蔡傳書 王培榮 黃 雄 呂文龍
(福建醫科大學附屬第一醫院放療科,福建 福州 350005)
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5種腫瘤干細胞標志物在非小細胞肺癌組織中的表達及臨床意義
蔡傳書 王培榮 黃 雄 呂文龍
(福建醫科大學附屬第一醫院放療科,福建 福州 350005)
目的 探討CD133、滋養層細胞表面抗原-2(TROP-2)、CD44、三磷酸腺苷結合轉運蛋白G超家族成員2(ABCG2)及神經營養因子受體p75(p75NTR)五種腫瘤干細胞(CSC)標志物在非小細胞肺癌(NSCIC)組織中的表達及其與臨床病理參數間的關系。方法 選取80例NSCLC組織、33例癌旁組織、28例正常組織為研究對象,采用免疫組化法檢測各組織中CD133、CD44、TROP-2、ABCG2及p75NTR蛋白表達的差異,分析其與NSCLC患者病理參數的相關性。結果 (1)CD133、CD44、TROP-2、ABCG2及p75NTR在NSCLC組織中的陽性率分別為80.00%、87.50%、50.00%、62.50%、68.75%;在癌旁組織中的陽性率分別為6.06%、30.30%、15.15%、21.21%、12.12%;在正常組織中的陽性率分別為46.43%、10.71%、21.43%、21.43%、21.43%,各指標在不同組織間的陽性率比較差異均有統計學意義(P<0.05)。(2)隨著細胞分化程度的降低,NSCLC組織中的CD133、CD44、TROP-2、ABCG2及p75NTR的陽性率均呈上升趨勢(P<0.05),CD133、TROP-2陽性率與NSCIC患者年齡、淋巴結轉移、TNM分期有關(P<0.05),ABCG2及p75NTR陽性率與NSCIC患者年齡及遠處轉移有關(P<0.05)。結論 NSCLC組織中CD133、CD44、TROP-2、ABCG2及p75NTR的表達水平異常,且均與NSCLC腫瘤細胞分化密切相關。
非小細胞肺癌;腫瘤干細胞
腫瘤干細胞(CSC)是腫瘤組織中具有自我更新、增殖以及多向分化的腫瘤細胞,也是腫瘤不斷生長、轉移與復發根源〔1〕。CD133是一種經典的CSC標志物〔2,3〕,眾多研究表明,滋養層細胞表面抗原-2(TROP-2)、CD44、三磷酸腺苷結合轉運蛋白G超家族成員2(ABCG2)及神經營養因子受體p75(p75NTR)等也具有CSC特性,可以作為CSC篩選標志物,與腫瘤生長、轉移、侵襲息息相關〔4,5〕。本研究采用免疫組化法檢測CSC標記物CD133、CD44、TROP-2、ABCG2及p75NTR在非小細胞肺癌(NSCLC)、癌旁及正常組織中的表達情況,分析其與臨床病理參數的相關性。
1.1 臨床資料 抽選2010年3月至2015年7月在我院行手術切除術的80例NSCLC患者,留取手術組織標本存檔。納入標準:①臨床上均經組織學檢查,確診為NSCLC;②患者術前均未予以放、化療治療或者其他抑制腫瘤治療,排除其他類型肺癌患者。男30例,女50例,年齡44~73歲,平均(62.8±8.6)歲。取33例癌旁組織、28例正常組織進行檢測,其中癌旁組織男12例,女21例,年齡48~77歲,平均(63.8±9.1)歲。正常組織:其中男10例,女18例,年齡45~75歲,平均(62.9±8.9)歲。三組性別、年齡資料比較均無統計學差異(P>0.05),具有可比性。
1.2 方法
1.2.1 試劑 CD133多克隆抗體購自英國Abcam公司。ABCG2、p75NTR、EnVisionTM檢測試劑盒購自Gene Tech公司,CD44兔抗人抗體購自武漢博士德公司,羊抗人TROP-2多抗購自美國R&D公司,DAB顯色劑(DAB003)購自福州邁新生物技術開發有限公司。
1.2.2 免疫組織化學染色法 所有組織標本經10%甲醛固定,石蠟包埋組織,連續切片,厚度4 μm,利用二甲苯和乙醇脫蠟水化等處理。切片入pH6.0檸檬酸緩沖液進行沖洗,高溫、高壓抗原修復。自來水沖洗冷卻至室溫后,采用PBS進行液洗3次,5 min/次。用3% H2O2滴加至切片上,室溫孵育30 min,繼而PBS洗滌3次,5 min/次。甩去PBS液,每張切片上滴加50 μl稀釋后的CD133多克隆抗體、ABCG2、p75NTR、CD44兔抗人抗體、羊抗人TROP-2多抗;濕盒內孵育1 h,PBS洗滌3次,5 min/次。甩去PBS液,滴加EnVisionTM試劑盒試劑1,室溫孵20 min,繼而PBS洗滌3次,5 min/次。甩去PBS液,滴加EnVisionTM試劑盒試劑2,室溫孵育30 min,繼而PBS 洗滌3次,5 min/次。甩去PBS液,滴加DAB 顯色液,封片,顯微鏡下觀察,用PBS磷酸緩沖液代替一抗作陰性對照。
1.3 陽性結果判斷標準 由2名病理醫生在對標本資料不知情的情況下獨立完成。標準:DAB陽性染色為棕色或黃色,計數4個不重疊的高倍視野下大約200個癌細胞,陽性細胞數>10%為陽性,≤10%為陰性。
1.4 統計學方法 采用SPSS17.0軟件,計量資料組間采用t檢驗,計數資料采用χ2檢驗。
2.1 5種CSC標志物在NSCIC、癌旁組織、正常組織中的表達 CD133、CD44、TROP-2、ABCG2及p75NTR在NSCLC組織中的陽性率分別為80.00%、87.50%、50.00%、62.50%、68.75%;在癌旁組織中的陽性率分別為6.06%、30.30%、15.15%、21.21%、12.12%;在正常組織中的陽性率分別為46.43%、10.71%、21.43%、21.43%、21.43%,各指標在不同組織間的陽性率比較均有統計學差異(P<0.05)。
2.2 5種CSC標志物表達與NSCIC病理參數的關系 見表1。隨著細胞分化程度的降低,NSCLC組織中的CD133、CD44、TROP-2、ABCG2及p75NTR的陽性率均呈上升趨勢(P<0.05);此外,CD133、TROP-2陽性率與NSCIC患者年齡、淋巴結轉移、TNM分期有關(P<0.05),ABCG2及p75NTR陽性率與NSCIC患者年齡及遠處轉移有關(P<0.05)。
表1 5種CSC標志物表達與NSCIC病理參數的關系〔n(%)〕

臨床病理參數nCD133(n=64)陽性率 P值CD44(n=70)陽性率 P值TROP-2(n=40)陽性率 P值ABCG2(n=50)陽性率 P值p75NTR(n=55)陽性率 P值年齡(歲)<653621(58.33)<0.0527(75.00)>0.0513(36.11)<0.0517(47.22)<0.0519(52.78)<0.05≥654443(97.73)43(97.72)27(61.36)33(75.00)36(81.82)性別男3024(80.00)>0.0529(96.67)>0.0516(53.33)>0.0520(66.67)>0.0520(66.67)>0.05女5040(80.00)41(82.00)24(48.00)30(60.00)35(70.00)吸煙指數<4004534(75.56)>0.0540(88.89)>0.0522(48.89)>0.0530(66.67)>0.0530(66.67)>0.05≥4003530(85.71)30(85.71)18(51.43)20(57.14)25(71.43)遠處轉移有1612(75.00)>0.0515(93.75)>0.058(50.00)>0.0515(93.75)<0.0515(93.75)<0.05無6452(81.25)55(85.94)32(50.00)35(54.69)40(62.50)淋巴結轉移有3028(93.33)<0.0528(93.33)>0.0523(76.67)<0.0520(66.67)>0.0522(73.33)>0.05無5036(72.00)42(84.00)17(34.00)30(60.00)33(66.00)TNM分期Ⅰ3625(69.44)<0.0531(86.11)>0.0510(27.78)<0.0520(55.56)>0.0527(75.00)>0.05Ⅱ1915(78.95)17(89.47)10(52.63)13(68.42)13(68.42)Ⅲ2524(96.00)22(88.00)20(80.00)17(68.00)15(60.00)腫瘤長徑<3cm4534(75.56)>0.0541(91.11)>0.0523(51.11)>0.0529(64.44)>0.0530(66.67)>0.05≥3cm3530(85.71)29(82.86)17(48.57)21(60.00)25(71.43)細胞分化高分化2717(62.96)<0.0521(77.78)<0.059(33.33)<0.0513(48.15)<0.0513(48.15)<0.05中分化4035(87.50)36(90.00)20(50.00)24(60.00)29(72.50)低分化1312(92.31)13(100.00)11(84.62)13(100.00)13(100.00)病理類型鱗癌3529(82.86)>0.0532(91.43)>0.0520(57.14)>0.0522(62.86)>0.0526(74.29)>0.05腺癌2519(76.00)21(84.00)11(44.00)18(72.00)18(72.00)肺泡細胞癌1512(80.00)13(86.67)9(60.00)10(66.67)11(73.33)大細胞未分化54(80.00)4(80.00)000
現代腫瘤手術、放化療、生物治療技術均在不斷進步,但隨著放化療抵抗的發生,NSCLC等腫瘤患者的術后復發率、臨床死亡率仍居高不下〔6,7〕,故尋找NSCLC治療的新靶點,對患者個體化治療及預后具有重要臨床價值。近年研究發現,靶向CSC是根治腫瘤的一個臨床新方向〔8〕,CSC是腫瘤細胞中的特殊細胞,具有極強的自我更新、分化能力,發揮多種功能;此外,CSC具有較強遷徙以及運動能力,可促進細胞轉移,引發腫瘤浸潤和轉移等〔9,10〕,另外,CSC還可長期維持正常機體的相對穩定休眠狀態,有較強的耐藥性。有研究認為〔11〕,CSC是腫瘤發生、發展及復發的源泉,腫瘤生長以及分化最終取決于其組織中CSC表達,同時腫瘤本身具有轉移潛力,當機體CSC表達達到一定程度時,腫瘤的轉移將不可避免。研究人員近年來相繼在膠質瘤、結腸癌、乳腺癌、肝癌等中發現CSC表達〔12〕,而NSCLC組織中的CSC表達及作用機制一直存在較大爭議。研究發現,肺組織中存在細支氣管肺泡干細胞(BASCs),這為CSC對肺癌的發病作用提供了實驗依據〔13〕。
CD133是Prominin 家族成員,存在于外周血、骨髓、臍帶血及其他組織中〔14〕,CD133+對腫瘤增殖、分化、復發有著關鍵作用〔15,16〕。有研究發現,CD133+表達與腫瘤預后相關,高水平的CD133結直腸癌病人預后較差〔17〕。本研究提示CD133在NSCLC組織中異常高表達,同時腫瘤細胞分化程度越低、TNM分期越高,存在淋巴結轉移患者中的陽性表達率越高,這說明CD133陽性表達參與了NSCLC腫瘤干細胞的增殖、分化及轉移等過程。
CD44是一種廣泛存在于表皮細胞與間皮細胞中的黏附分子,主要參與異質性黏附,即腫瘤細胞與宿主細胞和宿主基質的黏附,異質性黏附在腫瘤細胞侵襲轉移中起促進作用,與惡性腫瘤發生發展密切相關〔18〕。國外文獻報道,CD44在前列腺癌組織中表達升高,與癌細胞生長存在相關性〔19〕。國內有研究〔20〕報道,CD44在NSCLC組織中的陽性率為65.33%,明顯高于正常肺組織的20.00%且CD44過量表達患者的生存率低于正常水平者。本研究與上述研究結果一致,進一步證實CD44的異常表達與NSCLC的發病有關。此外,本研究中CD44陽性表達率隨著腫瘤細胞分化程度的降低而呈上升趨勢,提示CD44陽性表達影響著NSCLC的發生、發展。
TROP-2是一種跨膜糖蛋白,在正常人體合包體滋養層、細胞滋養層及復層上皮細胞均存在表達,具有調節腫瘤細胞生長、侵襲以及轉移的作用。近年來,已證實TROP-2在鼻咽癌、乳腺癌、前列腺癌、卵巢癌等許多實體瘤中表達水平增高〔21〕。本文結果也說明TROP-2與NSCLC的發生、發展有關。
ABCG2是一種轉運蛋白,在維持細胞自身穩定及機體正常生理功能等方面起著重要作用,主要定位于細胞膜上,正常生理下可保護機體,而對腫瘤而后則可導致其耐藥。研究發現,三磷酸腺苷結合盒轉運體(ABC)僅在干細胞上表達,具有分化調節干細胞作用〔22〕。p75NTR是腫瘤壞死因子受體成員,主要在神經細胞的早期發育過程中大量表達,通過不同的信號轉導通路誘導以神經細胞為主的細胞增殖、遷移、分化、生存、凋亡、突觸的建立和神經的形成,發揮多重生物學效應。早期認為p75NTR僅參與神經細胞發育早期的增殖、遷移、凋亡,近年來研究發現,p75NTR陽性細胞自我更新、增殖及多向分化能力較強,證實為食管上皮CSC〔23〕。本研究結果顯示,ABCG2及p75NTR的表達在腫瘤發生、發展過程中可能發揮作用,但其相關性仍需加大樣本量分析。
1 吳兆利,李華棟,楊 光,等.腫瘤干細胞及其模型的研究現狀及臨床治療最新進展〔J〕.現代生物醫學進展,2015;15(1):178-80,194.
2 Qiu ZX,Zhao S,Mo XM,etal.Overexpression of PROM1(CD133)confers poor prognosis in non-small cell lung cancer〔J〕.Int J Clin Exp Pathol,2015;8(6):6589-95.
3 Mohamadnejad M,Vosough M,Moossavi S,etal.Intraportal infusion of bone marrow mononuclear or CD133+ cells in patients with decompensated cirrhosis:a double-blind randomized controlled trial〔J〕.Stem Cells Transl Med,2016;5(1):87-94.
4 Yamaguchi T,Okumura T,Hirano K,etal.Detection of circulating tumor cells by p75NTR expression in patients with esophageal cancer〔J〕.World J Surg Oncol,2016;14(1):40.
5 Zhang R,Zhang P,Wang H,etal.Inhibitory effects of metformin at low concentration on epithelial-mesenchymal transition of CD44(+)CD117(+)ovarian cancer stem cells〔J〕.Stem Cell Res Ther,2015;6(1):262.
6 Valizadeh A,Ahmadzadeh A,Saki G,etal.Role of tumor necrosis factor-producing mesenchymal stem cells on apoptosis of chronic B-lymphocytic tumor cells resistant to fludarabine-based chemotherapy〔J〕.Asian Pac J Cancer Prev,2015;16(18):8533-9.
7 Murayama T,Nakaoku T,Enari M,etal.Oncogenic fusion gene CD74-NRG1 confers cancer stem cell-like properties in lung cancer through a IGF2 autocrine/paracrine circuit〔J〕.Cancer Res,2016;76(4):974-83.
8 岳冬麗,韓交玲,關方霞,等.腫瘤干細胞的研究進展及臨床意義〔J〕.鄭州大學學報(醫學版),2013;48(1):1-8.
9 Tomellini E,Touil Y,Lagadec C,etal.Nerve growth factor and proNGF simultaneously promote symmetric self-renewal,quiescence,and epithelial to mesenchymal transition to enlarge the breast cancer stem cell compartment〔J〕.Stem Cells,2015;33(2):342-53.
10 Park HJ,Oh JS,Chang JW,etal.Proton irradiation sensitizes radioresistant non-small cell lung cancer cells by modulating epidermal growth factor receptor-mediated DNA repair〔J〕.Anticancer Re,2016;36(1):205-12.
11 馬 遠,馮 軍,吳靈芝,等.CD133+肺癌干細胞中基質金屬蛋白酶9和缺氧誘導因子2α的表達及其病理學機制〔J〕.中華醫學雜志,2015;95(32):2607-11.
12 何 敬.肺癌干細胞研究進展綜述〔D〕.石家莊:河北醫科大學,2015.
13 洪 暄,陳國涵,劉中民,等.肺癌干細胞研究進展〔J〕.中華胸心血管外科雜志,2011;27(6):380-2.
14 Kazama S,Kishikawa J,Yasuda K,etal.CD133 Expression in lymph node metastases is associated with tumor aggressiveness during lymph node metastasis in colorectal cancer〔J〕.Anticancer Res,2015;35(12):6599-605.
15 周 蕾,武世伍,俞嵐,等.非小細胞肺癌中CD133和Notch1的表達及其臨床病理意義〔J〕.南方醫科大學學報,2015;35(2):196-201.
16 Poon MW,Zhuang JT,Wong ST,etal.Co-expression of cytoskeletal protein adducin 3 and CD133 in neurospheres and a temozolomide-resistant subclone of glioblastoma〔J〕.Anticancer Res,2015;35(12):6487-95.
17 Aravantinos G,Isaakidou A,Karantanos T,etal.Association of CD133 polymorphisms and response to bevacizumab in patients with metastatic colorectal cancer〔J〕.Cancer Biomark,2015;15(6):843-50.
18 Leung EL,Fiscus RR,Tung JW,etal.Non-small cell lung cancer cells expressing CD44 are enriched for stem cell-like properties〔J〕.PLoS One,2010;5(11):e14062.
19 Doherty RE,Haywood-Small SL,Sisley K,etal.Aldehyde dehydrogenase activity selects for the holoclone phenotype in prostate cancer cells〔J〕.Biochem Biophys Res Commun,2011;414(4):801-7.
20 李士亭,陶文成.腫瘤干細胞表面標記物CD44在胃癌浸潤和淋巴結轉移中的作用〔J〕.中國組織工程研究,2015;19(23):3669-73.
21 劉觀成,何曉松,宣廣旭,等.腫瘤干細胞標志物在鼻咽癌細胞株中的表達〔J〕.現代醫藥衛生,2015;31(6):801-3.
22 曹 娟,白淑瑋.microRNA對人視網膜母細胞瘤腫瘤干細胞多藥耐藥性的影響〔J〕.中國醫藥導報,2014;11(27):4-8,20.
23 黃燕燕,裴學蓮,劉 洋,等.多種腫瘤干細胞標志物在食管鱗癌Eca109細胞球細胞中的表達〔J〕.解剖學報,2014;45(3):350-3.
〔2016-07-15修回〕
(編輯 郭 菁)
蔡傳書(1965-),男,主任醫師,主要從事腫瘤診斷與放射治療方面的研究。
R73
A
1005-9202(2016)23-5905-03;
10.3969/j.issn.1005-9202.2016.23.058