結腸腺癌中組織蛋白酶D和基質金屬蛋白酶-7的表達及意義

答邦明 王曉娟 丁亞文 馮 剛 費 雁 桂華偉

(華中科技大學同濟醫學院附屬普愛醫院腫瘤科，湖北 武漢 430030)

1 病理科

結腸腺癌中組織蛋白酶D和基質金屬蛋白酶-7的表達及意義

答邦明 王曉娟 丁亞文 馮 剛 費 雁 桂華偉1

(華中科技大學同濟醫學院附屬普愛醫院腫瘤科，湖北 武漢 430030)

目的 檢測結腸腺癌中組織蛋白酶(Cath)-D、基質金屬蛋白酶(MMP)-7的表達及其臨床意義。方法 59例結腸腺癌根治術患者術后的蠟塊組織作為觀察組，結腸黏膜高級別上皮內瘤變術后的蠟塊組織25例作為對照組1，結腸黏膜低級別上皮內瘤變鉗檢后的蠟塊組織25例作為對照組2，非腫瘤性結腸黏膜組織25例作為對照組3。應用免疫組化方法檢測四組中Cath-D和MMP-7的表達。結果 觀察組中Cath-D和MMP-7的表達明顯高于其他三組，觀察組中Cath-D和MMP-7的表達與腫瘤的脈管累犯、淋巴結轉移均相關，觀察組中Cath-D的表達與腫瘤的浸潤深度密切相關。觀察組中Cath-D的表達與淋巴結轉移數量密切相關。相關分析顯示觀察組中Cath-D和MMP-7的表達無相關性。結論 結腸腺癌中Cath-D和MMP-7高表達可以促進病變的形成和進展，Cath-D和MMP-7之間無明顯協同作用。

結腸腺癌；組織蛋白酶(Cath)-D；基質金屬蛋白酶(MMP)-7；免疫組化

結腸腺癌發病高峰年齡為30～60歲。近年隨著飲食結構的改變，其發生率呈增高趨勢〔1,2〕；病變的形成及進展與轉移相關基因和蛋白異常表達有關。組織蛋白酶(Cath)-D是一種溶酶體天冬氨酸蛋白酶，具有肽鏈內切酶活性，可以降解細胞外基質，并對基底膜形成有效的降解〔3,4〕。基質金屬蛋白酶(MMP)-7是MMPs家族中的重要成員，具有廣泛的蛋白水解活性，MMP-7作用底物廣，可水解多種組織〔5,6〕。本研究應用免疫組化方法檢測結腸腺癌中Cath-D和MMP-7的表達并探討其意義。

1 材料與方法

1.1 臨床資料 2013年5月至2016年2月我院經病理醫師確診為結腸腺癌，并行根治手術的患者作為觀察組，共59例，留取術后腫瘤的蠟塊組織。其中男29例，女30例，年齡30～86歲，平均57.7歲。均符合WHO中的診斷標準。結腸黏膜高級別上皮內瘤變術后的組織25例作為對照組1，其中男12例，女13例，年齡33～67歲，平均54.5歲。結腸黏膜低級別上皮內瘤變鉗檢后的組織25例作為對照組2，其中男13例，女12例，年齡34～75歲，平均53.8歲。非腫瘤性結腸黏膜組織25例作為對照組3，其中男14例，女11例，年齡34～69歲，平均54.0歲。四組一般資料無明顯差異。

1.2 Cath-D和MMP-7表達的檢測 標本取材后均應用中性甲醛溶液固定，常規脫水后石蠟包埋。應用免疫組化SP法檢測四組中Cath-D和MMP-7的表達，二氨基聯苯胺(DAB)顯色，嚴格按說明書進行操作，做好質量控制工作。

1.3 Cath-D和MMP-7結果的判定方法 Cath-D和MMP-7的陽性部位定位在細胞質，以染色后呈淺棕黃色——棕褐色為陽性反應細胞，先在低倍鏡下選擇有代表性的區域(熱點區)，再在400倍視野下選擇5個區域進行計數，根據以下兩個方面綜合判斷陽性率：(1)陽性細胞數：<5%為0分；5%～25% 1分，26%～50% 2分，51%～75% 3分，≥76% 4分。(2)染色強度：無色為0分；淺棕黃色1分；棕黃色2分；棕褐色3分。以兩者乘積作為最終評判結果。0～4分計陰性，5～12分計陽性。

1.4 統計學方法 應用SPSS13.0軟件進行χ2檢驗、線性相關分析。

2 結 果

2.1 四組Cath-D和MMP-7表達陽性率比較 四組Cath-D和MMP-7的陽性率有統計學差異。見表1。

2.2 觀察組Cath-D和MMP-7的表達在不同臨床特征分組中的比較 觀察組Cath-D和MMP-7的表達與腫瘤脈管累犯、淋巴結轉移密切相關，觀察組中Cath-D的表達與腫瘤的浸潤深度密切相關。二者均與腫瘤的分化程度無關。見表2。

表1 四組Cath-D和MMP-7表達陽性率比較〔n(%)〕

表2 觀察組Cath-D和MMP-7的表達 在不同臨床特征分組中的比較〔n(%)〕

2.3 觀察組中有淋巴結轉移患者不同轉移淋巴結數量亞組中Cath-D和MMP-7陽性率的比較 淋巴結轉移數量≥3個亞組中Cath-D的陽性率明顯高于淋巴結轉移數量<3個亞組。而MMP-7的表達未見明顯差別。見表3。

表3 觀察組中有淋巴結轉移患者不同轉移淋巴結數量亞組 中Cath-D和MMP-7陽性率的比較〔n(%)〕

2.4 觀察組Cath-D和MMP-7的相關性 Cath-D和MMP-7的表達未見明顯相關(P>0.05)。

3 討 論

結腸腺癌臨床癥狀為腹痛、腹塊、便血、便秘或便秘與腹瀉交替、大便次數增多、消瘦和腸梗阻等，其形態有潰瘍型、巨塊型、息肉型、浸潤型。其中潰瘍型最多見，而浸潤型可以引起腸管局部狹窄。病理學觀察到的腫瘤主要是管狀腺癌，多數分化較好，而印戒細胞癌和分化差的癌較少〔7〕。病變侵襲性生長和彌漫性浸潤是腫瘤侵襲過程中重要的生物學行為，其涉及細胞外基質降解和基底膜破壞，使腫瘤細胞易于遷移而播散到其他部位〔8〕。Cath-D在酸性pH中可由雌激素誘導產生，其基因定位于染色體11p15，其在人體組織細胞中的濃度很低。正常組織合成的Cath-D以52 kD前體的形式通過溶酶體靶受體轉運到高爾基器，被加工成穩定的活性形式和二聚體形式〔9,10〕。其功能有多種，主要是：①作為雌激素依賴的腫瘤標志物；②通過胰島素樣生長因子受體發揮生物學作用；③作為蛋白水解酶，可以溶解基底膜、細胞外基質和腫瘤細胞周圍的結締組織〔11〕；④調節基質中的生長因子釋放；⑤激活家族中的其他成員，誘導級聯反應的形成〔12,13〕。而MMPs家族中的MMP-7的相對分子量是28 kD，激活后為19 kD，是家族中分子量最小的成員，主要在腫瘤細胞中表達。研究認為MMP-7高表達時具有強大的基質降解活性和廣泛的底物特異性〔14,15〕。通過蛋白水解酶裂解細胞外基質和基底膜的蛋白質，如纖連蛋白、Ⅳ型膠原、層黏連蛋白、彈性蛋白、巢蛋白、骨橋蛋白及軟骨蛋白聚糖聚集體，促進腫瘤的侵襲和轉移〔16〕。

本實驗結果提示Cath-D和MMP-7高表達是結腸腺癌的重要分子事件，但是本實驗未發現正常黏膜、黏膜低級別上皮內瘤變、高級別上皮內瘤變和結腸腺癌中Cath-D和MMP-7表達的趨勢性變化，因此Cath-D和MMP-7的表達在腫瘤形成的過程中的促進作用不明顯，主要是以腫瘤形成后的遲發作用明顯。本文結果提示Cath-D和MMP-7高表達是腫瘤轉移的重要促進因素，Cath-D和MMP-7在對上皮細胞癌變的調節作用不明顯，而對腫瘤形成后的播散有重要促進作用。這與二者在腫瘤細胞的胞質中高表達后，引起腫瘤細胞周圍的基質和基底膜的降解作用有關，此時細胞易于通過破壞的基底膜屏障，遷移能力升高，進而形成遠處播散〔17〕。本文結果提示Cath-D高表達可以促進腫瘤的侵襲。Cath-D對淋巴道播散過程中的繼發影響可能更明顯。雖然Cath-D和MMP-7均可以促進腫瘤細胞外基質的降解，二者功能具有一致性，但是Cath-D和MMP-7的作用可能是分別通過各自的調控機制完成的。具體機制可能涉及細胞黏附、血管生成等更多的調節功能〔18,19〕，需要更多的實驗來明確。

1 谷彥軍,張詩武,魏煥萍,等.MMP-2、TIMP-2和Cathepsin D表達與結腸癌侵襲轉移的關系研究〔J〕.實用癌癥雜志,2007;22(3):240-2.

2 Compton CC.Colorectal carcinoma:diagnostic,prognostic,and molecular features〔J〕.Modern Pathol,2003;16(4):376-88.

3 陳曉藝,張白凌,陳少杰.組織蛋白酶D與基質金屬蛋白酶-9在口腔鱗癌的表達〔J〕.福建醫科大學學報,2006;40(6):560-2.

4 李偉漢.乳腺癌患者癌組織中組織蛋白酶D和基質金屬蛋白酶-2的表達及其判斷預后的價值〔J〕.中國老年學雜志,2012;32(4):719-20.

5 Park HD,Kang ES,Kim JW,etal.Serum CA19-9,cathepsin D,and matrix metalloproteinase-7 as a diagnostic panel for pancreatic ductal adenocarcinoma〔J〕.Proteomics,2012;12(23-24):3590-7.

6 Davidson B,Stavnes HT,Hellesylt E,etal.MMP-7 is a highly specific negative marker for benign and malignant mesothelial cells in serous effusions〔J〕.Hum Pathol,2015;47(1):104-8.

7 Shen SS,Haupt BX,Ro JY,etal.Number of lymph nodes examined and associated clinicopathologic factors in colorectal carcinoma〔J〕.Arch Pathol Lab Med,2009;133(5):781-6.

8 Lewin MR,Fenton H,Burkart AL,etal.Poorly differentiated colorectal carcinoma with invasion restricted to lamina propria (intramucosal carcinoma):a follow-up study of 15 cases〔J〕.Am J Surg Pathol,2007;31(12):1882-6.

9 吳旭輝,吳功志,彭叢兄,等.食管鱗狀細胞癌中基質金屬蛋白酶-14和組織蛋白酶D的表達及對預后判斷價值的研究〔J〕.中國臨床藥理學與治療學,2012;17(12):1388-91.

10 吳晶晶,張鵬宇,張明智,等.組織蛋白酶-D和MMP-9在非小細胞肺癌中的表達意義〔J〕.中國現代藥物應用,2010;4(15):5-6.

11 Tetu B,Brisson J,Wang CS,etal.Expression of cathepsin D,stromelysin-3,and urokinase by reactive stromal cells on breast carcinoma prognosis〔J〕.Cancer,2001;92(11):2957-64.

12 馮眾一,徐惠綿,羅 濤,等.基質金屬蛋白酶-2和組織蛋白酶D與胃癌生物學行為及腹膜轉移的關系〔J〕.中國腫瘤臨床,2002;29(10):720-2.

13 張 兵,宋衛東,董培德.組織蛋白酶D、MMP-9、CD44v6與大腸癌浸潤轉移關系研究進展〔J〕.疾病監測與控制雜志,2013;7(6):351-3.

14 Ito Y,Yoshida H,Kakudo K,etal.Inverse relationships between the expression of MMP-7 and MMP-11 and predictors of poor prognosis of papillary thyroid carcinoma〔J〕.Pathology,2006;38(5):421-5.

15 Mei TH,Luo B,Ying MA.Expressions of MMP-2,MMP-7 and TIMP-2 in lung carcinoma and their significance〔J〕.Acta Acad Med Militaris Tertiae,2004;26(16):1491-3.

16 Lee KH,Shin SJ,Kim KO,etal.Relationship between E-cadherin,matrix metalloproteinase-7 gene expression and clinicopathological features in gastric carcinoma〔J〕.Oncol Reports,2006;16(4):823-30.

17 張采欣,紀祥瑞,張景芳,等.Cathepsin-D、MMP-2和MMP-9在乳癌組織中的表達〔J〕.齊魯醫學雜志,2005;20(3):219-21.

18 Sis B,Sagol O,Kupelioglu A,etal.Prognostic significance of matrix metalloproteinase-2,cathepsin D,and tenascin-C expression in colorectal carcinoma〔J〕.Pathol Res Pract,2004;200(5):379-87.

19 Yamashita K,Mori M,Shiraishi T,etal.Clinical significance of matrix metalloproteinase-7 expression in esophageal carcinoma〔J〕.Clin Cancer Res,2000;6(3):1169-74.

〔2016-02-13修回〕

(編輯 王一涵)

答邦明(1978-)，男，碩士，主治醫師，主要從事腫瘤學研究。

R735

A

1005-9202(2017)04-0914-03；

10.3969/j.issn.1005-9202.2017.04.058