Galectin-3和MMP-14對膀胱尿路上皮癌血管生成的影響

王 曄 吳晨鵬 徐晉珩 劉 巖 (唐山市工人醫院泌尿外科，河北 唐山 063000)

引起腫瘤血管生成的因素很多，但其作用機制并不完全清楚。Galectin-3作為凝集素蛋白家族成員之一，參與細胞黏附、生長調節、腫瘤的轉化和凋亡等〔1，2〕。基質金屬蛋白酶-14(MMP-14)可激活MMP-2降解細胞外基質，其高表達在腫瘤進展中具有一定作用〔3〕。本實驗通過免疫組織化學技術檢測膀胱尿路上皮癌中Galectin-3、MMP-14和CD34的表達，探討血管生成對判斷預后的意義。

1 材料與方法

1.1 材料 收集2003年1月至2006年10月在唐山市工人醫院行膀胱尿路上皮癌切除術的存檔蠟塊作為觀察組。病例納入標準:①符合WHO分類中泌尿系統腫瘤病理學和遺傳學的診斷標準，并經病理學主治醫師確診;②納入患者手術前均未進行任何放、化療;③臨床隨訪資料完整。本組共收集80例，其中男50例，女30例，年齡38～78〔平均(59.7±7.0)〕歲。無淋巴結轉移49例，有淋巴結轉移31例。同時選擇距腫物邊緣＞5 cm處的癌旁正常黏膜組織50例作為對照組，其中男31例，女19例，年齡37～77〔平均(59.5±7.4)〕歲。兩組常規指標比較差異無統計學意義，具有可比性。

1.2 方法

1.2.1 Galectin-3、MMP-14和CD34的檢測方法 均采用免疫組織化學(SP)法，試劑均購自北京中杉金橋生物技術有限責任公司，具體操作嚴格按說明書進行，均由病理科專業技術人員完成，嚴格質控。

1.2.2 判斷方法 所有切片均由病理科兩位主治醫師閱片并記錄。Galectin-3和MMP-14陽性表達部位為細胞質，胞質中有棕褐色顆粒染色為陽性;每個切片于高倍鏡下隨意取5個不重復視野陽性細胞，以陽性細胞所占百分比分為三級:陽性細胞數＜5%為陰性，陽性細胞數≥5%為陽性，其中陽性細胞數＜25%為弱陽性(+)，≥25%為強陽性(?)。CD34標記的微血管計數(MVD)方法:先在低倍鏡下觀察染色的最豐富區，然后在高倍鏡下分別計數，每個陽性染色的內皮細胞、內皮細胞簇或單個小脈管均視為1個微血管。每例計數4個視野，取其平均值作為MVD〔3〕。以MVD≥25為陽性。

1.3 統計學方法 應用SAS6.12軟件進行分析，兩組間比較采用χ2檢驗或t檢驗，相關分析應用線性相關分析，并對患者進行生存分析。

2 結果

2.1 Galectin-3、MMP-14和MVD在觀察組與對照組中的表達Galectin-3和MMP-14在觀察組中表達的陽性率明顯高于對照組，觀察組中MVD明顯高于對照組(均P＜0.01)。見表1。

2.2 Galectin-3、MMP-14和MVD在觀察組不同臨床病理特征中的表達差別 觀察組中Galectin-3、MMP-14和MVD的表達與腫瘤體積、有無浸潤、分級及淋巴結轉移密切相關(均P＜0.01)。見表2。

表1 Galectin-3、MMP-14和MVD在觀察組與對照組中的表達

2.3 觀察組中Galectin-3、MMP-14和MVD表達的關系 經線性相關分析顯示，觀察組中Galectin-3和MMP-14的表達呈正相關(r=0.41，P=0.042 3)，Galectin-3和MVD的表達呈正相關(r=0.45，P=0.031 4)，MMP-14和MVD的表達呈正相關(r=0.47，P=0.024 0)。

2.4 觀察組中Galectin-3、MMP-14和MVD的表達與患者預后的關系 本組患者隨訪時間為7～60個月，平均28.7個月。Galectin-3、MMP-14和MVD陽性組和陰性組生存曲線見圖1。膀胱尿路上皮癌中 Galectin-3(χ2=18.7728，P ＜0.05)、MMP-14(χ2=23.8157，P ＜0.05)和 MVD(χ2=24.7380，P ＜0.05)的表達與患者預后相關(P＜0.05)，即Galectin-3、MMP-14和MVD高表達患者的預后差。

表2 Galectin-3、MMP-14和MVD在觀察組不同臨床病理特征中的表達差別

圖1 Galectin-3、MMP-14、MVD與膀胱癌患者生存的關系

3 討論

腫瘤形成及發展過程中的生物學行為受到人們的廣泛關注，而腫瘤轉移作為腫瘤發展中的重要因素，腫瘤中有血管新生，為其生長及血道播散提供了直接證據。Galectin-3是動物血凝素Lectin家族成員之一，因與含有β半乳糖苷殘基的糖復合物具有很高的親和力而得名〔4〕。Galectin-3的相對分子量約為31×103，編碼基因位于染色體1p13及14q21～22，由6個外顯子和5個內含子組成，因Galectin-3在結構上缺乏轉移到內質網的信號序列，因此這種結構具有傳遞信號的作用。雖然Galectin-3有上述多種作用，但是有觀點認為Galectin-3表達最主要的功能是參與細胞外黏附與基質的反應，其可能與MMPs有協同作用〔5，6〕。由于Galectin-3是一種糖化蛋白，需要通過在碳氫識別位點與其配體的糖苷結合后，通過信號轉導通路從而發揮一系列生物學功能〔7〕。MMP家族是一組鋅離子依賴性內切酶，與細胞外基質的降解和腫瘤的新生血管形成密切相關。MMP-14作為MMP家族的重要成員，能夠在細胞表面活化MMP-2等重要因子。而且有研究顯示MMP-14也與腫瘤的血管新生有密切關系〔6〕。膀胱癌的侵襲和轉移與基膜的黏附和細胞外基質的降解有關。MMP-14是膀胱癌細胞中產生的重要物質，作用于周圍的間質細胞，誘導間質細胞產生MMP-14原酶，該酶激活后被腫瘤細胞攝取到細胞膜表面。激活的MMP-14不僅可以激活MMP-2降解周圍的基質，而且自身也可以發揮降解細胞外基質的作用。而細胞外基質和基底膜是腫瘤生長和擴散的屏障，腫瘤細胞依靠MMP-14降解細胞外基質，進而促進浸潤和轉移。CD34是特異性的血管內皮細胞標記物，能成功標記腫瘤中的新生血管。

本實驗結果顯示膀胱尿路上皮癌中Galectin-3和MMP-14高表達，提示二者在膀胱尿路上皮癌的形成過程中起重要的促進作用。膀胱尿路上皮癌中MVD高表達，提示腫瘤中存在著血管新生，這為腫瘤的生長及血道播散提供了最便捷的條件。實驗結果顯示Galectin-3和MMP-14均與腫瘤體積、浸潤、分級及淋巴結轉移密切相關，提示Galectin-3和MMP-14參與腫瘤的浸潤、生長和轉移。膀胱尿路上皮癌的生長及轉移常常表現出高度的組織特異性，并非隨意性，能轉移到特定器官的惡性腫瘤均具有多種機制促進它們侵襲及繁殖。由于膀胱尿路上皮癌中Galectin-3、MMP-14和MVD之間均呈正相關性，提示其可能存在著通路的作用，即三種蛋白形成獨立的作用途徑，其作用機制可能為 Galectin-3作為上游蛋白，促進 MMP-14的表達〔8，9〕，進而促進MVD的高表達使新生血管形成，但是其具體的調節機制尚需要更多實驗證實。本實驗的生存分析顯示Galectin-3、MMP-14和MVD高表達患者的預后差，因此術后對膀胱尿路上皮癌進行Galectin-3、MMP-14和CD34的免疫組化檢測，對判斷膀胱尿路上皮癌的預后及指導治療有重要價值。

綜上所述，膀胱尿路上皮癌中Galectin-3、MMP-14具有協同作用，參與腫瘤中CD34陽性的血管生成，促進腫瘤生長轉移的發生，術后聯合檢測三種蛋白對指導膀胱癌預后評估有重要意義。

1 Oka N，Nakahara S，Takenaka Y，et al.Galectin-3 inhibits tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand-induced apoptosis by activating Akt in human bladder carcinoma cells〔J〕.Cancer Res，2005;65(17):7546-53.

2 Kramer MW，Kuczyk MA，Hennenlotter J，et al.Decreased expression of galectin-3 predicts tumour recurrence in pTa bladder cancer〔J〕.Oncol Rep，2008;20(6):1403-8.

3 Chaffer CL，Dopheide B，McCulloch DR，et al.Upregulated MT1-MMP/TIMP-2 axis in the TSU-Pr1-B1/B2 model of metastatic progression in transitional cell carcinoma of the bladder〔J〕.Clin Exp Metastasis，2005;22(2):115-25.

4 Nangia-Makker P，Raz T，Tait L，et al.Galectin-3 cleavage:a novel surrogate marker for matrix metalloproteinase activity in growing breast cancers〔J〕.Cancer Res，2007;67(24):11760-8.

5 Kobayashi T，Shimura T，Yajima T，et al.Transient gene silencing of galectin-3 suppresses pancreatic cancer cell migration and invasion through degradation of β-catenin〔J〕.Int J Cancer，2011;129(12):2775-86.

6 廖紫瓊，朱潤慶，張 鍇，等.Galectin-3與MMP-2在乳腺癌中的表達意義〔J〕.武漢大學學報(醫學版)，2007;28(2):166-76.

7 Nangia-Makker P，Balan V，Raz A.Regulation of tumor progression by extracellular galectin-3〔J〕.Cancer Microenviron，2008;1(1):43-51.

8 Kim SJ，Shin JY，Lee KD，et al.Galectin-3 facilitates cell motility in gastric cancer by up-regulating protease-activated receptor-1(PAR-1)and matrix metalloproteinase-1(MMP-1)〔J〕.PLoS One，2011;6(9):e25103.

9 McClung HM，Thomas SL，Osenkowski P，et al.SPARC upregulates MT1-MMP expression，MMP-2 activation，and the secretion and cleavage of galectin-3 in U87MG glioma cells〔J〕.Neurosci Lett，2007;419(2):172-7.