IL-6和STAT3在結(jié)腸癌組織中的表達(dá)及意義

張曉芹，段麗芳，黨琳，許小凡，張紅

(陜西中醫(yī)藥大學(xué)病理生理學(xué)教研室，陜西 咸陽(yáng)712046)

IL-6和STAT3在結(jié)腸癌組織中的表達(dá)及意義

張曉芹，段麗芳，黨琳，許小凡，張紅

(陜西中醫(yī)藥大學(xué)病理生理學(xué)教研室，陜西 咸陽(yáng)712046)

目的 檢測(cè)白介素6(IL-6)和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3(STAT3)在結(jié)腸癌和癌旁組織中的表達(dá)及其在結(jié)腸癌診治中的臨床意義。方法 收集陜西中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院2012年3月至2014年12月經(jīng)病理學(xué)診斷的48例結(jié)腸癌患者的手術(shù)標(biāo)本，采用免疫組織化學(xué)法檢測(cè)癌及癌旁組織中IL-6和STAT3的表達(dá)，分析兩者表達(dá)的相關(guān)性。結(jié)果 結(jié)腸癌組織中IL-6的陽(yáng)性表達(dá)率為91.66%，而癌旁組織陽(yáng)性表達(dá)率僅6.25%，兩者比較差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)；結(jié)腸癌組織中STAT3的陽(yáng)性表達(dá)率為95.83%，也明顯高于癌旁組織的4.17%，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)；結(jié)腸癌組織中STAT3與IL-6的表達(dá)呈正相關(guān)(r=0.765，P＜0.01)。結(jié)論IL-6和STAT3參與結(jié)腸癌的發(fā)生發(fā)展，并可作為結(jié)腸癌診斷的重要參考及治療的靶點(diǎn)。

結(jié)腸癌；白介素6；信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3

結(jié)腸癌作為消化道常見(jiàn)的惡性腫瘤，近年來(lái)的發(fā)病率不斷上升，結(jié)腸癌的死亡率在歐美國(guó)家已上升至腫瘤的第2位；中國(guó)結(jié)腸癌的發(fā)病率已上升至腫瘤的第4位[1]。目前結(jié)腸癌的治療主要是以外科手術(shù)為主的綜合療法，但術(shù)后5年生存率僅為50%左右，而化學(xué)療法毒性大、敏感度低[2]，使患者生存質(zhì)量下降。因此，進(jìn)一步探討結(jié)腸癌的發(fā)病機(jī)制，特別是研究信號(hào)通路對(duì)腫瘤細(xì)胞增殖與凋亡的調(diào)控，進(jìn)而從分子水平尋求治療靶點(diǎn)成為目前研究的重點(diǎn)。白介素6(interlenkin-6，IL-6)和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3，STAT3)是目前備受關(guān)注的調(diào)控結(jié)腸癌發(fā)病的重要信號(hào)通路，但其在結(jié)腸癌中是否存在異常激活，及兩者之間的確切關(guān)系尚不清楚。本研究收集48例結(jié)腸癌患者的手術(shù)標(biāo)本，檢測(cè)IL-6和STAT3在結(jié)腸癌及癌旁組織中的的表達(dá)，旨在探究IL-6和STAT3在結(jié)腸癌診治中的臨床意義。

1 材料與方法

1.1 一般材料 收集2012年3月至2014年12月在陜西中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院手術(shù)切除并經(jīng)病理學(xué)診斷的結(jié)腸癌標(biāo)本48例，其中男性32例，女性16例，年齡42～76歲。所有病例術(shù)前均未接受放射線及藥物治療，組織學(xué)類(lèi)型有高、中、低分化的結(jié)腸癌。

1.2 主要試劑 兔抗人IL-6多克隆IgG、STAT3多克隆IgG均購(gòu)自于Santa Cruz公司，羊抗兔SABC即用型二抗試劑盒及DAB顯色劑購(gòu)自博士德公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法 所用標(biāo)本均經(jīng)10%甲醛固定，石蠟包埋，4μm連續(xù)切片，切片經(jīng)二甲苯、梯度酒精脫蠟至水，阻斷內(nèi)源性過(guò)氧化物酶用3%的雙氧水；枸櫞酸鈉熱抗原修復(fù)10 min；冷卻后加5%山羊血清室溫下封閉30 min；滴加一抗(分別為：兔抗人IL-6抗體1: 300；STAT3抗體1:500)，4℃孵育過(guò)夜，磷酸鹽緩沖液(PBS)沖洗3次，每次5 min；即用型羊抗兔二抗孵育2 h，PBS沖洗3次，每次5 min；滴加SABC 37℃孵育30 min，PBS沖洗3次，每次5 min。DAB顯色，鏡下控制染色程度；蒸餾水沖洗后以蘇木精進(jìn)行復(fù)染，脫水、透明后封片，顯微鏡下觀察IL-6和STAT3的表達(dá)，計(jì)數(shù)并采集圖像。

1.4 結(jié)果判定IL-6為胞漿表達(dá)，以細(xì)胞漿中出現(xiàn)棕黃色顆粒為陽(yáng)性；STAT3為核表達(dá)，以細(xì)胞核出現(xiàn)棕黃色顆粒為陽(yáng)性，細(xì)胞陽(yáng)性率的界定采用如下方法：在每張切片中隨機(jī)選取高倍視野(×400)10個(gè)，每個(gè)視野計(jì)數(shù)100個(gè)細(xì)胞，記錄陽(yáng)染細(xì)胞的數(shù)量，累加各個(gè)視野的陽(yáng)染細(xì)胞總數(shù)，計(jì)算細(xì)胞的陽(yáng)性率，陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)≥10%為(+)。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS11.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)數(shù)資料采用χ2檢驗(yàn)，采用Spearman分析STAT3與IL-6表達(dá)相關(guān)性，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 IL-6表達(dá)定位IL-6表達(dá)定位于細(xì)胞漿，陽(yáng)性染色為黃色或棕黃色顆粒，48例結(jié)腸癌中44例呈現(xiàn)IL-6的陽(yáng)性表達(dá)，陽(yáng)性表達(dá)率為91.66%，而癌旁組織陽(yáng)性表達(dá)率僅為6.25%，兩者比較差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)，見(jiàn)圖1。

圖1 IL-6在結(jié)腸癌及癌旁組織中的表達(dá)(IHC，×200)

2.2 STAT3表達(dá)定位STAT3表達(dá)定位于細(xì)胞核中，陽(yáng)性表達(dá)為黃色或棕黃色顆粒，48例結(jié)腸癌中46例呈現(xiàn)STAT3陽(yáng)性表達(dá)，陽(yáng)性表達(dá)率為95.83%，而癌旁組織陽(yáng)性表達(dá)率僅為4.17%，兩者比較差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)，見(jiàn)圖2。

圖2 STAT3在結(jié)腸癌及癌旁組織中的表達(dá)(IHC，×200)

2.3 IL-6和STAT3在結(jié)腸癌及癌旁組織中的表達(dá)44例IL-6陽(yáng)性表達(dá)的結(jié)腸癌中STAT3的表達(dá)100%陽(yáng)性；45例IL-6陰性表達(dá)的癌旁組織中STAT3陰性表達(dá)43例，結(jié)腸癌組織中STAT3與IL-6的表達(dá)呈正相關(guān)(r=0.765，P＜0.010)，見(jiàn)表1。

表1 IL-6和STAT3在結(jié)腸癌及癌旁組織中的表達(dá)（例)

3 討論

結(jié)腸癌是由腸黏膜上皮發(fā)生的惡性腫瘤，早期診斷困難，極易發(fā)生轉(zhuǎn)移，術(shù)后復(fù)發(fā)率高，在我國(guó)，結(jié)腸癌所致的死亡率已經(jīng)上升至腫瘤致死率的第四位[2-3]。

近年來(lái)的研究提示結(jié)腸癌的發(fā)生是多個(gè)環(huán)節(jié)參與的復(fù)雜過(guò)程參與，尤其炎癥反應(yīng)在結(jié)腸癌發(fā)生發(fā)展中起重要作用，炎癥因子可直接發(fā)揮免疫抑制作用，刺激腫瘤新生血管生成，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)[4]。白細(xì)胞介素-6(interleukin-6，IL-6)是一種常見(jiàn)的細(xì)胞因子，具有多種生物功能，如調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖和分化、調(diào)控炎癥反應(yīng)、免疫防御等。IL-6主要由單核巨噬細(xì)胞、活化的B細(xì)胞、靜止的T細(xì)胞等產(chǎn)生，與多種惡性腫瘤存在關(guān)聯(lián)[5-6]。劉徽等[5]采用二乙基亞硝胺誘導(dǎo)肝癌模型發(fā)現(xiàn)，IL-6基因敲除小鼠肝癌的發(fā)生率明顯降低，提示IL-6與肝癌的發(fā)生發(fā)展相關(guān)。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示IL-6在結(jié)腸癌和癌旁組織中的表達(dá)呈現(xiàn)明顯差異，在癌組織中IL-6的陽(yáng)性表達(dá)率為91.66%，而癌旁組織幾乎不表達(dá)，提示IL-6參與了結(jié)腸癌的進(jìn)展。

信號(hào)傳導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子(signal transducer and activator of transcription，STAT)是一類(lèi)參與細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活的重要轉(zhuǎn)錄因子。干擾素、白介素、生長(zhǎng)因子等多種外源性信號(hào)刺激可以通過(guò)激活JAK/ STAT信號(hào)通路，進(jìn)而調(diào)控下游諸多靶基因的表達(dá)，參與細(xì)胞的增殖、分化、凋亡以及免疫調(diào)節(jié)等生物學(xué)過(guò)程。STAT3是STAT家族的重要成員，在多種腫瘤的研究中發(fā)現(xiàn)STAT3的持續(xù)活化[7-9]，且其表達(dá)水平與腫瘤的惡性程度相關(guān)[10-11]。本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，結(jié)腸癌中STAT3表達(dá)明顯高于癌旁組織，提示STAT3與結(jié)腸癌的進(jìn)展相關(guān)。

IL-6是STAT3重要的細(xì)胞活化因子，其激活STAT3的方式有兩種：經(jīng)典途徑和跨信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。在經(jīng)典途徑中IL-6首先與IL-6R/gp130結(jié)合，進(jìn)而活化STAT3。而跨信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，IL-6可以直接與可溶性受體sIL-6R結(jié)合，跨過(guò)了膜上的IL-6R[6，12]。在腫瘤相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)，IL-6可以與靶細(xì)胞表面的sIL-6R結(jié)合，形成sIL-6R/IL-6復(fù)合物，進(jìn)一步活化細(xì)胞膜表面的gp130，gp130受到刺激形成同源二聚體，激活與gp130相關(guān)聯(lián)的JAK，使受體酪氨酸激酶活化，并與STAT3蛋白結(jié)合，這種激酶級(jí)聯(lián)使STAT3磷酸化，活化的STAT3二聚體可以進(jìn)入細(xì)胞核，引發(fā)靶基因的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖和血管形成，抑制腫瘤細(xì)胞凋亡[13-14]。本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，STAT3的表達(dá)及IL-6表達(dá)水平在結(jié)腸癌和癌旁組織中存在明顯差異，結(jié)腸癌組織中STAT3的表達(dá)與IL-6表達(dá)水平亦呈現(xiàn)正相關(guān)，提示IL-6作為STAT3的激活因子，可誘導(dǎo)STAT3活化，促進(jìn)下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，進(jìn)而參與結(jié)腸癌的進(jìn)展。因此認(rèn)為，IL-6/STAT3信號(hào)通路在結(jié)腸癌的診斷中具有重要的參考價(jià)值，可以作為治療上的關(guān)鍵靶點(diǎn)。

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Expression and significance of IL-6,STAT3 in colon carcinoma tissue.

ZHANG Xiao-qin,DUAN Li-fang,DANG Lin, XU Xiao-fan,ZHANG Hong.Department of Pathophysiology,Shaanxi University of Chinese Medicine,Xianyang 712046, Shaanxi,CHINA

ObjectiveTo detect the expression of interlenkin-6(IL-6)and signal transducer and activator of transcription 3(STAT3)in colon carcinoma tissue and paracancerous tissue,and to analyze its clinical significance in the diagnosis and treatment of colon carcinoma.MethodsForty-eight samples of colon carcinoma confirmed by pathology in the Second Affiliated Hospital of Shaanxi University of Chinese Medicine from March 2012 to December 2014 were collected.The expression of IL-6 and STAT3 in colon cancer tissue and paracancerous tissue were detected by immunohistochemistry.The correlation between the two were analyzed.ResultsThe positive expression rate of IL-6 in colon carcinoma tissue was 91.66%,which was higher than that in paracancerous tissue of 6.25%(P＜0.01).The positive expression rate of STAT3 in colon carcinoma tissue was 95.83%,which was significantly higher than that in paracancerous tissue of 4.17%(P＜0.05).The expression of STAT3 was positively correlated with IL-6 in colon carcinoma tissue. ConclusionIL-6 and STAT3 are involved in the occurrence and development of colon carcinoma,which can be used as an important reference for colon carcinoma diagnosis and therapeutic targets.

Colon carcinoma;Interlenkin-6(IL-6);Signal transducer and activator of transcription 3(STAT3)

R735.3+5

A

1003—6350（2017）02—0185—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2017.02.005

2016-07-24)

陜西中醫(yī)藥大學(xué)培育基金(編號(hào)：2016PY09)

張紅。E-mail：zhangh1227@163.com