲
(蚌埠醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院病理科 蚌埠醫(yī)學(xué)院病理學(xué)教研室,安徽 蚌埠 233003)
MMP-1、MMP-13在食管鱗癌中的表達(dá)及與浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移的關(guān)系
馬 莉 李紅偉1柴大敏 汪紅梅2張 瓊 陶儀聲
(蚌埠醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院病理科 蚌埠醫(yī)學(xué)院病理學(xué)教研室,安徽 蚌埠 233003)
目的 研究食管鱗癌組織中基質(zhì)金屬蛋白酶-1(MMP-1)、MMP-13蛋白的表達(dá)情況及其與浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移之間的關(guān)系。方法 應(yīng)用免疫組織化學(xué)Elivision法檢測(cè)90例食管鱗癌組織、16例重度不典型增生組織及28例正常食管黏膜組織中MMP-1、MMP-13蛋白的蛋白表達(dá)情況。結(jié)果 在食管鱗癌、不典型增生及正常食管黏膜組織中MMP-1蛋白的陽性表達(dá)率分別為81.11%(73/90)、81.25%(3/16)和17.86%(5/28),MMP-13蛋白的陽性表達(dá)率分別為82.2%(74/90)、25%(4/16)、21.43%(6/28),三者差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。MMP-1、MMP-13蛋白表達(dá)與臨床分期、浸潤(rùn)深度及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)(P<0.05)。MMP-1和MMP-13在食管鱗癌中表達(dá)呈正相關(guān)(r=0.537,P<0.05)。結(jié)論 MMP-1和MMP-13在食管鱗癌的發(fā)生、發(fā)展、浸潤(rùn)、轉(zhuǎn)移過程中可能發(fā)揮重要作用,可能作為食管癌判斷預(yù)后的重要標(biāo)記。
食管腫瘤;MMP-1;MMP-13;浸潤(rùn);轉(zhuǎn)移
某些基因的異常表達(dá)與食管鱗癌的不良預(yù)后相關(guān)?;|(zhì)金屬蛋白酶家族(MMPs)是降解細(xì)胞外基質(zhì)的主要酶類,與腫瘤的轉(zhuǎn)移及預(yù)后密切相關(guān)。MMP-1、MMP-13是MMP家族的一個(gè)重要成員,在MMPs激活過程中起重要作用。目前有關(guān)MMP-1、MMP-13在食管鱗癌中的表達(dá)報(bào)道少見,本研究采用免疫組化方法檢測(cè)食管鱗癌中MMP-1、MMP-13蛋白的表達(dá)情況,探討其與食管鱗癌的臨床病理參數(shù)之間的關(guān)系。
1.1 一般資料 收集2006~2008年蚌埠醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院手術(shù)切除食管癌標(biāo)本90例,另取28例距癌組織邊緣5 cm以上正常食管黏膜組織及16例非典型增生組織。所有患者術(shù)前均未做過放化療,有完整的臨床資料及病理診斷。男69例,女21例,<50歲11例,≥50歲79例,高分化30例,中分化46例,低分化14例,臨床分期Ⅰ期 29例,Ⅱ期 40例 ,Ⅲ-Ⅳ期 21例。有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移40例,無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移50例。浸潤(rùn)至淺層的21例,浸潤(rùn)至深層的79例。
1.2 試劑 兔抗人多克隆抗體MMP-1、MMP-13購(gòu)自NeoMarkers公司,通用性Elivision試劑盒及DAB顯色試劑購(gòu)自福州邁新公司。
1.3 實(shí)驗(yàn)方法 應(yīng)用免疫組化Elivision 法對(duì)食管癌及癌旁正常組織和不典型增生組織做MMP-1、MMP-13染色,抗體滴度分別為1∶100、1∶200,具體步驟嚴(yán)格按照說明書進(jìn)行,用PBS代替一抗做陰性對(duì)照,分別選取直腸癌、乳腺癌組織做陽性對(duì)照。MMP-1、MMP-13定位于細(xì)胞質(zhì)呈淺黃色、黃色或棕黃色,每張切片隨機(jī)觀察10個(gè)高倍視野,每個(gè)視野計(jì)數(shù)200個(gè)細(xì)胞,統(tǒng)計(jì)陽性細(xì)胞數(shù)及觀察顯色度,陽性強(qiáng)度用半定量法,按陽性細(xì)胞所占得百分?jǐn)?shù)評(píng)分:陽性細(xì)胞<10%為0分,10%~50%為1分,51%~75%為2分,>75%為3分。細(xì)胞不著色為0分,淺黃為1分,黃色為2分,棕褐色為3分。兩者分?jǐn)?shù)相乘0~2分為陰性(-),≥3分為陽性(+)。結(jié)果觀察采用雙盲法。
1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS17.0軟件進(jìn)行χ2檢驗(yàn)和Spearman等級(jí)相關(guān)檢驗(yàn)。
2.1 MMP-1、MMP-13蛋白在食管鱗癌、重度不典型增生及正常食管黏膜組織中的表達(dá) MMP-1在食管正常黏膜組織、非典型增生組織及鱗癌組織的陽性表達(dá)率比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。食管正常黏膜組織與鱗癌組織、食管正常黏膜組織與非典型增生組織兩兩比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。MMP-13在食管正常黏膜組織、非典型增生組織及鱗癌組織的陽性表達(dá)率,比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。食管正常黏膜組織與鱗癌組織、非典型增生組織與鱗癌組織兩兩比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。見表1、 圖1。
2.2 MMP-1、MMP-13蛋白表達(dá)與食管鱗癌組織臨床病理參數(shù)之間的關(guān)系 在食管鱗癌中MMP-1、MMP-13蛋白的陽性表達(dá)隨浸潤(rùn)深度的增加,淋巴結(jié)是否轉(zhuǎn)移及臨床分期的增加而增強(qiáng)(P<0.05),而與年齡、性別、分化程度無關(guān)(P>0.05)。見表2。
表1 MMP-1、MMP-13蛋白在不同食管組織中的表達(dá)〔n(%)〕
與食管癌組織比較:1)P<0.05;與非典型增生組織比較:2)P<0.05
2.3 MMP-1與MMP-13的相關(guān)性 MMP-1和MMP-13蛋白在食管鱗癌中共同表達(dá)的是67例,共同表達(dá)陰性的是10例,兩者呈現(xiàn)出正相關(guān)(r=0.518,P<0.05)。
圖1 MMP-1、MMP-13在不同食管組織中的表達(dá)(Elivision法,×100)
表2 MMP-1、MMP-13蛋白陽性表達(dá)與食管鱗癌組織臨床病理參數(shù)之間關(guān)系(n)
臨床病理特征nMMP?1P值MMP?13P值性別 男69590.355580.298 女211416年齡 <50歲1170.11490.970 ≥50歲796665分化臨床 高分比30213.637240.804 中分化464039 低分化141211浸潤(rùn)深度 淺層21130.024140.033 深層696060淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移 無50360.014350.0007 有403739臨床分期 Ⅰ期29190.032190.014 Ⅱ期403537 Ⅲ期211918
腫瘤的浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移是惡性腫瘤死亡的主要原因,腫瘤浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移是多步驟、多基因發(fā)生改變的復(fù)雜過程,Liotta等〔1〕提出腫瘤發(fā)生侵襲轉(zhuǎn)移的三大步驟是黏附、基質(zhì)酶解、移動(dòng)。腫瘤細(xì)胞必須脫離原發(fā)部位, 然后突破基底膜以及細(xì)胞外基質(zhì)組成的天然屏障,向周圍組織浸潤(rùn)或進(jìn)入脈管中,引起血道或淋巴道轉(zhuǎn)移〔2,3〕,在整個(gè)過程中,起關(guān)鍵作用的是基質(zhì)金屬蛋白酶家族。MMPs可以破壞天然屏障 ,幾乎能降解細(xì)胞外基質(zhì)中的各種成分。MMPs是一類Zn2+依賴性的內(nèi)源性的蛋白水解酶,有23個(gè)成員。根據(jù)作用底物不同分為5大類分別為間質(zhì)膠原酶、明膠酶、基質(zhì)溶酶、膜型基質(zhì)金屬蛋白酶和其他類型,它們均以酶原的形式分泌到細(xì)胞外基質(zhì)中,被其他酶激活后發(fā)揮降解活性。 MMP-1屬于間質(zhì)膠原酶類,它可以降解Ⅰ型膠原、Ⅱ、Ⅲ、Ⅹ纖維膠原,許多文獻(xiàn)顯示MMP-1在血管形成、傷口愈合和纖維化等方面起著重要的作用,在惡性腫瘤中的表達(dá)最近也有報(bào)道Peng等〔4〕研究發(fā)現(xiàn)MMP-1在食管鱗癌中高表達(dá),MMP-1的蛋白表達(dá)與食管鱗癌患者的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及臨床分期有關(guān)并且通過多因素分析發(fā)現(xiàn)MMP-1可作為食管鱗癌的一個(gè)獨(dú)立的預(yù)后因素。此外MMP-1在肺癌、乳腺癌、胃癌、大腸癌〔5~8〕等多種惡性腫瘤中都有表達(dá)。MMP-13是1994年從人乳腺癌中提取的又一基質(zhì)金屬蛋白酶,也屬于間質(zhì)膠原酶類,基因位于染色體 11 q 22-23 ,MMP-13基因轉(zhuǎn)錄編碼一條含471個(gè)氨基酸的多縮氨基酸序列,總共長(zhǎng)度12.5 kb,包含10個(gè)外顯子和9個(gè)內(nèi)含子。MMP-13幾乎可以降解所有的ECM和BM,并且MMPs其他亞型降解Ⅱ型膠原也需要MMP-13的作用。國(guó)內(nèi)外研究最多的是MMP-13在骨關(guān)節(jié)疾病中的作用,在食管鱗癌中的表達(dá)國(guó)內(nèi)外尚無文獻(xiàn)報(bào)道。但在其他惡性腫瘤中有部分相關(guān)報(bào)道。Yang等〔9〕在結(jié)直腸癌中研究發(fā)現(xiàn),MMP-13在癌中表達(dá)明顯增強(qiáng),且與結(jié)直腸癌的分化、臨床分期及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān),通過預(yù)后分析發(fā)現(xiàn),MMP-13可以作為結(jié)直腸癌判斷預(yù)后的一個(gè)有效標(biāo)記物。
本研究提示MMP-1、MMP-13可能參與了食管癌的發(fā)生、發(fā)展,MMP-1又可作為食管黏膜上皮非典型增生及鱗癌早期診斷的參考指標(biāo)。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果與國(guó)內(nèi)外報(bào)道較一致,其機(jī)制可能是MMP-1、MMP-13作用于細(xì)胞外基質(zhì)及基底膜,導(dǎo)致ECM和BM降解及破壞,促進(jìn)了腫瘤的遷徙及轉(zhuǎn)移。MMP-1、MMP-13在腫瘤發(fā)生、發(fā)展過程中相互促進(jìn),且兩者分泌到細(xì)胞外后可以相互激活,共同促進(jìn)了食管鱗癌的浸潤(rùn)、遷徙和轉(zhuǎn)移,為臨床判斷預(yù)后提供了非常有價(jià)值的分子標(biāo)記物。
1 Liotta LA ,Steeg PS,Stetler-Stevcnson WG.Cancer metastasis and an imbalance of positive and negative regulation〔J〕. Cell,1991;64(2):327-36.
2 伊 嚴(yán),龐作良.MMP-13 在非小細(xì)胞肺癌組織中的表達(dá)及臨床意義〔J〕.腫瘤基礎(chǔ)與臨床,2010;23(2):109-11.
3 劉愛東.基質(zhì)金屬蛋白酶-9 在胃癌中的表達(dá)及意義〔J〕.現(xiàn)代中西醫(yī)結(jié)合雜志,2011;20(18):2226-7.
4 Peng HH,Zhang X,Cao PG.MMP-1/PAR-1 signal transduction axis and its prognostic impact in esophageal squamous cell carcinoma〔J〕.Braz J Med Biol Res,2012;45(1):86-92.
5 Li M,Xiao T,Zhang Y,etal.Prognostic significance of matrix metalloproteinase-1 levels in peripheral plasma and tumour tissues of lung cancer patients〔J〕.Lung Cancer,2010;69(3):341-7.
6 Benson CS,Babu SD,Radhakrishna S,etal.Expression of matrix metalloproteinases in human breast cancer tissues〔J〕.Dis Markers,2013;34(6):395-405.
7 Cai QW,Li J,Li XQ,etal.Expression of STAT3,MMP-1 and TIMP-1 in gastric cancer and correlation with pathological features〔J〕.Mol Med Rep,2012;5(6):1438-42.
8 Langenski?ld M,Ivarsson ML,Holmdahl L,etal.Intestinal mucosal MMP-1-a prognostic factor in colon cancer〔J〕.Scand J Gastroenterol,2013;48(5):563-9.
9 Yang B,Gao J,Rao Z,etal.Clinicopathological significance and prognostic value of MMP-13 expression in colorectal cancer〔J〕 .Scand J Clin Lab Invest,2012;72(6):501-5.
〔2013-10-30修回〕
(編輯 安冉冉/曹夢(mèng)園)
高等學(xué)校省級(jí)優(yōu)秀青年人才基金(2011SQR081);安徽省教育廳自然科學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目(KJ2011A203);蚌埠醫(yī)學(xué)院院基金(Byky1239)
陶儀聲(1965-),女,主任醫(yī)師,教授,碩士生導(dǎo)師,主要從事腫瘤病理學(xué)研究。
馬 莉(1979-),女,碩士,講師,主要從事腫瘤病理學(xué)研究。
R735
A
1005-9202(2015)12-3229-02;
10.3969/j.issn.1005-9202.2015.12.018
1 蚌埠醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院放療科
2 蚌埠醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院放射科